OSDN Git Service

2011-06-27 Janus Weil <janus@gcc.gnu.org>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / fortran / trans-types.c
1 /* Backend support for Fortran 95 basic types and derived types.
2    Copyright (C) 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009,
3    2010, 2011
4    Free Software Foundation, Inc.
5    Contributed by Paul Brook <paul@nowt.org>
6    and Steven Bosscher <s.bosscher@student.tudelft.nl>
7
8 This file is part of GCC.
9
10 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
11 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
12 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
13 version.
14
15 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
16 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
17 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
18 for more details.
19
20 You should have received a copy of the GNU General Public License
21 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
22 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
23
24 /* trans-types.c -- gfortran backend types */
25
26 #include "config.h"
27 #include "system.h"
28 #include "coretypes.h"
29 #include "tm.h"         /* For INTMAX_TYPE, INT8_TYPE, INT16_TYPE, INT32_TYPE,
30                            INT64_TYPE, INT_LEAST8_TYPE, INT_LEAST16_TYPE,
31                            INT_LEAST32_TYPE, INT_LEAST64_TYPE, INT_FAST8_TYPE,
32                            INT_FAST16_TYPE, INT_FAST32_TYPE, INT_FAST64_TYPE,
33                            BOOL_TYPE_SIZE, BITS_PER_UNIT, POINTER_SIZE,
34                            INT_TYPE_SIZE, CHAR_TYPE_SIZE, SHORT_TYPE_SIZE,
35                            LONG_TYPE_SIZE, LONG_LONG_TYPE_SIZE,
36                            FLOAT_TYPE_SIZE, DOUBLE_TYPE_SIZE,
37                            LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE and LIBGCC2_HAS_TF_MODE.  */
38 #include "tree.h"
39 #include "langhooks.h"  /* For iso-c-bindings.def.  */
40 #include "target.h"
41 #include "ggc.h"
42 #include "diagnostic-core.h"  /* For fatal_error.  */
43 #include "toplev.h"     /* For rest_of_decl_compilation.  */
44 #include "gfortran.h"
45 #include "trans.h"
46 #include "trans-types.h"
47 #include "trans-const.h"
48 #include "flags.h"
49 #include "dwarf2out.h"  /* For struct array_descr_info.  */
50 \f
51
52 #if (GFC_MAX_DIMENSIONS < 10)
53 #define GFC_RANK_DIGITS 1
54 #define GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "%01d"
55 #elif (GFC_MAX_DIMENSIONS < 100)
56 #define GFC_RANK_DIGITS 2
57 #define GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "%02d"
58 #else
59 #error If you really need >99 dimensions, continue the sequence above...
60 #endif
61
62 /* array of structs so we don't have to worry about xmalloc or free */
63 CInteropKind_t c_interop_kinds_table[ISOCBINDING_NUMBER];
64
65 tree gfc_array_index_type;
66 tree gfc_array_range_type;
67 tree gfc_character1_type_node;
68 tree pvoid_type_node;
69 tree prvoid_type_node;
70 tree ppvoid_type_node;
71 tree pchar_type_node;
72 tree pfunc_type_node;
73
74 tree gfc_charlen_type_node;
75
76 tree float128_type_node = NULL_TREE;
77 tree complex_float128_type_node = NULL_TREE;
78
79 bool gfc_real16_is_float128 = false;
80
81 static GTY(()) tree gfc_desc_dim_type;
82 static GTY(()) tree gfc_max_array_element_size;
83 static GTY(()) tree gfc_array_descriptor_base[2 * GFC_MAX_DIMENSIONS];
84
85 /* Arrays for all integral and real kinds.  We'll fill this in at runtime
86    after the target has a chance to process command-line options.  */
87
88 #define MAX_INT_KINDS 5
89 gfc_integer_info gfc_integer_kinds[MAX_INT_KINDS + 1];
90 gfc_logical_info gfc_logical_kinds[MAX_INT_KINDS + 1];
91 static GTY(()) tree gfc_integer_types[MAX_INT_KINDS + 1];
92 static GTY(()) tree gfc_logical_types[MAX_INT_KINDS + 1];
93
94 #define MAX_REAL_KINDS 5
95 gfc_real_info gfc_real_kinds[MAX_REAL_KINDS + 1];
96 static GTY(()) tree gfc_real_types[MAX_REAL_KINDS + 1];
97 static GTY(()) tree gfc_complex_types[MAX_REAL_KINDS + 1];
98
99 #define MAX_CHARACTER_KINDS 2
100 gfc_character_info gfc_character_kinds[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
101 static GTY(()) tree gfc_character_types[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
102 static GTY(()) tree gfc_pcharacter_types[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
103
104 static tree gfc_add_field_to_struct_1 (tree, tree, tree, tree **);
105
106 /* The integer kind to use for array indices.  This will be set to the
107    proper value based on target information from the backend.  */
108
109 int gfc_index_integer_kind;
110
111 /* The default kinds of the various types.  */
112
113 int gfc_default_integer_kind;
114 int gfc_max_integer_kind;
115 int gfc_default_real_kind;
116 int gfc_default_double_kind;
117 int gfc_default_character_kind;
118 int gfc_default_logical_kind;
119 int gfc_default_complex_kind;
120 int gfc_c_int_kind;
121 int gfc_atomic_int_kind;
122 int gfc_atomic_logical_kind;
123
124 /* The kind size used for record offsets. If the target system supports
125    kind=8, this will be set to 8, otherwise it is set to 4.  */
126 int gfc_intio_kind; 
127
128 /* The integer kind used to store character lengths.  */
129 int gfc_charlen_int_kind;
130
131 /* The size of the numeric storage unit and character storage unit.  */
132 int gfc_numeric_storage_size;
133 int gfc_character_storage_size;
134
135
136 gfc_try
137 gfc_check_any_c_kind (gfc_typespec *ts)
138 {
139   int i;
140   
141   for (i = 0; i < ISOCBINDING_NUMBER; i++)
142     {
143       /* Check for any C interoperable kind for the given type/kind in ts.
144          This can be used after verify_c_interop to make sure that the
145          Fortran kind being used exists in at least some form for C.  */
146       if (c_interop_kinds_table[i].f90_type == ts->type &&
147           c_interop_kinds_table[i].value == ts->kind)
148         return SUCCESS;
149     }
150
151   return FAILURE;
152 }
153
154
155 static int
156 get_real_kind_from_node (tree type)
157 {
158   int i;
159
160   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
161     if (gfc_real_kinds[i].mode_precision == TYPE_PRECISION (type))
162       return gfc_real_kinds[i].kind;
163
164   return -4;
165 }
166
167 static int
168 get_int_kind_from_node (tree type)
169 {
170   int i;
171
172   if (!type)
173     return -2;
174
175   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
176     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == TYPE_PRECISION (type))
177       return gfc_integer_kinds[i].kind;
178
179   return -1;
180 }
181
182 /* Return a typenode for the "standard" C type with a given name.  */
183 static tree
184 get_typenode_from_name (const char *name)
185 {
186   if (name == NULL || *name == '\0')
187     return NULL_TREE;
188
189   if (strcmp (name, "char") == 0)
190     return char_type_node;
191   if (strcmp (name, "unsigned char") == 0)
192     return unsigned_char_type_node;
193   if (strcmp (name, "signed char") == 0)
194     return signed_char_type_node;
195
196   if (strcmp (name, "short int") == 0)
197     return short_integer_type_node;
198   if (strcmp (name, "short unsigned int") == 0)
199     return short_unsigned_type_node;
200
201   if (strcmp (name, "int") == 0)
202     return integer_type_node;
203   if (strcmp (name, "unsigned int") == 0)
204     return unsigned_type_node;
205
206   if (strcmp (name, "long int") == 0)
207     return long_integer_type_node;
208   if (strcmp (name, "long unsigned int") == 0)
209     return long_unsigned_type_node;
210
211   if (strcmp (name, "long long int") == 0)
212     return long_long_integer_type_node;
213   if (strcmp (name, "long long unsigned int") == 0)
214     return long_long_unsigned_type_node;
215
216   gcc_unreachable ();
217 }
218
219 static int
220 get_int_kind_from_name (const char *name)
221 {
222   return get_int_kind_from_node (get_typenode_from_name (name));
223 }
224
225
226 /* Get the kind number corresponding to an integer of given size,
227    following the required return values for ISO_FORTRAN_ENV INT* constants:
228    -2 is returned if we support a kind of larger size, -1 otherwise.  */
229 int
230 gfc_get_int_kind_from_width_isofortranenv (int size)
231 {
232   int i;
233
234   /* Look for a kind with matching storage size.  */
235   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
236     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == size)
237       return gfc_integer_kinds[i].kind;
238
239   /* Look for a kind with larger storage size.  */
240   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
241     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size > size)
242       return -2;
243
244   return -1;
245 }
246
247 /* Get the kind number corresponding to a real of given storage size,
248    following the required return values for ISO_FORTRAN_ENV REAL* constants:
249    -2 is returned if we support a kind of larger size, -1 otherwise.  */
250 int
251 gfc_get_real_kind_from_width_isofortranenv (int size)
252 {
253   int i;
254
255   size /= 8;
256
257   /* Look for a kind with matching storage size.  */
258   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
259     if (int_size_in_bytes (gfc_get_real_type (gfc_real_kinds[i].kind)) == size)
260       return gfc_real_kinds[i].kind;
261
262   /* Look for a kind with larger storage size.  */
263   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
264     if (int_size_in_bytes (gfc_get_real_type (gfc_real_kinds[i].kind)) > size)
265       return -2;
266
267   return -1;
268 }
269
270
271
272 static int
273 get_int_kind_from_width (int size)
274 {
275   int i;
276
277   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
278     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == size)
279       return gfc_integer_kinds[i].kind;
280
281   return -2;
282 }
283
284 static int
285 get_int_kind_from_minimal_width (int size)
286 {
287   int i;
288
289   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
290     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size >= size)
291       return gfc_integer_kinds[i].kind;
292
293   return -2;
294 }
295
296
297 /* Generate the CInteropKind_t objects for the C interoperable
298    kinds.  */
299
300 static
301 void init_c_interop_kinds (void)
302 {
303   int i;
304
305   /* init all pointers in the list to NULL */
306   for (i = 0; i < ISOCBINDING_NUMBER; i++)
307     {
308       /* Initialize the name and value fields.  */
309       c_interop_kinds_table[i].name[0] = '\0';
310       c_interop_kinds_table[i].value = -100;
311       c_interop_kinds_table[i].f90_type = BT_UNKNOWN;
312     }
313
314 #define NAMED_INTCST(a,b,c,d) \
315   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
316   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_INTEGER; \
317   c_interop_kinds_table[a].value = c;
318 #define NAMED_REALCST(a,b,c) \
319   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
320   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_REAL; \
321   c_interop_kinds_table[a].value = c;
322 #define NAMED_CMPXCST(a,b,c) \
323   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
324   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_COMPLEX; \
325   c_interop_kinds_table[a].value = c;
326 #define NAMED_LOGCST(a,b,c) \
327   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
328   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_LOGICAL; \
329   c_interop_kinds_table[a].value = c;
330 #define NAMED_CHARKNDCST(a,b,c) \
331   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
332   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_CHARACTER; \
333   c_interop_kinds_table[a].value = c;
334 #define NAMED_CHARCST(a,b,c) \
335   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
336   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_CHARACTER; \
337   c_interop_kinds_table[a].value = c;
338 #define DERIVED_TYPE(a,b,c) \
339   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
340   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_DERIVED; \
341   c_interop_kinds_table[a].value = c;
342 #define PROCEDURE(a,b) \
343   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
344   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_PROCEDURE; \
345   c_interop_kinds_table[a].value = 0;
346 #include "iso-c-binding.def"
347 #define NAMED_FUNCTION(a,b,c,d) \
348   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
349   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_PROCEDURE; \
350   c_interop_kinds_table[a].value = c;
351 #include "iso-c-binding.def"
352 }
353
354
355 /* Query the target to determine which machine modes are available for
356    computation.  Choose KIND numbers for them.  */
357
358 void
359 gfc_init_kinds (void)
360 {
361   unsigned int mode;
362   int i_index, r_index, kind;
363   bool saw_i4 = false, saw_i8 = false;
364   bool saw_r4 = false, saw_r8 = false, saw_r16 = false;
365
366   for (i_index = 0, mode = MIN_MODE_INT; mode <= MAX_MODE_INT; mode++)
367     {
368       int kind, bitsize;
369
370       if (!targetm.scalar_mode_supported_p ((enum machine_mode) mode))
371         continue;
372
373       /* The middle end doesn't support constants larger than 2*HWI.
374          Perhaps the target hook shouldn't have accepted these either,
375          but just to be safe...  */
376       bitsize = GET_MODE_BITSIZE (mode);
377       if (bitsize > 2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
378         continue;
379
380       gcc_assert (i_index != MAX_INT_KINDS);
381
382       /* Let the kind equal the bit size divided by 8.  This insulates the
383          programmer from the underlying byte size.  */
384       kind = bitsize / 8;
385
386       if (kind == 4)
387         saw_i4 = true;
388       if (kind == 8)
389         saw_i8 = true;
390
391       gfc_integer_kinds[i_index].kind = kind;
392       gfc_integer_kinds[i_index].radix = 2;
393       gfc_integer_kinds[i_index].digits = bitsize - 1;
394       gfc_integer_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
395
396       gfc_logical_kinds[i_index].kind = kind;
397       gfc_logical_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
398
399       i_index += 1;
400     }
401
402   /* Set the kind used to match GFC_INT_IO in libgfortran.  This is 
403      used for large file access.  */
404
405   if (saw_i8)
406     gfc_intio_kind = 8;
407   else
408     gfc_intio_kind = 4;
409
410   /* If we do not at least have kind = 4, everything is pointless.  */  
411   gcc_assert(saw_i4);  
412
413   /* Set the maximum integer kind.  Used with at least BOZ constants.  */
414   gfc_max_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
415
416   for (r_index = 0, mode = MIN_MODE_FLOAT; mode <= MAX_MODE_FLOAT; mode++)
417     {
418       const struct real_format *fmt =
419         REAL_MODE_FORMAT ((enum machine_mode) mode);
420       int kind;
421
422       if (fmt == NULL)
423         continue;
424       if (!targetm.scalar_mode_supported_p ((enum machine_mode) mode))
425         continue;
426
427       /* Only let float, double, long double and __float128 go through.
428          Runtime support for others is not provided, so they would be
429          useless.  */
430         if (mode != TYPE_MODE (float_type_node)
431             && (mode != TYPE_MODE (double_type_node))
432             && (mode != TYPE_MODE (long_double_type_node))
433 #if defined(LIBGCC2_HAS_TF_MODE) && defined(ENABLE_LIBQUADMATH_SUPPORT)
434             && (mode != TFmode)
435 #endif
436            )
437         continue;
438
439       /* Let the kind equal the precision divided by 8, rounding up.  Again,
440          this insulates the programmer from the underlying byte size.
441
442          Also, it effectively deals with IEEE extended formats.  There, the
443          total size of the type may equal 16, but it's got 6 bytes of padding
444          and the increased size can get in the way of a real IEEE quad format
445          which may also be supported by the target.
446
447          We round up so as to handle IA-64 __floatreg (RFmode), which is an
448          82 bit type.  Not to be confused with __float80 (XFmode), which is
449          an 80 bit type also supported by IA-64.  So XFmode should come out
450          to be kind=10, and RFmode should come out to be kind=11.  Egads.  */
451
452       kind = (GET_MODE_PRECISION (mode) + 7) / 8;
453
454       if (kind == 4)
455         saw_r4 = true;
456       if (kind == 8)
457         saw_r8 = true;
458       if (kind == 16)
459         saw_r16 = true;
460
461       /* Careful we don't stumble a weird internal mode.  */
462       gcc_assert (r_index <= 0 || gfc_real_kinds[r_index-1].kind != kind);
463       /* Or have too many modes for the allocated space.  */
464       gcc_assert (r_index != MAX_REAL_KINDS);
465
466       gfc_real_kinds[r_index].kind = kind;
467       gfc_real_kinds[r_index].radix = fmt->b;
468       gfc_real_kinds[r_index].digits = fmt->p;
469       gfc_real_kinds[r_index].min_exponent = fmt->emin;
470       gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax;
471       if (fmt->pnan < fmt->p)
472         /* This is an IBM extended double format (or the MIPS variant)
473            made up of two IEEE doubles.  The value of the long double is
474            the sum of the values of the two parts.  The most significant
475            part is required to be the value of the long double rounded
476            to the nearest double.  If we use emax of 1024 then we can't
477            represent huge(x) = (1 - b**(-p)) * b**(emax-1) * b, because
478            rounding will make the most significant part overflow.  */
479         gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax - 1;
480       gfc_real_kinds[r_index].mode_precision = GET_MODE_PRECISION (mode);
481       r_index += 1;
482     }
483
484   /* Choose the default integer kind.  We choose 4 unless the user
485      directs us otherwise.  */
486   if (gfc_option.flag_default_integer)
487     {
488       if (!saw_i8)
489         fatal_error ("integer kind=8 not available for -fdefault-integer-8 option");
490       gfc_default_integer_kind = 8;
491
492       /* Even if the user specified that the default integer kind be 8,
493          the numeric storage size isn't 64.  In this case, a warning will
494          be issued when NUMERIC_STORAGE_SIZE is used.  */
495       gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
496     }
497   else if (saw_i4)
498     {
499       gfc_default_integer_kind = 4;
500       gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
501     }
502   else
503     {
504       gfc_default_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
505       gfc_numeric_storage_size = gfc_integer_kinds[i_index - 1].bit_size;
506     }
507
508   /* Choose the default real kind.  Again, we choose 4 when possible.  */
509   if (gfc_option.flag_default_real)
510     {
511       if (!saw_r8)
512         fatal_error ("real kind=8 not available for -fdefault-real-8 option");
513       gfc_default_real_kind = 8;
514     }
515   else if (saw_r4)
516     gfc_default_real_kind = 4;
517   else
518     gfc_default_real_kind = gfc_real_kinds[0].kind;
519
520   /* Choose the default double kind.  If -fdefault-real and -fdefault-double 
521      are specified, we use kind=8, if it's available.  If -fdefault-real is
522      specified without -fdefault-double, we use kind=16, if it's available.
523      Otherwise we do not change anything.  */
524   if (gfc_option.flag_default_double && !gfc_option.flag_default_real)
525     fatal_error ("Use of -fdefault-double-8 requires -fdefault-real-8");
526
527   if (gfc_option.flag_default_real && gfc_option.flag_default_double && saw_r8)
528     gfc_default_double_kind = 8;
529   else if (gfc_option.flag_default_real && saw_r16)
530     gfc_default_double_kind = 16;
531   else if (saw_r4 && saw_r8)
532     gfc_default_double_kind = 8;
533   else
534     {
535       /* F95 14.6.3.1: A nonpointer scalar object of type double precision
536          real ... occupies two contiguous numeric storage units.
537
538          Therefore we must be supplied a kind twice as large as we chose
539          for single precision.  There are loopholes, in that double
540          precision must *occupy* two storage units, though it doesn't have
541          to *use* two storage units.  Which means that you can make this
542          kind artificially wide by padding it.  But at present there are
543          no GCC targets for which a two-word type does not exist, so we
544          just let gfc_validate_kind abort and tell us if something breaks.  */
545
546       gfc_default_double_kind
547         = gfc_validate_kind (BT_REAL, gfc_default_real_kind * 2, false);
548     }
549
550   /* The default logical kind is constrained to be the same as the
551      default integer kind.  Similarly with complex and real.  */
552   gfc_default_logical_kind = gfc_default_integer_kind;
553   gfc_default_complex_kind = gfc_default_real_kind;
554
555   /* We only have two character kinds: ASCII and UCS-4.
556      ASCII corresponds to a 8-bit integer type, if one is available.
557      UCS-4 corresponds to a 32-bit integer type, if one is available. */
558   i_index = 0;
559   if ((kind = get_int_kind_from_width (8)) > 0)
560     {
561       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
562       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 8;
563       gfc_character_kinds[i_index].name = "ascii";
564       i_index++;
565     }
566   if ((kind = get_int_kind_from_width (32)) > 0)
567     {
568       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
569       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 32;
570       gfc_character_kinds[i_index].name = "iso_10646";
571       i_index++;
572     }
573
574   /* Choose the smallest integer kind for our default character.  */
575   gfc_default_character_kind = gfc_character_kinds[0].kind;
576   gfc_character_storage_size = gfc_default_character_kind * 8;
577
578   /* Choose the integer kind the same size as "void*" for our index kind.  */
579   gfc_index_integer_kind = POINTER_SIZE / 8;
580   /* Pick a kind the same size as the C "int" type.  */
581   gfc_c_int_kind = INT_TYPE_SIZE / 8;
582
583   /* Choose atomic kinds to match C's int.  */
584   gfc_atomic_int_kind = gfc_c_int_kind;
585   gfc_atomic_logical_kind = gfc_c_int_kind;
586
587   /* initialize the C interoperable kinds  */
588   init_c_interop_kinds();
589 }
590
591 /* Make sure that a valid kind is present.  Returns an index into the
592    associated kinds array, -1 if the kind is not present.  */
593
594 static int
595 validate_integer (int kind)
596 {
597   int i;
598
599   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
600     if (gfc_integer_kinds[i].kind == kind)
601       return i;
602
603   return -1;
604 }
605
606 static int
607 validate_real (int kind)
608 {
609   int i;
610
611   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
612     if (gfc_real_kinds[i].kind == kind)
613       return i;
614
615   return -1;
616 }
617
618 static int
619 validate_logical (int kind)
620 {
621   int i;
622
623   for (i = 0; gfc_logical_kinds[i].kind; i++)
624     if (gfc_logical_kinds[i].kind == kind)
625       return i;
626
627   return -1;
628 }
629
630 static int
631 validate_character (int kind)
632 {
633   int i;
634
635   for (i = 0; gfc_character_kinds[i].kind; i++)
636     if (gfc_character_kinds[i].kind == kind)
637       return i;
638
639   return -1;
640 }
641
642 /* Validate a kind given a basic type.  The return value is the same
643    for the child functions, with -1 indicating nonexistence of the
644    type.  If MAY_FAIL is false, then -1 is never returned, and we ICE.  */
645
646 int
647 gfc_validate_kind (bt type, int kind, bool may_fail)
648 {
649   int rc;
650
651   switch (type)
652     {
653     case BT_REAL:               /* Fall through */
654     case BT_COMPLEX:
655       rc = validate_real (kind);
656       break;
657     case BT_INTEGER:
658       rc = validate_integer (kind);
659       break;
660     case BT_LOGICAL:
661       rc = validate_logical (kind);
662       break;
663     case BT_CHARACTER:
664       rc = validate_character (kind);
665       break;
666
667     default:
668       gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad type");
669     }
670
671   if (rc < 0 && !may_fail)
672     gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad kind");
673
674   return rc;
675 }
676
677
678 /* Four subroutines of gfc_init_types.  Create type nodes for the given kind.
679    Reuse common type nodes where possible.  Recognize if the kind matches up
680    with a C type.  This will be used later in determining which routines may
681    be scarfed from libm.  */
682
683 static tree
684 gfc_build_int_type (gfc_integer_info *info)
685 {
686   int mode_precision = info->bit_size;
687
688   if (mode_precision == CHAR_TYPE_SIZE)
689     info->c_char = 1;
690   if (mode_precision == SHORT_TYPE_SIZE)
691     info->c_short = 1;
692   if (mode_precision == INT_TYPE_SIZE)
693     info->c_int = 1;
694   if (mode_precision == LONG_TYPE_SIZE)
695     info->c_long = 1;
696   if (mode_precision == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
697     info->c_long_long = 1;
698
699   if (TYPE_PRECISION (intQI_type_node) == mode_precision)
700     return intQI_type_node;
701   if (TYPE_PRECISION (intHI_type_node) == mode_precision)
702     return intHI_type_node;
703   if (TYPE_PRECISION (intSI_type_node) == mode_precision)
704     return intSI_type_node;
705   if (TYPE_PRECISION (intDI_type_node) == mode_precision)
706     return intDI_type_node;
707   if (TYPE_PRECISION (intTI_type_node) == mode_precision)
708     return intTI_type_node;
709
710   return make_signed_type (mode_precision);
711 }
712
713 tree
714 gfc_build_uint_type (int size)
715 {
716   if (size == CHAR_TYPE_SIZE)
717     return unsigned_char_type_node;
718   if (size == SHORT_TYPE_SIZE)
719     return short_unsigned_type_node;
720   if (size == INT_TYPE_SIZE)
721     return unsigned_type_node;
722   if (size == LONG_TYPE_SIZE)
723     return long_unsigned_type_node;
724   if (size == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
725     return long_long_unsigned_type_node;
726
727   return make_unsigned_type (size);
728 }
729
730
731 static tree
732 gfc_build_real_type (gfc_real_info *info)
733 {
734   int mode_precision = info->mode_precision;
735   tree new_type;
736
737   if (mode_precision == FLOAT_TYPE_SIZE)
738     info->c_float = 1;
739   if (mode_precision == DOUBLE_TYPE_SIZE)
740     info->c_double = 1;
741   if (mode_precision == LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE)
742     info->c_long_double = 1;
743   if (mode_precision != LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE && mode_precision == 128)
744     {
745       info->c_float128 = 1;
746       gfc_real16_is_float128 = true;
747     }
748
749   if (TYPE_PRECISION (float_type_node) == mode_precision)
750     return float_type_node;
751   if (TYPE_PRECISION (double_type_node) == mode_precision)
752     return double_type_node;
753   if (TYPE_PRECISION (long_double_type_node) == mode_precision)
754     return long_double_type_node;
755
756   new_type = make_node (REAL_TYPE);
757   TYPE_PRECISION (new_type) = mode_precision;
758   layout_type (new_type);
759   return new_type;
760 }
761
762 static tree
763 gfc_build_complex_type (tree scalar_type)
764 {
765   tree new_type;
766
767   if (scalar_type == NULL)
768     return NULL;
769   if (scalar_type == float_type_node)
770     return complex_float_type_node;
771   if (scalar_type == double_type_node)
772     return complex_double_type_node;
773   if (scalar_type == long_double_type_node)
774     return complex_long_double_type_node;
775
776   new_type = make_node (COMPLEX_TYPE);
777   TREE_TYPE (new_type) = scalar_type;
778   layout_type (new_type);
779   return new_type;
780 }
781
782 static tree
783 gfc_build_logical_type (gfc_logical_info *info)
784 {
785   int bit_size = info->bit_size;
786   tree new_type;
787
788   if (bit_size == BOOL_TYPE_SIZE)
789     {
790       info->c_bool = 1;
791       return boolean_type_node;
792     }
793
794   new_type = make_unsigned_type (bit_size);
795   TREE_SET_CODE (new_type, BOOLEAN_TYPE);
796   TYPE_MAX_VALUE (new_type) = build_int_cst (new_type, 1);
797   TYPE_PRECISION (new_type) = 1;
798
799   return new_type;
800 }
801
802
803 /* Create the backend type nodes. We map them to their
804    equivalent C type, at least for now.  We also give
805    names to the types here, and we push them in the
806    global binding level context.*/
807
808 void
809 gfc_init_types (void)
810 {
811   char name_buf[18];
812   int index;
813   tree type;
814   unsigned n;
815   unsigned HOST_WIDE_INT hi;
816   unsigned HOST_WIDE_INT lo;
817
818   /* Create and name the types.  */
819 #define PUSH_TYPE(name, node) \
820   pushdecl (build_decl (input_location, \
821                         TYPE_DECL, get_identifier (name), node))
822
823   for (index = 0; gfc_integer_kinds[index].kind != 0; ++index)
824     {
825       type = gfc_build_int_type (&gfc_integer_kinds[index]);
826       /* Ensure integer(kind=1) doesn't have TYPE_STRING_FLAG set.  */
827       if (TYPE_STRING_FLAG (type))
828         type = make_signed_type (gfc_integer_kinds[index].bit_size);
829       gfc_integer_types[index] = type;
830       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "integer(kind=%d)",
831                 gfc_integer_kinds[index].kind);
832       PUSH_TYPE (name_buf, type);
833     }
834
835   for (index = 0; gfc_logical_kinds[index].kind != 0; ++index)
836     {
837       type = gfc_build_logical_type (&gfc_logical_kinds[index]);
838       gfc_logical_types[index] = type;
839       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "logical(kind=%d)",
840                 gfc_logical_kinds[index].kind);
841       PUSH_TYPE (name_buf, type);
842     }
843
844   for (index = 0; gfc_real_kinds[index].kind != 0; index++)
845     {
846       type = gfc_build_real_type (&gfc_real_kinds[index]);
847       gfc_real_types[index] = type;
848       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "real(kind=%d)",
849                 gfc_real_kinds[index].kind);
850       PUSH_TYPE (name_buf, type);
851
852       if (gfc_real_kinds[index].c_float128)
853         float128_type_node = type;
854
855       type = gfc_build_complex_type (type);
856       gfc_complex_types[index] = type;
857       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "complex(kind=%d)",
858                 gfc_real_kinds[index].kind);
859       PUSH_TYPE (name_buf, type);
860
861       if (gfc_real_kinds[index].c_float128)
862         complex_float128_type_node = type;
863     }
864
865   for (index = 0; gfc_character_kinds[index].kind != 0; ++index)
866     {
867       type = gfc_build_uint_type (gfc_character_kinds[index].bit_size);
868       type = build_qualified_type (type, TYPE_UNQUALIFIED);
869       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "character(kind=%d)",
870                 gfc_character_kinds[index].kind);
871       PUSH_TYPE (name_buf, type);
872       gfc_character_types[index] = type;
873       gfc_pcharacter_types[index] = build_pointer_type (type);
874     }
875   gfc_character1_type_node = gfc_character_types[0];
876
877   PUSH_TYPE ("byte", unsigned_char_type_node);
878   PUSH_TYPE ("void", void_type_node);
879
880   /* DBX debugging output gets upset if these aren't set.  */
881   if (!TYPE_NAME (integer_type_node))
882     PUSH_TYPE ("c_integer", integer_type_node);
883   if (!TYPE_NAME (char_type_node))
884     PUSH_TYPE ("c_char", char_type_node);
885
886 #undef PUSH_TYPE
887
888   pvoid_type_node = build_pointer_type (void_type_node);
889   prvoid_type_node = build_qualified_type (pvoid_type_node, TYPE_QUAL_RESTRICT);
890   ppvoid_type_node = build_pointer_type (pvoid_type_node);
891   pchar_type_node = build_pointer_type (gfc_character1_type_node);
892   pfunc_type_node
893     = build_pointer_type (build_function_type_list (void_type_node, NULL_TREE));
894
895   gfc_array_index_type = gfc_get_int_type (gfc_index_integer_kind);
896   /* We cannot use gfc_index_zero_node in definition of gfc_array_range_type,
897      since this function is called before gfc_init_constants.  */
898   gfc_array_range_type
899           = build_range_type (gfc_array_index_type,
900                               build_int_cst (gfc_array_index_type, 0),
901                               NULL_TREE);
902
903   /* The maximum array element size that can be handled is determined
904      by the number of bits available to store this field in the array
905      descriptor.  */
906
907   n = TYPE_PRECISION (gfc_array_index_type) - GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
908   lo = ~ (unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
909   if (n > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
910     hi = lo >> (2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n);
911   else
912     hi = 0, lo >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n;
913   gfc_max_array_element_size
914     = build_int_cst_wide (long_unsigned_type_node, lo, hi);
915
916   boolean_type_node = gfc_get_logical_type (gfc_default_logical_kind);
917   boolean_true_node = build_int_cst (boolean_type_node, 1);
918   boolean_false_node = build_int_cst (boolean_type_node, 0);
919
920   /* ??? Shouldn't this be based on gfc_index_integer_kind or so?  */
921   gfc_charlen_int_kind = 4;
922   gfc_charlen_type_node = gfc_get_int_type (gfc_charlen_int_kind);
923 }
924
925 /* Get the type node for the given type and kind.  */
926
927 tree
928 gfc_get_int_type (int kind)
929 {
930   int index = gfc_validate_kind (BT_INTEGER, kind, true);
931   return index < 0 ? 0 : gfc_integer_types[index];
932 }
933
934 tree
935 gfc_get_real_type (int kind)
936 {
937   int index = gfc_validate_kind (BT_REAL, kind, true);
938   return index < 0 ? 0 : gfc_real_types[index];
939 }
940
941 tree
942 gfc_get_complex_type (int kind)
943 {
944   int index = gfc_validate_kind (BT_COMPLEX, kind, true);
945   return index < 0 ? 0 : gfc_complex_types[index];
946 }
947
948 tree
949 gfc_get_logical_type (int kind)
950 {
951   int index = gfc_validate_kind (BT_LOGICAL, kind, true);
952   return index < 0 ? 0 : gfc_logical_types[index];
953 }
954
955 tree
956 gfc_get_char_type (int kind)
957 {
958   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
959   return index < 0 ? 0 : gfc_character_types[index];
960 }
961
962 tree
963 gfc_get_pchar_type (int kind)
964 {
965   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
966   return index < 0 ? 0 : gfc_pcharacter_types[index];
967 }
968
969 \f
970 /* Create a character type with the given kind and length.  */
971
972 tree
973 gfc_get_character_type_len_for_eltype (tree eltype, tree len)
974 {
975   tree bounds, type;
976
977   bounds = build_range_type (gfc_charlen_type_node, gfc_index_one_node, len);
978   type = build_array_type (eltype, bounds);
979   TYPE_STRING_FLAG (type) = 1;
980
981   return type;
982 }
983
984 tree
985 gfc_get_character_type_len (int kind, tree len)
986 {
987   gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, false);
988   return gfc_get_character_type_len_for_eltype (gfc_get_char_type (kind), len);
989 }
990
991
992 /* Get a type node for a character kind.  */
993
994 tree
995 gfc_get_character_type (int kind, gfc_charlen * cl)
996 {
997   tree len;
998
999   len = (cl == NULL) ? NULL_TREE : cl->backend_decl;
1000
1001   return gfc_get_character_type_len (kind, len);
1002 }
1003 \f
1004 /* Covert a basic type.  This will be an array for character types.  */
1005
1006 tree
1007 gfc_typenode_for_spec (gfc_typespec * spec)
1008 {
1009   tree basetype;
1010
1011   switch (spec->type)
1012     {
1013     case BT_UNKNOWN:
1014       gcc_unreachable ();
1015
1016     case BT_INTEGER:
1017       /* We use INTEGER(c_intptr_t) for C_PTR and C_FUNPTR once the symbol
1018          has been resolved.  This is done so we can convert C_PTR and
1019          C_FUNPTR to simple variables that get translated to (void *).  */
1020       if (spec->f90_type == BT_VOID)
1021         {
1022           if (spec->u.derived
1023               && spec->u.derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
1024             basetype = ptr_type_node;
1025           else
1026             basetype = pfunc_type_node;
1027         }
1028       else
1029         basetype = gfc_get_int_type (spec->kind);
1030       break;
1031
1032     case BT_REAL:
1033       basetype = gfc_get_real_type (spec->kind);
1034       break;
1035
1036     case BT_COMPLEX:
1037       basetype = gfc_get_complex_type (spec->kind);
1038       break;
1039
1040     case BT_LOGICAL:
1041       basetype = gfc_get_logical_type (spec->kind);
1042       break;
1043
1044     case BT_CHARACTER:
1045 #if 0
1046       if (spec->deferred)
1047         basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, NULL);
1048       else
1049 #endif
1050         basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, spec->u.cl);
1051       break;
1052
1053     case BT_DERIVED:
1054     case BT_CLASS:
1055       basetype = gfc_get_derived_type (spec->u.derived);
1056
1057       /* If we're dealing with either C_PTR or C_FUNPTR, we modified the
1058          type and kind to fit a (void *) and the basetype returned was a
1059          ptr_type_node.  We need to pass up this new information to the
1060          symbol that was declared of type C_PTR or C_FUNPTR.  */
1061       if (spec->u.derived->attr.is_iso_c)
1062         {
1063           spec->type = spec->u.derived->ts.type;
1064           spec->kind = spec->u.derived->ts.kind;
1065           spec->f90_type = spec->u.derived->ts.f90_type;
1066         }
1067       break;
1068     case BT_VOID:
1069       /* This is for the second arg to c_f_pointer and c_f_procpointer
1070          of the iso_c_binding module, to accept any ptr type.  */
1071       basetype = ptr_type_node;
1072       if (spec->f90_type == BT_VOID)
1073         {
1074           if (spec->u.derived
1075               && spec->u.derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
1076             basetype = ptr_type_node;
1077           else
1078             basetype = pfunc_type_node;
1079         }
1080        break;
1081     default:
1082       gcc_unreachable ();
1083     }
1084   return basetype;
1085 }
1086 \f
1087 /* Build an INT_CST for constant expressions, otherwise return NULL_TREE.  */
1088
1089 static tree
1090 gfc_conv_array_bound (gfc_expr * expr)
1091 {
1092   /* If expr is an integer constant, return that.  */
1093   if (expr != NULL && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1094     return gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer, gfc_index_integer_kind);
1095
1096   /* Otherwise return NULL.  */
1097   return NULL_TREE;
1098 }
1099 \f
1100 tree
1101 gfc_get_element_type (tree type)
1102 {
1103   tree element;
1104
1105   if (GFC_ARRAY_TYPE_P (type))
1106     {
1107       if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE)
1108         type = TREE_TYPE (type);
1109       if (GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type) == 0)
1110         {
1111           gcc_assert (GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (type) > 0);
1112           element = type;
1113         }
1114       else
1115         {
1116           gcc_assert (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE);
1117           element = TREE_TYPE (type);
1118         }
1119     }
1120   else
1121     {
1122       gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type));
1123       element = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
1124
1125       gcc_assert (TREE_CODE (element) == POINTER_TYPE);
1126       element = TREE_TYPE (element);
1127
1128       gcc_assert (TREE_CODE (element) == ARRAY_TYPE);
1129       element = TREE_TYPE (element);
1130     }
1131
1132   return element;
1133 }
1134 \f
1135 /* Build an array.  This function is called from gfc_sym_type().
1136    Actually returns array descriptor type.
1137
1138    Format of array descriptors is as follows:
1139
1140     struct gfc_array_descriptor
1141     {
1142       array *data
1143       index offset;
1144       index dtype;
1145       struct descriptor_dimension dimension[N_DIM];
1146     }
1147
1148     struct descriptor_dimension
1149     {
1150       index stride;
1151       index lbound;
1152       index ubound;
1153     }
1154
1155    Translation code should use gfc_conv_descriptor_* rather than
1156    accessing the descriptor directly.  Any changes to the array
1157    descriptor type will require changes in gfc_conv_descriptor_* and
1158    gfc_build_array_initializer.
1159
1160    This is represented internally as a RECORD_TYPE. The index nodes
1161    are gfc_array_index_type and the data node is a pointer to the
1162    data.  See below for the handling of character types.
1163
1164    The dtype member is formatted as follows:
1165     rank = dtype & GFC_DTYPE_RANK_MASK // 3 bits
1166     type = (dtype & GFC_DTYPE_TYPE_MASK) >> GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT // 3 bits
1167     size = dtype >> GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT
1168
1169    I originally used nested ARRAY_TYPE nodes to represent arrays, but
1170    this generated poor code for assumed/deferred size arrays.  These
1171    require use of PLACEHOLDER_EXPR/WITH_RECORD_EXPR, which isn't part
1172    of the GENERIC grammar.  Also, there is no way to explicitly set
1173    the array stride, so all data must be packed(1).  I've tried to
1174    mark all the functions which would require modification with a GCC
1175    ARRAYS comment.
1176
1177    The data component points to the first element in the array.  The
1178    offset field is the position of the origin of the array (i.e. element
1179    (0, 0 ...)).  This may be outside the bounds of the array.
1180
1181    An element is accessed by
1182     data[offset + index0*stride0 + index1*stride1 + index2*stride2]
1183    This gives good performance as the computation does not involve the
1184    bounds of the array.  For packed arrays, this is optimized further
1185    by substituting the known strides.
1186
1187    This system has one problem: all array bounds must be within 2^31
1188    elements of the origin (2^63 on 64-bit machines).  For example
1189     integer, dimension (80000:90000, 80000:90000, 2) :: array
1190    may not work properly on 32-bit machines because 80000*80000 >
1191    2^31, so the calculation for stride2 would overflow.  This may
1192    still work, but I haven't checked, and it relies on the overflow
1193    doing the right thing.
1194
1195    The way to fix this problem is to access elements as follows:
1196     data[(index0-lbound0)*stride0 + (index1-lbound1)*stride1]
1197    Obviously this is much slower.  I will make this a compile time
1198    option, something like -fsmall-array-offsets.  Mixing code compiled
1199    with and without this switch will work.
1200
1201    (1) This can be worked around by modifying the upper bound of the
1202    previous dimension.  This requires extra fields in the descriptor
1203    (both real_ubound and fake_ubound).  */
1204
1205
1206 /* Returns true if the array sym does not require a descriptor.  */
1207
1208 int
1209 gfc_is_nodesc_array (gfc_symbol * sym)
1210 {
1211   gcc_assert (sym->attr.dimension || sym->attr.codimension);
1212
1213   /* We only want local arrays.  */
1214   if (sym->attr.pointer || sym->attr.allocatable)
1215     return 0;
1216
1217   /* We want a descriptor for associate-name arrays that do not have an
1218      explicitely known shape already.  */
1219   if (sym->assoc && sym->as->type != AS_EXPLICIT)
1220     return 0;
1221
1222   if (sym->attr.dummy)
1223     return sym->as->type != AS_ASSUMED_SHAPE;
1224
1225   if (sym->attr.result || sym->attr.function)
1226     return 0;
1227
1228   gcc_assert (sym->as->type == AS_EXPLICIT || sym->as->cp_was_assumed);
1229
1230   return 1;
1231 }
1232
1233
1234 /* Create an array descriptor type.  */
1235
1236 static tree
1237 gfc_build_array_type (tree type, gfc_array_spec * as,
1238                       enum gfc_array_kind akind, bool restricted,
1239                       bool contiguous)
1240 {
1241   tree lbound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1242   tree ubound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1243   int n;
1244
1245   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1246     {
1247       /* Create expressions for the known bounds of the array.  */
1248       if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE && as->lower[n] == NULL)
1249         lbound[n] = gfc_index_one_node;
1250       else
1251         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
1252       ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
1253     }
1254
1255   for (n = as->rank; n < as->rank + as->corank; n++)
1256     {
1257       if (as->lower[n] == NULL)
1258         lbound[n] = gfc_index_one_node;
1259       else
1260         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
1261
1262       if (n < as->rank + as->corank - 1)
1263         ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
1264     }
1265
1266   if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE)
1267     akind = contiguous ? GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT
1268                        : GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE;
1269   return gfc_get_array_type_bounds (type, as->rank, as->corank, lbound,
1270                                     ubound, 0, akind, restricted);
1271 }
1272 \f
1273 /* Returns the struct descriptor_dimension type.  */
1274
1275 static tree
1276 gfc_get_desc_dim_type (void)
1277 {
1278   tree type;
1279   tree decl, *chain = NULL;
1280
1281   if (gfc_desc_dim_type)
1282     return gfc_desc_dim_type;
1283
1284   /* Build the type node.  */
1285   type = make_node (RECORD_TYPE);
1286
1287   TYPE_NAME (type) = get_identifier ("descriptor_dimension");
1288   TYPE_PACKED (type) = 1;
1289
1290   /* Consists of the stride, lbound and ubound members.  */
1291   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1292                                     get_identifier ("stride"),
1293                                     gfc_array_index_type, &chain);
1294   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1295
1296   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1297                                     get_identifier ("lbound"),
1298                                     gfc_array_index_type, &chain);
1299   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1300
1301   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1302                                     get_identifier ("ubound"),
1303                                     gfc_array_index_type, &chain);
1304   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1305
1306   /* Finish off the type.  */
1307   gfc_finish_type (type);
1308   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
1309
1310   gfc_desc_dim_type = type;
1311   return type;
1312 }
1313
1314
1315 /* Return the DTYPE for an array.  This describes the type and type parameters
1316    of the array.  */
1317 /* TODO: Only call this when the value is actually used, and make all the
1318    unknown cases abort.  */
1319
1320 tree
1321 gfc_get_dtype (tree type)
1322 {
1323   tree size;
1324   int n;
1325   HOST_WIDE_INT i;
1326   tree tmp;
1327   tree dtype;
1328   tree etype;
1329   int rank;
1330
1331   gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type) || GFC_ARRAY_TYPE_P (type));
1332
1333   if (GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type))
1334     return GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type);
1335
1336   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
1337   etype = gfc_get_element_type (type);
1338
1339   switch (TREE_CODE (etype))
1340     {
1341     case INTEGER_TYPE:
1342       n = BT_INTEGER;
1343       break;
1344
1345     case BOOLEAN_TYPE:
1346       n = BT_LOGICAL;
1347       break;
1348
1349     case REAL_TYPE:
1350       n = BT_REAL;
1351       break;
1352
1353     case COMPLEX_TYPE:
1354       n = BT_COMPLEX;
1355       break;
1356
1357     /* We will never have arrays of arrays.  */
1358     case RECORD_TYPE:
1359       n = BT_DERIVED;
1360       break;
1361
1362     case ARRAY_TYPE:
1363       n = BT_CHARACTER;
1364       break;
1365
1366     default:
1367       /* TODO: Don't do dtype for temporary descriptorless arrays.  */
1368       /* We can strange array types for temporary arrays.  */
1369       return gfc_index_zero_node;
1370     }
1371
1372   gcc_assert (rank <= GFC_DTYPE_RANK_MASK);
1373   size = TYPE_SIZE_UNIT (etype);
1374
1375   i = rank | (n << GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT);
1376   if (size && INTEGER_CST_P (size))
1377     {
1378       if (tree_int_cst_lt (gfc_max_array_element_size, size))
1379         internal_error ("Array element size too big");
1380
1381       i += TREE_INT_CST_LOW (size) << GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
1382     }
1383   dtype = build_int_cst (gfc_array_index_type, i);
1384
1385   if (size && !INTEGER_CST_P (size))
1386     {
1387       tmp = build_int_cst (gfc_array_index_type, GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT);
1388       tmp  = fold_build2_loc (input_location, LSHIFT_EXPR,
1389                               gfc_array_index_type,
1390                               fold_convert (gfc_array_index_type, size), tmp);
1391       dtype = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
1392                                tmp, dtype);
1393     }
1394   /* If we don't know the size we leave it as zero.  This should never happen
1395      for anything that is actually used.  */
1396   /* TODO: Check this is actually true, particularly when repacking
1397      assumed size parameters.  */
1398
1399   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = dtype;
1400   return dtype;
1401 }
1402
1403
1404 /* Build an array type for use without a descriptor, packed according
1405    to the value of PACKED.  */
1406
1407 tree
1408 gfc_get_nodesc_array_type (tree etype, gfc_array_spec * as, gfc_packed packed,
1409                            bool restricted)
1410 {
1411   tree range;
1412   tree type;
1413   tree tmp;
1414   int n;
1415   int known_stride;
1416   int known_offset;
1417   mpz_t offset;
1418   mpz_t stride;
1419   mpz_t delta;
1420   gfc_expr *expr;
1421
1422   mpz_init_set_ui (offset, 0);
1423   mpz_init_set_ui (stride, 1);
1424   mpz_init (delta);
1425
1426   /* We don't use build_array_type because this does not include include
1427      lang-specific information (i.e. the bounds of the array) when checking
1428      for duplicates.  */
1429   if (as->rank)
1430     type = make_node (ARRAY_TYPE);
1431   else
1432     type = build_variant_type_copy (etype);
1433
1434   GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1435   TYPE_LANG_SPECIFIC (type)
1436       = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1437
1438   known_stride = (packed != PACKED_NO);
1439   known_offset = 1;
1440   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1441     {
1442       /* Fill in the stride and bound components of the type.  */
1443       if (known_stride)
1444         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1445       else
1446         tmp = NULL_TREE;
1447       GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (type, n) = tmp;
1448
1449       expr = as->lower[n];
1450       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1451         {
1452           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1453                                       gfc_index_integer_kind);
1454         }
1455       else
1456         {
1457           known_stride = 0;
1458           tmp = NULL_TREE;
1459         }
1460       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1461
1462       if (known_stride)
1463         {
1464           /* Calculate the offset.  */
1465           mpz_mul (delta, stride, as->lower[n]->value.integer);
1466           mpz_sub (offset, offset, delta);
1467         }
1468       else
1469         known_offset = 0;
1470
1471       expr = as->upper[n];
1472       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1473         {
1474           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1475                                   gfc_index_integer_kind);
1476         }
1477       else
1478         {
1479           tmp = NULL_TREE;
1480           known_stride = 0;
1481         }
1482       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1483
1484       if (known_stride)
1485         {
1486           /* Calculate the stride.  */
1487           mpz_sub (delta, as->upper[n]->value.integer,
1488                    as->lower[n]->value.integer);
1489           mpz_add_ui (delta, delta, 1);
1490           mpz_mul (stride, stride, delta);
1491         }
1492
1493       /* Only the first stride is known for partial packed arrays.  */
1494       if (packed == PACKED_NO || packed == PACKED_PARTIAL)
1495         known_stride = 0;
1496     }
1497   for (n = as->rank; n < as->rank + as->corank; n++)
1498     {
1499       expr = as->lower[n];
1500       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1501         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1502                                     gfc_index_integer_kind);
1503       else
1504         tmp = NULL_TREE;
1505       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1506
1507       expr = as->upper[n];
1508       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1509         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1510                                     gfc_index_integer_kind);
1511       else
1512         tmp = NULL_TREE;
1513       if (n < as->rank + as->corank - 1)
1514       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1515     }
1516
1517   if (known_offset)
1518     {
1519       GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) =
1520         gfc_conv_mpz_to_tree (offset, gfc_index_integer_kind);
1521     }
1522   else
1523     GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) = NULL_TREE;
1524
1525   if (known_stride)
1526     {
1527       GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) =
1528         gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1529     }
1530   else
1531     GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) = NULL_TREE;
1532
1533   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type) = as->rank;
1534   GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (type) = as->corank;
1535   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = NULL_TREE;
1536   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1537                             NULL_TREE);
1538   /* TODO: use main type if it is unbounded.  */
1539   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1540     build_pointer_type (build_array_type (etype, range));
1541   if (restricted)
1542     GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1543       build_qualified_type (GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type),
1544                             TYPE_QUAL_RESTRICT);
1545
1546   if (as->rank == 0)
1547     {
1548       if (packed != PACKED_STATIC  || gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB)
1549         {
1550           type = build_pointer_type (type);
1551
1552           if (restricted)
1553             type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);     
1554
1555           GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1556           TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = TYPE_LANG_SPECIFIC (TREE_TYPE (type)); 
1557         }
1558
1559       return type;
1560     }
1561
1562   if (known_stride)
1563     {
1564       mpz_sub_ui (stride, stride, 1);
1565       range = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1566     }
1567   else
1568     range = NULL_TREE;
1569
1570   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node, range);
1571   TYPE_DOMAIN (type) = range;
1572
1573   build_pointer_type (etype);
1574   TREE_TYPE (type) = etype;
1575
1576   layout_type (type);
1577
1578   mpz_clear (offset);
1579   mpz_clear (stride);
1580   mpz_clear (delta);
1581
1582   /* Represent packed arrays as multi-dimensional if they have rank >
1583      1 and with proper bounds, instead of flat arrays.  This makes for
1584      better debug info.  */
1585   if (known_offset)
1586     {
1587       tree gtype = etype, rtype, type_decl;
1588
1589       for (n = as->rank - 1; n >= 0; n--)
1590         {
1591           rtype = build_range_type (gfc_array_index_type,
1592                                     GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n),
1593                                     GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n));
1594           gtype = build_array_type (gtype, rtype);
1595         }
1596       TYPE_NAME (type) = type_decl = build_decl (input_location,
1597                                                  TYPE_DECL, NULL, gtype);
1598       DECL_ORIGINAL_TYPE (type_decl) = gtype;
1599     }
1600
1601   if (packed != PACKED_STATIC || !known_stride
1602       || (as->corank && gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB))
1603     {
1604       /* For dummy arrays and automatic (heap allocated) arrays we
1605          want a pointer to the array.  */
1606       type = build_pointer_type (type);
1607       if (restricted)
1608         type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1609       GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1610       TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = TYPE_LANG_SPECIFIC (TREE_TYPE (type));
1611     }
1612   return type;
1613 }
1614
1615 /* Return or create the base type for an array descriptor.  */
1616
1617 static tree
1618 gfc_get_array_descriptor_base (int dimen, int codimen, bool restricted)
1619 {
1620   tree fat_type, decl, arraytype, *chain = NULL;
1621   char name[16 + 2*GFC_RANK_DIGITS + 1 + 1];
1622   int idx = 2 * (codimen + dimen - 1) + restricted;
1623
1624   gcc_assert (codimen + dimen >= 1 && codimen + dimen <= GFC_MAX_DIMENSIONS);
1625   if (gfc_array_descriptor_base[idx])
1626     return gfc_array_descriptor_base[idx];
1627
1628   /* Build the type node.  */
1629   fat_type = make_node (RECORD_TYPE);
1630
1631   sprintf (name, "array_descriptor" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT, dimen + codimen);
1632   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1633   TYPE_NAMELESS (fat_type) = 1;
1634
1635   /* Add the data member as the first element of the descriptor.  */
1636   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1637                                     get_identifier ("data"),
1638                                     (restricted
1639                                      ? prvoid_type_node
1640                                      : ptr_type_node), &chain);
1641
1642   /* Add the base component.  */
1643   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1644                                     get_identifier ("offset"),
1645                                     gfc_array_index_type, &chain);
1646   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1647
1648   /* Add the dtype component.  */
1649   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1650                                     get_identifier ("dtype"),
1651                                     gfc_array_index_type, &chain);
1652   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1653
1654   /* Build the array type for the stride and bound components.  */
1655   arraytype =
1656     build_array_type (gfc_get_desc_dim_type (),
1657                       build_range_type (gfc_array_index_type,
1658                                         gfc_index_zero_node,
1659                                         gfc_rank_cst[codimen + dimen - 1]));
1660
1661   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1662                                     get_identifier ("dim"),
1663                                     arraytype, &chain);
1664   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1665
1666   /* Finish off the type.  */
1667   gfc_finish_type (fat_type);
1668   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (fat_type)) = 1;
1669
1670   gfc_array_descriptor_base[idx] = fat_type;
1671   return fat_type;
1672 }
1673
1674 /* Build an array (descriptor) type with given bounds.  */
1675
1676 tree
1677 gfc_get_array_type_bounds (tree etype, int dimen, int codimen, tree * lbound,
1678                            tree * ubound, int packed,
1679                            enum gfc_array_kind akind, bool restricted)
1680 {
1681   char name[8 + 2*GFC_RANK_DIGITS + 1 + GFC_MAX_SYMBOL_LEN];
1682   tree fat_type, base_type, arraytype, lower, upper, stride, tmp, rtype;
1683   const char *type_name;
1684   int n;
1685
1686   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen, codimen, restricted);
1687   fat_type = build_distinct_type_copy (base_type);
1688   /* Make sure that nontarget and target array type have the same canonical
1689      type (and same stub decl for debug info).  */
1690   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen, codimen, false);
1691   TYPE_CANONICAL (fat_type) = base_type;
1692   TYPE_STUB_DECL (fat_type) = TYPE_STUB_DECL (base_type);
1693
1694   tmp = TYPE_NAME (etype);
1695   if (tmp && TREE_CODE (tmp) == TYPE_DECL)
1696     tmp = DECL_NAME (tmp);
1697   if (tmp)
1698     type_name = IDENTIFIER_POINTER (tmp);
1699   else
1700     type_name = "unknown";
1701   sprintf (name, "array" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "_%.*s", dimen + codimen,
1702            GFC_MAX_SYMBOL_LEN, type_name);
1703   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1704   TYPE_NAMELESS (fat_type) = 1;
1705
1706   GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (fat_type) = 1;
1707   TYPE_LANG_SPECIFIC (fat_type)
1708     = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1709
1710   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (fat_type) = dimen;
1711   GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (fat_type) = codimen;
1712   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (fat_type) = NULL_TREE;
1713   GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (fat_type) = akind;
1714
1715   /* Build an array descriptor record type.  */
1716   if (packed != 0)
1717     stride = gfc_index_one_node;
1718   else
1719     stride = NULL_TREE;
1720   for (n = 0; n < dimen + codimen; n++)
1721     {
1722       if (n < dimen)
1723         GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (fat_type, n) = stride;
1724
1725       if (lbound)
1726         lower = lbound[n];
1727       else
1728         lower = NULL_TREE;
1729
1730       if (lower != NULL_TREE)
1731         {
1732           if (INTEGER_CST_P (lower))
1733             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (fat_type, n) = lower;
1734           else
1735             lower = NULL_TREE;
1736         }
1737
1738       if (codimen && n == dimen + codimen - 1)
1739         break;
1740
1741       upper = ubound[n];
1742       if (upper != NULL_TREE)
1743         {
1744           if (INTEGER_CST_P (upper))
1745             GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (fat_type, n) = upper;
1746           else
1747             upper = NULL_TREE;
1748         }
1749
1750       if (n >= dimen)
1751         continue;
1752
1753       if (upper != NULL_TREE && lower != NULL_TREE && stride != NULL_TREE)
1754         {
1755           tmp = fold_build2_loc (input_location, MINUS_EXPR,
1756                                  gfc_array_index_type, upper, lower);
1757           tmp = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
1758                                  gfc_array_index_type, tmp,
1759                                  gfc_index_one_node);
1760           stride = fold_build2_loc (input_location, MULT_EXPR,
1761                                     gfc_array_index_type, tmp, stride);
1762           /* Check the folding worked.  */
1763           gcc_assert (INTEGER_CST_P (stride));
1764         }
1765       else
1766         stride = NULL_TREE;
1767     }
1768   GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (fat_type) = stride;
1769
1770   /* TODO: known offsets for descriptors.  */
1771   GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (fat_type) = NULL_TREE;
1772
1773   /* We define data as an array with the correct size if possible.
1774      Much better than doing pointer arithmetic.  */
1775   if (stride)
1776     rtype = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1777                               int_const_binop (MINUS_EXPR, stride,
1778                                                integer_one_node));
1779   else
1780     rtype = gfc_array_range_type;
1781   arraytype = build_array_type (etype, rtype);
1782   arraytype = build_pointer_type (arraytype);
1783   if (restricted)
1784     arraytype = build_qualified_type (arraytype, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1785   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (fat_type) = arraytype;
1786
1787   /* This will generate the base declarations we need to emit debug
1788      information for this type.  FIXME: there must be a better way to
1789      avoid divergence between compilations with and without debug
1790      information.  */
1791   {
1792     struct array_descr_info info;
1793     gfc_get_array_descr_info (fat_type, &info);
1794     gfc_get_array_descr_info (build_pointer_type (fat_type), &info);
1795   }
1796
1797   return fat_type;
1798 }
1799 \f
1800 /* Build a pointer type. This function is called from gfc_sym_type().  */
1801
1802 static tree
1803 gfc_build_pointer_type (gfc_symbol * sym, tree type)
1804 {
1805   /* Array pointer types aren't actually pointers.  */
1806   if (sym->attr.dimension)
1807     return type;
1808   else
1809     return build_pointer_type (type);
1810 }
1811
1812 static tree gfc_nonrestricted_type (tree t);
1813 /* Given two record or union type nodes TO and FROM, ensure
1814    that all fields in FROM have a corresponding field in TO,
1815    their type being nonrestrict variants.  This accepts a TO
1816    node that already has a prefix of the fields in FROM.  */
1817 static void
1818 mirror_fields (tree to, tree from)
1819 {
1820   tree fto, ffrom;
1821   tree *chain;
1822
1823   /* Forward to the end of TOs fields.  */
1824   fto = TYPE_FIELDS (to);
1825   ffrom = TYPE_FIELDS (from);
1826   chain = &TYPE_FIELDS (to);
1827   while (fto)
1828     {
1829       gcc_assert (ffrom && DECL_NAME (fto) == DECL_NAME (ffrom));
1830       chain = &DECL_CHAIN (fto);
1831       fto = DECL_CHAIN (fto);
1832       ffrom = DECL_CHAIN (ffrom);
1833     }
1834
1835   /* Now add all fields remaining in FROM (starting with ffrom).  */
1836   for (; ffrom; ffrom = DECL_CHAIN (ffrom))
1837     {
1838       tree newfield = copy_node (ffrom);
1839       DECL_CONTEXT (newfield) = to;
1840       /* The store to DECL_CHAIN might seem redundant with the
1841          stores to *chain, but not clearing it here would mean
1842          leaving a chain into the old fields.  If ever
1843          our called functions would look at them confusion
1844          will arise.  */
1845       DECL_CHAIN (newfield) = NULL_TREE;
1846       *chain = newfield;
1847       chain = &DECL_CHAIN (newfield);
1848
1849       if (TREE_CODE (ffrom) == FIELD_DECL)
1850         {
1851           tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (ffrom));
1852           TREE_TYPE (newfield) = elemtype;
1853         }
1854     }
1855   *chain = NULL_TREE;
1856 }
1857
1858 /* Given a type T, returns a different type of the same structure,
1859    except that all types it refers to (recursively) are always
1860    non-restrict qualified types.  */
1861 static tree
1862 gfc_nonrestricted_type (tree t)
1863 {
1864   tree ret = t;
1865
1866   /* If the type isn't layed out yet, don't copy it.  If something
1867      needs it for real it should wait until the type got finished.  */
1868   if (!TYPE_SIZE (t))
1869     return t;
1870
1871   if (!TYPE_LANG_SPECIFIC (t))
1872     TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
1873       = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1874   /* If we're dealing with this very node already further up
1875      the call chain (recursion via pointers and struct members)
1876      we haven't yet determined if we really need a new type node.
1877      Assume we don't, return T itself.  */
1878   if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type == error_mark_node)
1879     return t;
1880
1881   /* If we have calculated this all already, just return it.  */
1882   if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type)
1883     return TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type;
1884
1885   /* Mark this type.  */
1886   TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = error_mark_node;
1887
1888   switch (TREE_CODE (t))
1889     {
1890       default:
1891         break;
1892
1893       case POINTER_TYPE:
1894       case REFERENCE_TYPE:
1895         {
1896           tree totype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (t));
1897           if (totype == TREE_TYPE (t))
1898             ret = t;
1899           else if (TREE_CODE (t) == POINTER_TYPE)
1900             ret = build_pointer_type (totype);
1901           else
1902             ret = build_reference_type (totype);
1903           ret = build_qualified_type (ret,
1904                                       TYPE_QUALS (t) & ~TYPE_QUAL_RESTRICT);
1905         }
1906         break;
1907
1908       case ARRAY_TYPE:
1909         {
1910           tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (t));
1911           if (elemtype == TREE_TYPE (t))
1912             ret = t;
1913           else
1914             {
1915               ret = build_variant_type_copy (t);
1916               TREE_TYPE (ret) = elemtype;
1917               if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
1918                   && GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t))
1919                 {
1920                   tree dataptr_type = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t);
1921                   dataptr_type = gfc_nonrestricted_type (dataptr_type);
1922                   if (dataptr_type != GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t))
1923                     {
1924                       TYPE_LANG_SPECIFIC (ret)
1925                         = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct
1926                                                                lang_type));
1927                       *TYPE_LANG_SPECIFIC (ret) = *TYPE_LANG_SPECIFIC (t);
1928                       GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (ret) = dataptr_type;
1929                     }
1930                 }
1931             }
1932         }
1933         break;
1934
1935       case RECORD_TYPE:
1936       case UNION_TYPE:
1937       case QUAL_UNION_TYPE:
1938         {
1939           tree field;
1940           /* First determine if we need a new type at all.
1941              Careful, the two calls to gfc_nonrestricted_type per field
1942              might return different values.  That happens exactly when
1943              one of the fields reaches back to this very record type
1944              (via pointers).  The first calls will assume that we don't
1945              need to copy T (see the error_mark_node marking).  If there
1946              are any reasons for copying T apart from having to copy T,
1947              we'll indeed copy it, and the second calls to
1948              gfc_nonrestricted_type will use that new node if they
1949              reach back to T.  */
1950           for (field = TYPE_FIELDS (t); field; field = DECL_CHAIN (field))
1951             if (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL)
1952               {
1953                 tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (field));
1954                 if (elemtype != TREE_TYPE (field))
1955                   break;
1956               }
1957           if (!field)
1958             break;
1959           ret = build_variant_type_copy (t);
1960           TYPE_FIELDS (ret) = NULL_TREE;
1961
1962           /* Here we make sure that as soon as we know we have to copy
1963              T, that also fields reaching back to us will use the new
1964              copy.  It's okay if that copy still contains the old fields,
1965              we won't look at them.  */
1966           TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = ret;
1967           mirror_fields (ret, t);
1968         }
1969         break;
1970     }
1971
1972   TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = ret;
1973   return ret;
1974 }
1975
1976 \f
1977 /* Return the type for a symbol.  Special handling is required for character
1978    types to get the correct level of indirection.
1979    For functions return the return type.
1980    For subroutines return void_type_node.
1981    Calling this multiple times for the same symbol should be avoided,
1982    especially for character and array types.  */
1983
1984 tree
1985 gfc_sym_type (gfc_symbol * sym)
1986 {
1987   tree type;
1988   int byref;
1989   bool restricted;
1990
1991   /* Procedure Pointers inside COMMON blocks.  */
1992   if (sym->attr.proc_pointer && sym->attr.in_common)
1993     {
1994       /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type calls gfc_sym_type.  */
1995       sym->attr.proc_pointer = 0;
1996       type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym));
1997       sym->attr.proc_pointer = 1;
1998       return type;
1999     }
2000
2001   if (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE && !sym->attr.function)
2002     return void_type_node;
2003
2004   /* In the case of a function the fake result variable may have a
2005      type different from the function type, so don't return early in
2006      that case.  */
2007   if (sym->backend_decl && !sym->attr.function)
2008     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
2009
2010   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
2011       && ((sym->attr.function && sym->attr.is_bind_c)
2012           || (sym->attr.result
2013               && sym->ns->proc_name
2014               && sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c)))
2015     type = gfc_character1_type_node;
2016   else
2017     type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
2018
2019   if (sym->attr.dummy && !sym->attr.function && !sym->attr.value)
2020     byref = 1;
2021   else
2022     byref = 0;
2023
2024   restricted = !sym->attr.target && !sym->attr.pointer
2025                && !sym->attr.proc_pointer && !sym->attr.cray_pointee;
2026   if (!restricted)
2027     type = gfc_nonrestricted_type (type);
2028
2029   if (sym->attr.dimension || sym->attr.codimension)
2030     {
2031       if (gfc_is_nodesc_array (sym))
2032         {
2033           /* If this is a character argument of unknown length, just use the
2034              base type.  */
2035           if (sym->ts.type != BT_CHARACTER
2036               || !(sym->attr.dummy || sym->attr.function)
2037               || sym->ts.u.cl->backend_decl)
2038             {
2039               type = gfc_get_nodesc_array_type (type, sym->as,
2040                                                 byref ? PACKED_FULL
2041                                                       : PACKED_STATIC,
2042                                                 restricted);
2043               byref = 0;
2044             }
2045
2046           if (sym->attr.cray_pointee)
2047             GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
2048         }
2049       else
2050         {
2051           enum gfc_array_kind akind = GFC_ARRAY_UNKNOWN;
2052           if (sym->attr.pointer)
2053             akind = sym->attr.contiguous ? GFC_ARRAY_POINTER_CONT
2054                                          : GFC_ARRAY_POINTER;
2055           else if (sym->attr.allocatable)
2056             akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
2057           type = gfc_build_array_type (type, sym->as, akind, restricted,
2058                                        sym->attr.contiguous);
2059         }
2060     }
2061   else
2062     {
2063       if (sym->attr.allocatable || sym->attr.pointer
2064           || gfc_is_associate_pointer (sym))
2065         type = gfc_build_pointer_type (sym, type);
2066       if (sym->attr.pointer || sym->attr.cray_pointee)
2067         GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
2068     }
2069
2070   /* We currently pass all parameters by reference.
2071      See f95_get_function_decl.  For dummy function parameters return the
2072      function type.  */
2073   if (byref)
2074     {
2075       /* We must use pointer types for potentially absent variables.  The
2076          optimizers assume a reference type argument is never NULL.  */
2077       if (sym->attr.optional || sym->ns->proc_name->attr.entry_master)
2078         type = build_pointer_type (type);
2079       else
2080         {
2081           type = build_reference_type (type);
2082           if (restricted)
2083             type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
2084         }
2085     }
2086
2087   return (type);
2088 }
2089 \f
2090 /* Layout and output debug info for a record type.  */
2091
2092 void
2093 gfc_finish_type (tree type)
2094 {
2095   tree decl;
2096
2097   decl = build_decl (input_location,
2098                      TYPE_DECL, NULL_TREE, type);
2099   TYPE_STUB_DECL (type) = decl;
2100   layout_type (type);
2101   rest_of_type_compilation (type, 1);
2102   rest_of_decl_compilation (decl, 1, 0);
2103 }
2104 \f
2105 /* Add a field of given NAME and TYPE to the context of a UNION_TYPE
2106    or RECORD_TYPE pointed to by CONTEXT.  The new field is chained
2107    to the end of the field list pointed to by *CHAIN.
2108
2109    Returns a pointer to the new field.  */
2110
2111 static tree
2112 gfc_add_field_to_struct_1 (tree context, tree name, tree type, tree **chain)
2113 {
2114   tree decl = build_decl (input_location, FIELD_DECL, name, type);
2115
2116   DECL_CONTEXT (decl) = context;
2117   DECL_CHAIN (decl) = NULL_TREE;
2118   if (TYPE_FIELDS (context) == NULL_TREE)
2119     TYPE_FIELDS (context) = decl;
2120   if (chain != NULL)
2121     {
2122       if (*chain != NULL)
2123         **chain = decl;
2124       *chain = &DECL_CHAIN (decl);
2125     }
2126
2127   return decl;
2128 }
2129
2130 /* Like `gfc_add_field_to_struct_1', but adds alignment
2131    information.  */
2132
2133 tree
2134 gfc_add_field_to_struct (tree context, tree name, tree type, tree **chain)
2135 {
2136   tree decl = gfc_add_field_to_struct_1 (context, name, type, chain);
2137
2138   DECL_INITIAL (decl) = 0;
2139   DECL_ALIGN (decl) = 0;
2140   DECL_USER_ALIGN (decl) = 0;
2141
2142   return decl;
2143 }
2144
2145
2146 /* Copy the backend_decl and component backend_decls if
2147    the two derived type symbols are "equal", as described
2148    in 4.4.2 and resolved by gfc_compare_derived_types.  */
2149
2150 int
2151 gfc_copy_dt_decls_ifequal (gfc_symbol *from, gfc_symbol *to,
2152                            bool from_gsym)
2153 {
2154   gfc_component *to_cm;
2155   gfc_component *from_cm;
2156
2157   if (from->backend_decl == NULL
2158         || !gfc_compare_derived_types (from, to))
2159     return 0;
2160
2161   to->backend_decl = from->backend_decl;
2162
2163   to_cm = to->components;
2164   from_cm = from->components;
2165
2166   /* Copy the component declarations.  If a component is itself
2167      a derived type, we need a copy of its component declarations.
2168      This is done by recursing into gfc_get_derived_type and
2169      ensures that the component's component declarations have
2170      been built.  If it is a character, we need the character 
2171      length, as well.  */
2172   for (; to_cm; to_cm = to_cm->next, from_cm = from_cm->next)
2173     {
2174       to_cm->backend_decl = from_cm->backend_decl;
2175       if (from_cm->ts.type == BT_DERIVED
2176           && (!from_cm->attr.pointer || from_gsym))
2177         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.u.derived);
2178       else if (from_cm->ts.type == BT_CLASS
2179                && (!CLASS_DATA (from_cm)->attr.class_pointer || from_gsym))
2180         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.u.derived);
2181       else if (from_cm->ts.type == BT_CHARACTER)
2182         to_cm->ts.u.cl->backend_decl = from_cm->ts.u.cl->backend_decl;
2183     }
2184
2185   return 1;
2186 }
2187
2188
2189 /* Build a tree node for a procedure pointer component.  */
2190
2191 tree
2192 gfc_get_ppc_type (gfc_component* c)
2193 {
2194   tree t;
2195
2196   /* Explicit interface.  */
2197   if (c->attr.if_source != IFSRC_UNKNOWN && c->ts.interface)
2198     return build_pointer_type (gfc_get_function_type (c->ts.interface));
2199
2200   /* Implicit interface (only return value may be known).  */
2201   if (c->attr.function && !c->attr.dimension && c->ts.type != BT_CHARACTER)
2202     t = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
2203   else
2204     t = void_type_node;
2205
2206   return build_pointer_type (build_function_type_list (t, NULL_TREE));
2207 }
2208
2209
2210 /* Build a tree node for a derived type.  If there are equal
2211    derived types, with different local names, these are built
2212    at the same time.  If an equal derived type has been built
2213    in a parent namespace, this is used.  */
2214
2215 tree
2216 gfc_get_derived_type (gfc_symbol * derived)
2217 {
2218   tree typenode = NULL, field = NULL, field_type = NULL;
2219   tree canonical = NULL_TREE;
2220   tree *chain = NULL;
2221   bool got_canonical = false;
2222   gfc_component *c;
2223   gfc_dt_list *dt;
2224   gfc_namespace *ns;
2225
2226   gcc_assert (derived && derived->attr.flavor == FL_DERIVED);
2227
2228   /* See if it's one of the iso_c_binding derived types.  */
2229   if (derived->attr.is_iso_c == 1)
2230     {
2231       if (derived->backend_decl)
2232         return derived->backend_decl;
2233
2234       if (derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
2235         derived->backend_decl = ptr_type_node;
2236       else
2237         derived->backend_decl = pfunc_type_node;
2238
2239       derived->ts.kind = gfc_index_integer_kind;
2240       derived->ts.type = BT_INTEGER;
2241       /* Set the f90_type to BT_VOID as a way to recognize something of type
2242          BT_INTEGER that needs to fit a void * for the purpose of the
2243          iso_c_binding derived types.  */
2244       derived->ts.f90_type = BT_VOID;
2245       
2246       return derived->backend_decl;
2247     }
2248
2249   /* If use associated, use the module type for this one.  */
2250   if (gfc_option.flag_whole_file
2251         && derived->backend_decl == NULL
2252         && derived->attr.use_assoc
2253         && derived->module
2254         && gfc_get_module_backend_decl (derived))
2255     goto copy_derived_types;
2256
2257   /* If a whole file compilation, the derived types from an earlier
2258      namespace can be used as the canonical type.  */
2259   if (gfc_option.flag_whole_file
2260         && derived->backend_decl == NULL
2261         && !derived->attr.use_assoc
2262         && gfc_global_ns_list)
2263     {
2264       for (ns = gfc_global_ns_list;
2265            ns->translated && !got_canonical;
2266            ns = ns->sibling)
2267         {
2268           dt = ns->derived_types;
2269           for (; dt && !canonical; dt = dt->next)
2270             {
2271               gfc_copy_dt_decls_ifequal (dt->derived, derived, true);
2272               if (derived->backend_decl)
2273                 got_canonical = true;
2274             }
2275         }
2276     }
2277
2278   /* Store up the canonical type to be added to this one.  */
2279   if (got_canonical)
2280     {
2281       if (TYPE_CANONICAL (derived->backend_decl))
2282         canonical = TYPE_CANONICAL (derived->backend_decl);
2283       else
2284         canonical = derived->backend_decl;
2285
2286       derived->backend_decl = NULL_TREE;
2287     }
2288
2289   /* derived->backend_decl != 0 means we saw it before, but its
2290      components' backend_decl may have not been built.  */
2291   if (derived->backend_decl)
2292     {
2293       /* Its components' backend_decl have been built or we are
2294          seeing recursion through the formal arglist of a procedure
2295          pointer component.  */
2296       if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl)
2297             || derived->attr.proc_pointer_comp)
2298         return derived->backend_decl;
2299       else
2300         typenode = derived->backend_decl;
2301     }
2302   else
2303     {
2304       /* We see this derived type first time, so build the type node.  */
2305       typenode = make_node (RECORD_TYPE);
2306       TYPE_NAME (typenode) = get_identifier (derived->name);
2307       TYPE_PACKED (typenode) = gfc_option.flag_pack_derived;
2308       derived->backend_decl = typenode;
2309     }
2310
2311   /* Go through the derived type components, building them as
2312      necessary. The reason for doing this now is that it is
2313      possible to recurse back to this derived type through a
2314      pointer component (PR24092). If this happens, the fields
2315      will be built and so we can return the type.  */
2316   for (c = derived->components; c; c = c->next)
2317     {
2318       if (c->ts.type != BT_DERIVED && c->ts.type != BT_CLASS)
2319         continue;
2320
2321       if ((!c->attr.pointer && !c->attr.proc_pointer)
2322           || c->ts.u.derived->backend_decl == NULL)
2323         c->ts.u.derived->backend_decl = gfc_get_derived_type (c->ts.u.derived);
2324
2325       if (c->ts.u.derived && c->ts.u.derived->attr.is_iso_c)
2326         {
2327           /* Need to copy the modified ts from the derived type.  The
2328              typespec was modified because C_PTR/C_FUNPTR are translated
2329              into (void *) from derived types.  */
2330           c->ts.type = c->ts.u.derived->ts.type;
2331           c->ts.kind = c->ts.u.derived->ts.kind;
2332           c->ts.f90_type = c->ts.u.derived->ts.f90_type;
2333           if (c->initializer)
2334             {
2335               c->initializer->ts.type = c->ts.type;
2336               c->initializer->ts.kind = c->ts.kind;
2337               c->initializer->ts.f90_type = c->ts.f90_type;
2338               c->initializer->expr_type = EXPR_NULL;
2339             }
2340         }
2341     }
2342
2343   if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl))
2344     return derived->backend_decl;
2345
2346   /* Build the type member list. Install the newly created RECORD_TYPE
2347      node as DECL_CONTEXT of each FIELD_DECL.  */
2348   for (c = derived->components; c; c = c->next)
2349     {
2350       if (c->attr.proc_pointer)
2351         field_type = gfc_get_ppc_type (c);
2352       else if (c->ts.type == BT_DERIVED || c->ts.type == BT_CLASS)
2353         field_type = c->ts.u.derived->backend_decl;
2354       else
2355         {
2356           if (c->ts.type == BT_CHARACTER)
2357             {
2358               /* Evaluate the string length.  */
2359               gfc_conv_const_charlen (c->ts.u.cl);
2360               gcc_assert (c->ts.u.cl->backend_decl);
2361             }
2362
2363           field_type = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
2364         }
2365
2366       /* This returns an array descriptor type.  Initialization may be
2367          required.  */
2368       if (c->attr.dimension && !c->attr.proc_pointer)
2369         {
2370           if (c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
2371             {
2372               enum gfc_array_kind akind;
2373               if (c->attr.pointer)
2374                 akind = c->attr.contiguous ? GFC_ARRAY_POINTER_CONT
2375                                            : GFC_ARRAY_POINTER;
2376               else
2377                 akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
2378               /* Pointers to arrays aren't actually pointer types.  The
2379                  descriptors are separate, but the data is common.  */
2380               field_type = gfc_build_array_type (field_type, c->as, akind,
2381                                                  !c->attr.target
2382                                                  && !c->attr.pointer,
2383                                                  c->attr.contiguous);
2384             }
2385           else
2386             field_type = gfc_get_nodesc_array_type (field_type, c->as,
2387                                                     PACKED_STATIC,
2388                                                     !c->attr.target);
2389         }
2390       else if ((c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
2391                && !c->attr.proc_pointer)
2392         field_type = build_pointer_type (field_type);
2393
2394       /* vtype fields can point to different types to the base type.  */
2395       if (c->ts.type == BT_DERIVED && c->ts.u.derived->attr.vtype)
2396           field_type = build_pointer_type_for_mode (TREE_TYPE (field_type),
2397                                                     ptr_mode, true);
2398
2399       field = gfc_add_field_to_struct (typenode,
2400                                        get_identifier (c->name),
2401                                        field_type, &chain);
2402       if (c->loc.lb)
2403         gfc_set_decl_location (field, &c->loc);
2404       else if (derived->declared_at.lb)
2405         gfc_set_decl_location (field, &derived->declared_at);
2406
2407       DECL_PACKED (field) |= TYPE_PACKED (typenode);
2408
2409       gcc_assert (field);
2410       if (!c->backend_decl)
2411         c->backend_decl = field;
2412     }
2413
2414   /* Now lay out the derived type, including the fields.  */
2415   if (canonical)
2416     TYPE_CANONICAL (typenode) = canonical;
2417
2418   gfc_finish_type (typenode);
2419   gfc_set_decl_location (TYPE_STUB_DECL (typenode), &derived->declared_at);
2420   if (derived->module && derived->ns->proc_name
2421       && derived->ns->proc_name->attr.flavor == FL_MODULE)
2422     {
2423       if (derived->ns->proc_name->backend_decl
2424           && TREE_CODE (derived->ns->proc_name->backend_decl)
2425              == NAMESPACE_DECL)
2426         {
2427           TYPE_CONTEXT (typenode) = derived->ns->proc_name->backend_decl;
2428           DECL_CONTEXT (TYPE_STUB_DECL (typenode))
2429             = derived->ns->proc_name->backend_decl;
2430         }
2431     }
2432
2433   derived->backend_decl = typenode;
2434
2435 copy_derived_types:
2436
2437   for (dt = gfc_derived_types; dt; dt = dt->next)
2438     gfc_copy_dt_decls_ifequal (derived, dt->derived, false);
2439
2440   return derived->backend_decl;
2441 }
2442
2443
2444 int
2445 gfc_return_by_reference (gfc_symbol * sym)
2446 {
2447   if (!sym->attr.function)
2448     return 0;
2449
2450   if (sym->attr.dimension)
2451     return 1;
2452
2453   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
2454       && !sym->attr.is_bind_c
2455       && (!sym->attr.result
2456           || !sym->ns->proc_name
2457           || !sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c))
2458     return 1;
2459
2460   /* Possibly return complex numbers by reference for g77 compatibility.
2461      We don't do this for calls to intrinsics (as the library uses the
2462      -fno-f2c calling convention), nor for calls to functions which always
2463      require an explicit interface, as no compatibility problems can
2464      arise there.  */
2465   if (gfc_option.flag_f2c
2466       && sym->ts.type == BT_COMPLEX
2467       && !sym->attr.intrinsic && !sym->attr.always_explicit)
2468     return 1;
2469
2470   return 0;
2471 }
2472 \f
2473 static tree
2474 gfc_get_mixed_entry_union (gfc_namespace *ns)
2475 {
2476   tree type;
2477   tree *chain = NULL;
2478   char name[GFC_MAX_SYMBOL_LEN + 1];
2479   gfc_entry_list *el, *el2;
2480
2481   gcc_assert (ns->proc_name->attr.mixed_entry_master);
2482   gcc_assert (memcmp (ns->proc_name->name, "master.", 7) == 0);
2483
2484   snprintf (name, GFC_MAX_SYMBOL_LEN, "munion.%s", ns->proc_name->name + 7);
2485
2486   /* Build the type node.  */
2487   type = make_node (UNION_TYPE);
2488
2489   TYPE_NAME (type) = get_identifier (name);
2490
2491   for (el = ns->entries; el; el = el->next)
2492     {
2493       /* Search for duplicates.  */
2494       for (el2 = ns->entries; el2 != el; el2 = el2->next)
2495         if (el2->sym->result == el->sym->result)
2496           break;
2497
2498       if (el == el2)
2499         gfc_add_field_to_struct_1 (type,
2500                                    get_identifier (el->sym->result->name),
2501                                    gfc_sym_type (el->sym->result), &chain);
2502     }
2503
2504   /* Finish off the type.  */
2505   gfc_finish_type (type);
2506   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
2507   return type;
2508 }
2509 \f
2510 /* Create a "fn spec" based on the formal arguments;
2511    cf. create_function_arglist.  */
2512
2513 static tree
2514 create_fn_spec (gfc_symbol *sym, tree fntype)
2515 {
2516   char spec[150];
2517   size_t spec_len;
2518   gfc_formal_arglist *f;
2519   tree tmp;
2520
2521   memset (&spec, 0, sizeof (spec));
2522   spec[0] = '.';
2523   spec_len = 1;
2524
2525   if (sym->attr.entry_master)
2526     spec[spec_len++] = 'R';
2527   if (gfc_return_by_reference (sym))
2528     {
2529       gfc_symbol *result = sym->result ? sym->result : sym;
2530
2531       if (result->attr.pointer || sym->attr.proc_pointer)
2532         spec[spec_len++] = '.';
2533       else
2534         spec[spec_len++] = 'w';
2535       if (sym->ts.type == BT_CHARACTER)
2536         spec[spec_len++] = 'R';
2537     }
2538
2539   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2540     if (spec_len < sizeof (spec))
2541       {
2542         if (!f->sym || f->sym->attr.pointer || f->sym->attr.target
2543             || f->sym->attr.external || f->sym->attr.cray_pointer
2544             || (f->sym->ts.type == BT_DERIVED
2545                 && (f->sym->ts.u.derived->attr.proc_pointer_comp
2546                     || f->sym->ts.u.derived->attr.pointer_comp))
2547             || (f->sym->ts.type == BT_CLASS
2548                 && (CLASS_DATA (f->sym)->ts.u.derived->attr.proc_pointer_comp
2549                     || CLASS_DATA (f->sym)->ts.u.derived->attr.pointer_comp)))
2550           spec[spec_len++] = '.';
2551         else if (f->sym->attr.intent == INTENT_IN)
2552           spec[spec_len++] = 'r';
2553         else if (f->sym)
2554           spec[spec_len++] = 'w';
2555       }
2556
2557   tmp = build_tree_list (NULL_TREE, build_string (spec_len, spec));
2558   tmp = tree_cons (get_identifier ("fn spec"), tmp, TYPE_ATTRIBUTES (fntype));
2559   return build_type_attribute_variant (fntype, tmp);
2560 }
2561
2562
2563 tree
2564 gfc_get_function_type (gfc_symbol * sym)
2565 {
2566   tree type;
2567   VEC(tree,gc) *typelist;
2568   gfc_formal_arglist *f;
2569   gfc_symbol *arg;
2570   int alternate_return;
2571   bool is_varargs = true;
2572
2573   /* Make sure this symbol is a function, a subroutine or the main
2574      program.  */
2575   gcc_assert (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE
2576               || sym->attr.flavor == FL_PROGRAM);
2577
2578   if (sym->backend_decl)
2579     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
2580
2581   alternate_return = 0;
2582   typelist = NULL;
2583
2584   if (sym->attr.entry_master)
2585     /* Additional parameter for selecting an entry point.  */
2586     VEC_safe_push (tree, gc, typelist, gfc_array_index_type);
2587
2588   if (sym->result)
2589     arg = sym->result;
2590   else
2591     arg = sym;
2592
2593   if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2594     gfc_conv_const_charlen (arg->ts.u.cl);
2595
2596   /* Some functions we use an extra parameter for the return value.  */
2597   if (gfc_return_by_reference (sym))
2598     {
2599       type = gfc_sym_type (arg);
2600       if (arg->ts.type == BT_COMPLEX
2601           || arg->attr.dimension
2602           || arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2603         type = build_reference_type (type);
2604
2605       VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2606       if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2607         {
2608           if (!arg->ts.deferred)
2609             /* Transfer by value.  */
2610             VEC_safe_push (tree, gc, typelist, gfc_charlen_type_node);
2611           else
2612             /* Deferred character lengths are transferred by reference
2613                so that the value can be returned.  */
2614             VEC_safe_push (tree, gc, typelist,
2615                            build_pointer_type (gfc_charlen_type_node));
2616         }
2617     }
2618
2619   /* Build the argument types for the function.  */
2620   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2621     {
2622       arg = f->sym;
2623       if (arg)
2624         {
2625           /* Evaluate constant character lengths here so that they can be
2626              included in the type.  */
2627           if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2628             gfc_conv_const_charlen (arg->ts.u.cl);
2629
2630           if (arg->attr.flavor == FL_PROCEDURE)
2631             {
2632               type = gfc_get_function_type (arg);
2633               type = build_pointer_type (type);
2634             }
2635           else
2636             type = gfc_sym_type (arg);
2637
2638           /* Parameter Passing Convention
2639
2640              We currently pass all parameters by reference.
2641              Parameters with INTENT(IN) could be passed by value.
2642              The problem arises if a function is called via an implicit
2643              prototype. In this situation the INTENT is not known.
2644              For this reason all parameters to global functions must be
2645              passed by reference.  Passing by value would potentially
2646              generate bad code.  Worse there would be no way of telling that
2647              this code was bad, except that it would give incorrect results.
2648
2649              Contained procedures could pass by value as these are never
2650              used without an explicit interface, and cannot be passed as
2651              actual parameters for a dummy procedure.  */
2652
2653           VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2654         }
2655       else
2656         {
2657           if (sym->attr.subroutine)
2658             alternate_return = 1;
2659         }
2660     }
2661
2662   /* Add hidden string length parameters.  */
2663   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2664     {
2665       arg = f->sym;
2666       if (arg && arg->ts.type == BT_CHARACTER && !sym->attr.is_bind_c)
2667         {
2668           if (!arg->ts.deferred)
2669             /* Transfer by value.  */
2670             type = gfc_charlen_type_node;
2671           else
2672             /* Deferred character lengths are transferred by reference
2673                so that the value can be returned.  */
2674             type = build_pointer_type (gfc_charlen_type_node);
2675
2676           VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2677         }
2678     }
2679
2680   if (!VEC_empty (tree, typelist)
2681       || sym->attr.is_main_program
2682       || sym->attr.if_source != IFSRC_UNKNOWN)
2683     is_varargs = false;
2684
2685   if (alternate_return)
2686     type = integer_type_node;
2687   else if (!sym->attr.function || gfc_return_by_reference (sym))
2688     type = void_type_node;
2689   else if (sym->attr.mixed_entry_master)
2690     type = gfc_get_mixed_entry_union (sym->ns);
2691   else if (gfc_option.flag_f2c
2692            && sym->ts.type == BT_REAL
2693            && sym->ts.kind == gfc_default_real_kind
2694            && !sym->attr.always_explicit)
2695     {
2696       /* Special case: f2c calling conventions require that (scalar) 
2697          default REAL functions return the C type double instead.  f2c
2698          compatibility is only an issue with functions that don't
2699          require an explicit interface, as only these could be
2700          implemented in Fortran 77.  */
2701       sym->ts.kind = gfc_default_double_kind;
2702       type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
2703       sym->ts.kind = gfc_default_real_kind;
2704     }
2705   else if (sym->result && sym->result->attr.proc_pointer)
2706     /* Procedure pointer return values.  */
2707     {
2708       if (sym->result->attr.result && strcmp (sym->name,"ppr@") != 0)
2709         {
2710           /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type
2711              is called recursively.  */
2712           sym->result->attr.proc_pointer = 0;
2713           type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym->result));
2714           sym->result->attr.proc_pointer = 1;
2715         }
2716       else
2717        type = gfc_sym_type (sym->result);
2718     }
2719   else
2720     type = gfc_sym_type (sym);
2721
2722   if (is_varargs)
2723     type = build_varargs_function_type_vec (type, typelist);
2724   else
2725     type = build_function_type_vec (type, typelist);
2726   type = create_fn_spec (sym, type);
2727
2728   return type;
2729 }
2730 \f
2731 /* Language hooks for middle-end access to type nodes.  */
2732
2733 /* Return an integer type with BITS bits of precision,
2734    that is unsigned if UNSIGNEDP is nonzero, otherwise signed.  */
2735
2736 tree
2737 gfc_type_for_size (unsigned bits, int unsignedp)
2738 {
2739   if (!unsignedp)
2740     {
2741       int i;
2742       for (i = 0; i <= MAX_INT_KINDS; ++i)
2743         {
2744           tree type = gfc_integer_types[i];
2745           if (type && bits == TYPE_PRECISION (type))
2746             return type;
2747         }
2748
2749       /* Handle TImode as a special case because it is used by some backends
2750          (e.g. ARM) even though it is not available for normal use.  */
2751 #if HOST_BITS_PER_WIDE_INT >= 64
2752       if (bits == TYPE_PRECISION (intTI_type_node))
2753         return intTI_type_node;
2754 #endif
2755     }
2756   else
2757     {
2758       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intQI_type_node))
2759         return unsigned_intQI_type_node;
2760       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intHI_type_node))
2761         return unsigned_intHI_type_node;
2762       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intSI_type_node))
2763         return unsigned_intSI_type_node;
2764       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intDI_type_node))
2765         return unsigned_intDI_type_node;
2766       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intTI_type_node))
2767         return unsigned_intTI_type_node;
2768     }
2769
2770   return NULL_TREE;
2771 }
2772
2773 /* Return a data type that has machine mode MODE.  If the mode is an
2774    integer, then UNSIGNEDP selects between signed and unsigned types.  */
2775
2776 tree
2777 gfc_type_for_mode (enum machine_mode mode, int unsignedp)
2778 {
2779   int i;
2780   tree *base;
2781
2782   if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_FLOAT)
2783     base = gfc_real_types;
2784   else if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_COMPLEX_FLOAT)
2785     base = gfc_complex_types;
2786   else if (SCALAR_INT_MODE_P (mode))
2787     return gfc_type_for_size (GET_MODE_PRECISION (mode), unsignedp);
2788   else if (VECTOR_MODE_P (mode))
2789     {
2790       enum machine_mode inner_mode = GET_MODE_INNER (mode);
2791       tree inner_type = gfc_type_for_mode (inner_mode, unsignedp);
2792       if (inner_type != NULL_TREE)
2793         return build_vector_type_for_mode (inner_type, mode);
2794       return NULL_TREE;
2795     }
2796   else
2797     return NULL_TREE;
2798
2799   for (i = 0; i <= MAX_REAL_KINDS; ++i)
2800     {
2801       tree type = base[i];
2802       if (type && mode == TYPE_MODE (type))
2803         return type;
2804     }
2805
2806   return NULL_TREE;
2807 }
2808
2809 /* Return TRUE if TYPE is a type with a hidden descriptor, fill in INFO
2810    in that case.  */
2811
2812 bool
2813 gfc_get_array_descr_info (const_tree type, struct array_descr_info *info)
2814 {
2815   int rank, dim;
2816   bool indirect = false;
2817   tree etype, ptype, field, t, base_decl;
2818   tree data_off, dim_off, dim_size, elem_size;
2819   tree lower_suboff, upper_suboff, stride_suboff;
2820
2821   if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2822     {
2823       if (! POINTER_TYPE_P (type))
2824         return false;
2825       type = TREE_TYPE (type);
2826       if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2827         return false;
2828       indirect = true;
2829     }
2830
2831   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
2832   if (rank >= (int) (sizeof (info->dimen) / sizeof (info->dimen[0])))
2833     return false;
2834
2835   etype = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
2836   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (etype));
2837   etype = TREE_TYPE (etype);
2838   gcc_assert (TREE_CODE (etype) == ARRAY_TYPE);
2839   etype = TREE_TYPE (etype);
2840   /* Can't handle variable sized elements yet.  */
2841   if (int_size_in_bytes (etype) <= 0)
2842     return false;
2843   /* Nor non-constant lower bounds in assumed shape arrays.  */
2844   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE
2845       || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT)
2846     {
2847       for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2848         if (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim) == NULL_TREE
2849             || TREE_CODE (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim)) != INTEGER_CST)
2850           return false;
2851     }
2852
2853   memset (info, '\0', sizeof (*info));
2854   info->ndimensions = rank;
2855   info->element_type = etype;
2856   ptype = build_pointer_type (gfc_array_index_type);
2857   base_decl = GFC_TYPE_ARRAY_BASE_DECL (type, indirect);
2858   if (!base_decl)
2859     {
2860       base_decl = build_decl (input_location, VAR_DECL, NULL_TREE,
2861                               indirect ? build_pointer_type (ptype) : ptype);
2862       GFC_TYPE_ARRAY_BASE_DECL (type, indirect) = base_decl;
2863     }
2864   info->base_decl = base_decl;
2865   if (indirect)
2866     base_decl = build1 (INDIRECT_REF, ptype, base_decl);
2867
2868   if (GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type))
2869     elem_size = GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type);
2870   else
2871     elem_size = fold_convert (gfc_array_index_type, TYPE_SIZE_UNIT (etype));
2872   field = TYPE_FIELDS (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
2873   data_off = byte_position (field);
2874   field = DECL_CHAIN (field);
2875   field = DECL_CHAIN (field);
2876   field = DECL_CHAIN (field);
2877   dim_off = byte_position (field);
2878   dim_size = TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2879   field = TYPE_FIELDS (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2880   stride_suboff = byte_position (field);
2881   field = DECL_CHAIN (field);
2882   lower_suboff = byte_position (field);
2883   field = DECL_CHAIN (field);
2884   upper_suboff = byte_position (field);
2885
2886   t = base_decl;
2887   if (!integer_zerop (data_off))
2888     t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, t, data_off);
2889   t = build1 (NOP_EXPR, build_pointer_type (ptr_type_node), t);
2890   info->data_location = build1 (INDIRECT_REF, ptr_type_node, t);
2891   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
2892     info->allocated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
2893                               info->data_location, null_pointer_node);
2894   else if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER
2895            || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER_CONT)
2896     info->associated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
2897                                info->data_location, null_pointer_node);
2898
2899   for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2900     {
2901       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2902                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, lower_suboff));
2903       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2904       info->dimen[dim].lower_bound = t;
2905       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2906                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, upper_suboff));
2907       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2908       info->dimen[dim].upper_bound = t;
2909       if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE
2910           || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT)
2911         {
2912           /* Assumed shape arrays have known lower bounds.  */
2913           info->dimen[dim].upper_bound
2914             = build2 (MINUS_EXPR, gfc_array_index_type,
2915                       info->dimen[dim].upper_bound,
2916                       info->dimen[dim].lower_bound);
2917           info->dimen[dim].lower_bound
2918             = fold_convert (gfc_array_index_type,
2919                             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim));
2920           info->dimen[dim].upper_bound
2921             = build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
2922                       info->dimen[dim].lower_bound,
2923                       info->dimen[dim].upper_bound);
2924         }
2925       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2926                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, stride_suboff));
2927       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2928       t = build2 (MULT_EXPR, gfc_array_index_type, t, elem_size);
2929       info->dimen[dim].stride = t;
2930       dim_off = size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, dim_size);
2931     }
2932
2933   return true;
2934 }
2935
2936 #include "gt-fortran-trans-types.h"