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
   3    Free Software Foundation, Inc.
   4    Contributed by Paul Brook <paul@nowt.org>
   5    and Steven Bosscher <s.bosscher@student.tudelft.nl>
   6
   7 This file is part of GCC.
   8
   9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  10 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
  11 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
  12 version.
  13
  14 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
  15 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  16 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
  17 for more details.
  18
  19 You should have received a copy of the GNU General Public License
  20 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
  21 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
  22
  23 /* trans-types.c -- gfortran backend types */
  24
  25 #include "config.h"
  26 #include "system.h"
  27 #include "coretypes.h"
  28 #include "tree.h"
  29 #include "langhooks.h"
  30 #include "tm.h"
  31 #include "target.h"
  32 #include "ggc.h"
  33 #include "toplev.h"
  34 #include "gfortran.h"
  35 #include "trans.h"
  36 #include "trans-types.h"
  37 #include "trans-const.h"
  38 #include "real.h"
  39 #include "flags.h"
  40 #include "dwarf2out.h"
  41 \f
  42
  43 #if (GFC_MAX_DIMENSIONS < 10)
  44 #define GFC_RANK_DIGITS 1
  45 #define GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "%01d"
  46 #elif (GFC_MAX_DIMENSIONS < 100)
  47 #define GFC_RANK_DIGITS 2
  48 #define GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "%02d"
  49 #else
  50 #error If you really need >99 dimensions, continue the sequence above...
  51 #endif
  52
  53 /* array of structs so we don't have to worry about xmalloc or free */
  54 CInteropKind_t c_interop_kinds_table[ISOCBINDING_NUMBER];
  55
  56 static tree gfc_get_derived_type (gfc_symbol * derived);
  57
  58 tree gfc_array_index_type;
  59 tree gfc_array_range_type;
  60 tree gfc_character1_type_node;
  61 tree pvoid_type_node;
  62 tree ppvoid_type_node;
  63 tree pchar_type_node;
  64 tree pfunc_type_node;
  65
  66 tree gfc_charlen_type_node;
  67
  68 static GTY(()) tree gfc_desc_dim_type;
  69 static GTY(()) tree gfc_max_array_element_size;
  70 static GTY(()) tree gfc_array_descriptor_base[GFC_MAX_DIMENSIONS];
  71
  72 /* Arrays for all integral and real kinds.  We'll fill this in at runtime
  73    after the target has a chance to process command-line options.  */
  74
  75 #define MAX_INT_KINDS 5
  76 gfc_integer_info gfc_integer_kinds[MAX_INT_KINDS + 1];
  77 gfc_logical_info gfc_logical_kinds[MAX_INT_KINDS + 1];
  78 static GTY(()) tree gfc_integer_types[MAX_INT_KINDS + 1];
  79 static GTY(()) tree gfc_logical_types[MAX_INT_KINDS + 1];
  80
  81 #define MAX_REAL_KINDS 5
  82 gfc_real_info gfc_real_kinds[MAX_REAL_KINDS + 1];
  83 static GTY(()) tree gfc_real_types[MAX_REAL_KINDS + 1];
  84 static GTY(()) tree gfc_complex_types[MAX_REAL_KINDS + 1];
  85
  86 #define MAX_CHARACTER_KINDS 2
  87 gfc_character_info gfc_character_kinds[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
  88 static GTY(()) tree gfc_character_types[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
  89 static GTY(()) tree gfc_pcharacter_types[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
  90
  91
  92 /* The integer kind to use for array indices.  This will be set to the
  93    proper value based on target information from the backend.  */
  94
  95 int gfc_index_integer_kind;
  96
  97 /* The default kinds of the various types.  */
  98
  99 int gfc_default_integer_kind;
 100 int gfc_max_integer_kind;
 101 int gfc_default_real_kind;
 102 int gfc_default_double_kind;
 103 int gfc_default_character_kind;
 104 int gfc_default_logical_kind;
 105 int gfc_default_complex_kind;
 106 int gfc_c_int_kind;
 107
 108 /* The kind size used for record offsets. If the target system supports
 109    kind=8, this will be set to 8, otherwise it is set to 4.  */
 110 int gfc_intio_kind;
 111
 112 /* The integer kind used to store character lengths.  */
 113 int gfc_charlen_int_kind;
 114
 115 /* The size of the numeric storage unit and character storage unit.  */
 116 int gfc_numeric_storage_size;
 117 int gfc_character_storage_size;
 118
 119
 120 /* Validate that the f90_type of the given gfc_typespec is valid for
 121    the type it represents.  The f90_type represents the Fortran types
 122    this C kind can be used with.  For example, c_int has a f90_type of
 123    BT_INTEGER and c_float has a f90_type of BT_REAL.  Returns FAILURE
 124    if a mismatch occurs between ts->f90_type and ts->type; SUCCESS if
 125    they match.  */
 126
 127 try
 128 gfc_validate_c_kind (gfc_typespec *ts)
 129 {
 130    return ((ts->type == ts->f90_type) ? SUCCESS : FAILURE);
 131 }
 132
 133
 134 try
 135 gfc_check_any_c_kind (gfc_typespec *ts)
 136 {
 137   int i;
 138
 139   for (i = 0; i < ISOCBINDING_NUMBER; i++)
 140     {
 141       /* Check for any C interoperable kind for the given type/kind in ts.
 142          This can be used after verify_c_interop to make sure that the
 143          Fortran kind being used exists in at least some form for C.  */
 144       if (c_interop_kinds_table[i].f90_type == ts->type &&
 145           c_interop_kinds_table[i].value == ts->kind)
 146         return SUCCESS;
 147     }
 148
 149   return FAILURE;
 150 }
 151
 152
 153 static int
 154 get_real_kind_from_node (tree type)
 155 {
 156   int i;
 157
 158   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
 159     if (gfc_real_kinds[i].mode_precision == TYPE_PRECISION (type))
 160       return gfc_real_kinds[i].kind;
 161
 162   return -4;
 163 }
 164
 165 static int
 166 get_int_kind_from_node (tree type)
 167 {
 168   int i;
 169
 170   if (!type)
 171     return -2;
 172
 173   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
 174     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == TYPE_PRECISION (type))
 175       return gfc_integer_kinds[i].kind;
 176
 177   return -1;
 178 }
 179
 180 static int
 181 get_int_kind_from_width (int size)
 182 {
 183   int i;
 184
 185   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
 186     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == size)
 187       return gfc_integer_kinds[i].kind;
 188
 189   return -2;
 190 }
 191
 192 static int
 193 get_int_kind_from_minimal_width (int size)
 194 {
 195   int i;
 196
 197   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
 198     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size >= size)
 199       return gfc_integer_kinds[i].kind;
 200
 201   return -2;
 202 }
 203
 204
 205 /* Generate the CInteropKind_t objects for the C interoperable
 206    kinds.  */
 207
 208 static
 209 void init_c_interop_kinds (void)
 210 {
 211   int i;
 212   tree intmax_type_node = INT_TYPE_SIZE == LONG_LONG_TYPE_SIZE ?
 213                           integer_type_node :
 214                           (LONG_TYPE_SIZE == LONG_LONG_TYPE_SIZE ?
 215                            long_integer_type_node :
 216                            long_long_integer_type_node);
 217
 218   /* init all pointers in the list to NULL */
 219   for (i = 0; i < ISOCBINDING_NUMBER; i++)
 220     {
 221       /* Initialize the name and value fields.  */
 222       c_interop_kinds_table[i].name[0] = '\0';
 223       c_interop_kinds_table[i].value = -100;
 224       c_interop_kinds_table[i].f90_type = BT_UNKNOWN;
 225     }
 226
 227 #define NAMED_INTCST(a,b,c,d) \
 228   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 229   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_INTEGER; \
 230   c_interop_kinds_table[a].value = c;
 231 #define NAMED_REALCST(a,b,c) \
 232   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 233   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_REAL; \
 234   c_interop_kinds_table[a].value = c;
 235 #define NAMED_CMPXCST(a,b,c) \
 236   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 237   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_COMPLEX; \
 238   c_interop_kinds_table[a].value = c;
 239 #define NAMED_LOGCST(a,b,c) \
 240   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 241   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_LOGICAL; \
 242   c_interop_kinds_table[a].value = c;
 243 #define NAMED_CHARKNDCST(a,b,c) \
 244   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 245   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_CHARACTER; \
 246   c_interop_kinds_table[a].value = c;
 247 #define NAMED_CHARCST(a,b,c) \
 248   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 249   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_CHARACTER; \
 250   c_interop_kinds_table[a].value = c;
 251 #define DERIVED_TYPE(a,b,c) \
 252   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 253   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_DERIVED; \
 254   c_interop_kinds_table[a].value = c;
 255 #define PROCEDURE(a,b) \
 256   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 257   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_PROCEDURE; \
 258   c_interop_kinds_table[a].value = 0;
 259 #include "iso-c-binding.def"
 260 }
 261
 262
 263 /* Query the target to determine which machine modes are available for
 264    computation.  Choose KIND numbers for them.  */
 265
 266 void
 267 gfc_init_kinds (void)
 268 {
 269   enum machine_mode mode;
 270   int i_index, r_index, kind;
 271   bool saw_i4 = false, saw_i8 = false;
 272   bool saw_r4 = false, saw_r8 = false, saw_r16 = false;
 273
 274   for (i_index = 0, mode = MIN_MODE_INT; mode <= MAX_MODE_INT; mode++)
 275     {
 276       int kind, bitsize;
 277
 278       if (!targetm.scalar_mode_supported_p (mode))
 279         continue;
 280
 281       /* The middle end doesn't support constants larger than 2*HWI.
 282          Perhaps the target hook shouldn't have accepted these either,
 283          but just to be safe...  */
 284       bitsize = GET_MODE_BITSIZE (mode);
 285       if (bitsize > 2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
 286         continue;
 287
 288       gcc_assert (i_index != MAX_INT_KINDS);
 289
 290       /* Let the kind equal the bit size divided by 8.  This insulates the
 291          programmer from the underlying byte size.  */
 292       kind = bitsize / 8;
 293
 294       if (kind == 4)
 295         saw_i4 = true;
 296       if (kind == 8)
 297         saw_i8 = true;
 298
 299       gfc_integer_kinds[i_index].kind = kind;
 300       gfc_integer_kinds[i_index].radix = 2;
 301       gfc_integer_kinds[i_index].digits = bitsize - 1;
 302       gfc_integer_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
 303
 304       gfc_logical_kinds[i_index].kind = kind;
 305       gfc_logical_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
 306
 307       i_index += 1;
 308     }
 309
 310   /* Set the kind used to match GFC_INT_IO in libgfortran.  This is
 311      used for large file access.  */
 312
 313   if (saw_i8)
 314     gfc_intio_kind = 8;
 315   else
 316     gfc_intio_kind = 4;
 317
 318   /* If we do not at least have kind = 4, everything is pointless.  */
 319   gcc_assert(saw_i4);
 320
 321   /* Set the maximum integer kind.  Used with at least BOZ constants.  */
 322   gfc_max_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
 323
 324   for (r_index = 0, mode = MIN_MODE_FLOAT; mode <= MAX_MODE_FLOAT; mode++)
 325     {
 326       const struct real_format *fmt = REAL_MODE_FORMAT (mode);
 327       int kind;
 328
 329       if (fmt == NULL)
 330         continue;
 331       if (!targetm.scalar_mode_supported_p (mode))
 332         continue;
 333
 334       /* Only let float/double/long double go through because the fortran
 335          library assumes these are the only floating point types.  */
 336
 337       if (mode != TYPE_MODE (float_type_node)
 338           && (mode != TYPE_MODE (double_type_node))
 339           && (mode != TYPE_MODE (long_double_type_node)))
 340         continue;
 341
 342       /* Let the kind equal the precision divided by 8, rounding up.  Again,
 343          this insulates the programmer from the underlying byte size.
 344
 345          Also, it effectively deals with IEEE extended formats.  There, the
 346          total size of the type may equal 16, but it's got 6 bytes of padding
 347          and the increased size can get in the way of a real IEEE quad format
 348          which may also be supported by the target.
 349
 350          We round up so as to handle IA-64 __floatreg (RFmode), which is an
 351          82 bit type.  Not to be confused with __float80 (XFmode), which is
 352          an 80 bit type also supported by IA-64.  So XFmode should come out
 353          to be kind=10, and RFmode should come out to be kind=11.  Egads.  */
 354
 355       kind = (GET_MODE_PRECISION (mode) + 7) / 8;
 356
 357       if (kind == 4)
 358         saw_r4 = true;
 359       if (kind == 8)
 360         saw_r8 = true;
 361       if (kind == 16)
 362         saw_r16 = true;
 363
 364       /* Careful we don't stumble a wierd internal mode.  */
 365       gcc_assert (r_index <= 0 || gfc_real_kinds[r_index-1].kind != kind);
 366       /* Or have too many modes for the allocated space.  */
 367       gcc_assert (r_index != MAX_REAL_KINDS);
 368
 369       gfc_real_kinds[r_index].kind = kind;
 370       gfc_real_kinds[r_index].radix = fmt->b;
 371       gfc_real_kinds[r_index].digits = fmt->p;
 372       gfc_real_kinds[r_index].min_exponent = fmt->emin;
 373       gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax;
 374       if (fmt->pnan < fmt->p)
 375         /* This is an IBM extended double format (or the MIPS variant)
 376            made up of two IEEE doubles.  The value of the long double is
 377            the sum of the values of the two parts.  The most significant
 378            part is required to be the value of the long double rounded
 379            to the nearest double.  If we use emax of 1024 then we can't
 380            represent huge(x) = (1 - b**(-p)) * b**(emax-1) * b, because
 381            rounding will make the most significant part overflow.  */
 382         gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax - 1;
 383       gfc_real_kinds[r_index].mode_precision = GET_MODE_PRECISION (mode);
 384       r_index += 1;
 385     }
 386
 387   /* Choose the default integer kind.  We choose 4 unless the user
 388      directs us otherwise.  */
 389   if (gfc_option.flag_default_integer)
 390     {
 391       if (!saw_i8)
 392         fatal_error ("integer kind=8 not available for -fdefault-integer-8 option");
 393       gfc_default_integer_kind = 8;
 394
 395       /* Even if the user specified that the default integer kind be 8,
 396          the numerica storage size isn't 64.  In this case, a warning will
 397          be issued when NUMERIC_STORAGE_SIZE is used.  */
 398       gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
 399     }
 400   else if (saw_i4)
 401     {
 402       gfc_default_integer_kind = 4;
 403       gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
 404     }
 405   else
 406     {
 407       gfc_default_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
 408       gfc_numeric_storage_size = gfc_integer_kinds[i_index - 1].bit_size;
 409     }
 410
 411   /* Choose the default real kind.  Again, we choose 4 when possible.  */
 412   if (gfc_option.flag_default_real)
 413     {
 414       if (!saw_r8)
 415         fatal_error ("real kind=8 not available for -fdefault-real-8 option");
 416       gfc_default_real_kind = 8;
 417     }
 418   else if (saw_r4)
 419     gfc_default_real_kind = 4;
 420   else
 421     gfc_default_real_kind = gfc_real_kinds[0].kind;
 422
 423   /* Choose the default double kind.  If -fdefault-real and -fdefault-double
 424      are specified, we use kind=8, if it's available.  If -fdefault-real is
 425      specified without -fdefault-double, we use kind=16, if it's available.
 426      Otherwise we do not change anything.  */
 427   if (gfc_option.flag_default_double && !gfc_option.flag_default_real)
 428     fatal_error ("Use of -fdefault-double-8 requires -fdefault-real-8");
 429
 430   if (gfc_option.flag_default_real && gfc_option.flag_default_double && saw_r8)
 431     gfc_default_double_kind = 8;
 432   else if (gfc_option.flag_default_real && saw_r16)
 433     gfc_default_double_kind = 16;
 434   else if (saw_r4 && saw_r8)
 435     gfc_default_double_kind = 8;
 436   else
 437     {
 438       /* F95 14.6.3.1: A nonpointer scalar object of type double precision
 439          real ... occupies two contiguous numeric storage units.
 440
 441          Therefore we must be supplied a kind twice as large as we chose
 442          for single precision.  There are loopholes, in that double
 443          precision must *occupy* two storage units, though it doesn't have
 444          to *use* two storage units.  Which means that you can make this
 445          kind artificially wide by padding it.  But at present there are
 446          no GCC targets for which a two-word type does not exist, so we
 447          just let gfc_validate_kind abort and tell us if something breaks.  */
 448
 449       gfc_default_double_kind
 450         = gfc_validate_kind (BT_REAL, gfc_default_real_kind * 2, false);
 451     }
 452
 453   /* The default logical kind is constrained to be the same as the
 454      default integer kind.  Similarly with complex and real.  */
 455   gfc_default_logical_kind = gfc_default_integer_kind;
 456   gfc_default_complex_kind = gfc_default_real_kind;
 457
 458   /* We only have two character kinds: ASCII and UCS-4.
 459      ASCII corresponds to a 8-bit integer type, if one is available.
 460      UCS-4 corresponds to a 32-bit integer type, if one is available. */
 461   i_index = 0;
 462   if ((kind = get_int_kind_from_width (8)) > 0)
 463     {
 464       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
 465       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 8;
 466       gfc_character_kinds[i_index].name = "ascii";
 467       i_index++;
 468     }
 469   if ((kind = get_int_kind_from_width (32)) > 0)
 470     {
 471       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
 472       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 32;
 473       gfc_character_kinds[i_index].name = "iso_10646";
 474       i_index++;
 475     }
 476
 477   /* Choose the smallest integer kind for our default character.  */
 478   gfc_default_character_kind = gfc_character_kinds[0].kind;
 479   gfc_character_storage_size = gfc_default_character_kind * 8;
 480
 481   /* Choose the integer kind the same size as "void*" for our index kind.  */
 482   gfc_index_integer_kind = POINTER_SIZE / 8;
 483   /* Pick a kind the same size as the C "int" type.  */
 484   gfc_c_int_kind = INT_TYPE_SIZE / 8;
 485
 486   /* initialize the C interoperable kinds  */
 487   init_c_interop_kinds();
 488 }
 489
 490 /* Make sure that a valid kind is present.  Returns an index into the
 491    associated kinds array, -1 if the kind is not present.  */
 492
 493 static int
 494 validate_integer (int kind)
 495 {
 496   int i;
 497
 498   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
 499     if (gfc_integer_kinds[i].kind == kind)
 500       return i;
 501
 502   return -1;
 503 }
 504
 505 static int
 506 validate_real (int kind)
 507 {
 508   int i;
 509
 510   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
 511     if (gfc_real_kinds[i].kind == kind)
 512       return i;
 513
 514   return -1;
 515 }
 516
 517 static int
 518 validate_logical (int kind)
 519 {
 520   int i;
 521
 522   for (i = 0; gfc_logical_kinds[i].kind; i++)
 523     if (gfc_logical_kinds[i].kind == kind)
 524       return i;
 525
 526   return -1;
 527 }
 528
 529 static int
 530 validate_character (int kind)
 531 {
 532   int i;
 533
 534   for (i = 0; gfc_character_kinds[i].kind; i++)
 535     if (gfc_character_kinds[i].kind == kind)
 536       return i;
 537
 538   return -1;
 539 }
 540
 541 /* Validate a kind given a basic type.  The return value is the same
 542    for the child functions, with -1 indicating nonexistence of the
 543    type.  If MAY_FAIL is false, then -1 is never returned, and we ICE.  */
 544
 545 int
 546 gfc_validate_kind (bt type, int kind, bool may_fail)
 547 {
 548   int rc;
 549
 550   switch (type)
 551     {
 552     case BT_REAL:               /* Fall through */
 553     case BT_COMPLEX:
 554       rc = validate_real (kind);
 555       break;
 556     case BT_INTEGER:
 557       rc = validate_integer (kind);
 558       break;
 559     case BT_LOGICAL:
 560       rc = validate_logical (kind);
 561       break;
 562     case BT_CHARACTER:
 563       rc = validate_character (kind);
 564       break;
 565
 566     default:
 567       gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad type");
 568     }
 569
 570   if (rc < 0 && !may_fail)
 571     gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad kind");
 572
 573   return rc;
 574 }
 575
 576
 577 /* Four subroutines of gfc_init_types.  Create type nodes for the given kind.
 578    Reuse common type nodes where possible.  Recognize if the kind matches up
 579    with a C type.  This will be used later in determining which routines may
 580    be scarfed from libm.  */
 581
 582 static tree
 583 gfc_build_int_type (gfc_integer_info *info)
 584 {
 585   int mode_precision = info->bit_size;
 586
 587   if (mode_precision == CHAR_TYPE_SIZE)
 588     info->c_char = 1;
 589   if (mode_precision == SHORT_TYPE_SIZE)
 590     info->c_short = 1;
 591   if (mode_precision == INT_TYPE_SIZE)
 592     info->c_int = 1;
 593   if (mode_precision == LONG_TYPE_SIZE)
 594     info->c_long = 1;
 595   if (mode_precision == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
 596     info->c_long_long = 1;
 597
 598   if (TYPE_PRECISION (intQI_type_node) == mode_precision)
 599     return intQI_type_node;
 600   if (TYPE_PRECISION (intHI_type_node) == mode_precision)
 601     return intHI_type_node;
 602   if (TYPE_PRECISION (intSI_type_node) == mode_precision)
 603     return intSI_type_node;
 604   if (TYPE_PRECISION (intDI_type_node) == mode_precision)
 605     return intDI_type_node;
 606   if (TYPE_PRECISION (intTI_type_node) == mode_precision)
 607     return intTI_type_node;
 608
 609   return make_signed_type (mode_precision);
 610 }
 611
 612 static tree
 613 gfc_build_uint_type (int size)
 614 {
 615   if (size == CHAR_TYPE_SIZE)
 616     return unsigned_char_type_node;
 617   if (size == SHORT_TYPE_SIZE)
 618     return short_unsigned_type_node;
 619   if (size == INT_TYPE_SIZE)
 620     return unsigned_type_node;
 621   if (size == LONG_TYPE_SIZE)
 622     return long_unsigned_type_node;
 623   if (size == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
 624     return long_long_unsigned_type_node;
 625
 626   return make_unsigned_type (size);
 627 }
 628
 629
 630 static tree
 631 gfc_build_real_type (gfc_real_info *info)
 632 {
 633   int mode_precision = info->mode_precision;
 634   tree new_type;
 635
 636   if (mode_precision == FLOAT_TYPE_SIZE)
 637     info->c_float = 1;
 638   if (mode_precision == DOUBLE_TYPE_SIZE)
 639     info->c_double = 1;
 640   if (mode_precision == LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE)
 641     info->c_long_double = 1;
 642
 643   if (TYPE_PRECISION (float_type_node) == mode_precision)
 644     return float_type_node;
 645   if (TYPE_PRECISION (double_type_node) == mode_precision)
 646     return double_type_node;
 647   if (TYPE_PRECISION (long_double_type_node) == mode_precision)
 648     return long_double_type_node;
 649
 650   new_type = make_node (REAL_TYPE);
 651   TYPE_PRECISION (new_type) = mode_precision;
 652   layout_type (new_type);
 653   return new_type;
 654 }
 655
 656 static tree
 657 gfc_build_complex_type (tree scalar_type)
 658 {
 659   tree new_type;
 660
 661   if (scalar_type == NULL)
 662     return NULL;
 663   if (scalar_type == float_type_node)
 664     return complex_float_type_node;
 665   if (scalar_type == double_type_node)
 666     return complex_double_type_node;
 667   if (scalar_type == long_double_type_node)
 668     return complex_long_double_type_node;
 669
 670   new_type = make_node (COMPLEX_TYPE);
 671   TREE_TYPE (new_type) = scalar_type;
 672   layout_type (new_type);
 673   return new_type;
 674 }
 675
 676 static tree
 677 gfc_build_logical_type (gfc_logical_info *info)
 678 {
 679   int bit_size = info->bit_size;
 680   tree new_type;
 681
 682   if (bit_size == BOOL_TYPE_SIZE)
 683     {
 684       info->c_bool = 1;
 685       return boolean_type_node;
 686     }
 687
 688   new_type = make_unsigned_type (bit_size);
 689   TREE_SET_CODE (new_type, BOOLEAN_TYPE);
 690   TYPE_MAX_VALUE (new_type) = build_int_cst (new_type, 1);
 691   TYPE_PRECISION (new_type) = 1;
 692
 693   return new_type;
 694 }
 695
 696 #if 0
 697 /* Return the bit size of the C "size_t".  */
 698
 699 static unsigned int
 700 c_size_t_size (void)
 701 {
 702 #ifdef SIZE_TYPE
 703   if (strcmp (SIZE_TYPE, "unsigned int") == 0)
 704     return INT_TYPE_SIZE;
 705   if (strcmp (SIZE_TYPE, "long unsigned int") == 0)
 706     return LONG_TYPE_SIZE;
 707   if (strcmp (SIZE_TYPE, "short unsigned int") == 0)
 708     return SHORT_TYPE_SIZE;
 709   gcc_unreachable ();
 710 #else
 711   return LONG_TYPE_SIZE;
 712 #endif
 713 }
 714 #endif
 715
 716 /* Create the backend type nodes. We map them to their
 717    equivalent C type, at least for now.  We also give
 718    names to the types here, and we push them in the
 719    global binding level context.*/
 720
 721 void
 722 gfc_init_types (void)
 723 {
 724   char name_buf[18];
 725   int index;
 726   tree type;
 727   unsigned n;
 728   unsigned HOST_WIDE_INT hi;
 729   unsigned HOST_WIDE_INT lo;
 730
 731   /* Create and name the types.  */
 732 #define PUSH_TYPE(name, node) \
 733   pushdecl (build_decl (TYPE_DECL, get_identifier (name), node))
 734
 735   for (index = 0; gfc_integer_kinds[index].kind != 0; ++index)
 736     {
 737       type = gfc_build_int_type (&gfc_integer_kinds[index]);
 738       gfc_integer_types[index] = type;
 739       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "integer(kind=%d)",
 740                 gfc_integer_kinds[index].kind);
 741       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 742     }
 743
 744   for (index = 0; gfc_logical_kinds[index].kind != 0; ++index)
 745     {
 746       type = gfc_build_logical_type (&gfc_logical_kinds[index]);
 747       gfc_logical_types[index] = type;
 748       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "logical(kind=%d)",
 749                 gfc_logical_kinds[index].kind);
 750       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 751     }
 752
 753   for (index = 0; gfc_real_kinds[index].kind != 0; index++)
 754     {
 755       type = gfc_build_real_type (&gfc_real_kinds[index]);
 756       gfc_real_types[index] = type;
 757       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "real(kind=%d)",
 758                 gfc_real_kinds[index].kind);
 759       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 760
 761       type = gfc_build_complex_type (type);
 762       gfc_complex_types[index] = type;
 763       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "complex(kind=%d)",
 764                 gfc_real_kinds[index].kind);
 765       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 766     }
 767
 768   for (index = 0; gfc_character_kinds[index].kind != 0; ++index)
 769     {
 770       type = gfc_build_uint_type (gfc_character_kinds[index].bit_size);
 771       type = build_qualified_type (type, TYPE_UNQUALIFIED);
 772       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "character(kind=%d)",
 773                 gfc_character_kinds[index].kind);
 774       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 775       gfc_character_types[index] = type;
 776       gfc_pcharacter_types[index] = build_pointer_type (type);
 777     }
 778   gfc_character1_type_node = gfc_character_types[0];
 779
 780   PUSH_TYPE ("byte", unsigned_char_type_node);
 781   PUSH_TYPE ("void", void_type_node);
 782
 783   /* DBX debugging output gets upset if these aren't set.  */
 784   if (!TYPE_NAME (integer_type_node))
 785     PUSH_TYPE ("c_integer", integer_type_node);
 786   if (!TYPE_NAME (char_type_node))
 787     PUSH_TYPE ("c_char", char_type_node);
 788
 789 #undef PUSH_TYPE
 790
 791   pvoid_type_node = build_pointer_type (void_type_node);
 792   ppvoid_type_node = build_pointer_type (pvoid_type_node);
 793   pchar_type_node = build_pointer_type (gfc_character1_type_node);
 794   pfunc_type_node
 795     = build_pointer_type (build_function_type (void_type_node, NULL_TREE));
 796
 797   gfc_array_index_type = gfc_get_int_type (gfc_index_integer_kind);
 798   /* We cannot use gfc_index_zero_node in definition of gfc_array_range_type,
 799      since this function is called before gfc_init_constants.  */
 800   gfc_array_range_type
 801           = build_range_type (gfc_array_index_type,
 802                               build_int_cst (gfc_array_index_type, 0),
 803                               NULL_TREE);
 804
 805   /* The maximum array element size that can be handled is determined
 806      by the number of bits available to store this field in the array
 807      descriptor.  */
 808
 809   n = TYPE_PRECISION (gfc_array_index_type) - GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
 810   lo = ~ (unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
 811   if (n > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
 812     hi = lo >> (2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n);
 813   else
 814     hi = 0, lo >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n;
 815   gfc_max_array_element_size
 816     = build_int_cst_wide (long_unsigned_type_node, lo, hi);
 817
 818   size_type_node = gfc_array_index_type;
 819
 820   boolean_type_node = gfc_get_logical_type (gfc_default_logical_kind);
 821   boolean_true_node = build_int_cst (boolean_type_node, 1);
 822   boolean_false_node = build_int_cst (boolean_type_node, 0);
 823
 824   /* ??? Shouldn't this be based on gfc_index_integer_kind or so?  */
 825   gfc_charlen_int_kind = 4;
 826   gfc_charlen_type_node = gfc_get_int_type (gfc_charlen_int_kind);
 827 }
 828
 829 /* Get the type node for the given type and kind.  */
 830
 831 tree
 832 gfc_get_int_type (int kind)
 833 {
 834   int index = gfc_validate_kind (BT_INTEGER, kind, true);
 835   return index < 0 ? 0 : gfc_integer_types[index];
 836 }
 837
 838 tree
 839 gfc_get_real_type (int kind)
 840 {
 841   int index = gfc_validate_kind (BT_REAL, kind, true);
 842   return index < 0 ? 0 : gfc_real_types[index];
 843 }
 844
 845 tree
 846 gfc_get_complex_type (int kind)
 847 {
 848   int index = gfc_validate_kind (BT_COMPLEX, kind, true);
 849   return index < 0 ? 0 : gfc_complex_types[index];
 850 }
 851
 852 tree
 853 gfc_get_logical_type (int kind)
 854 {
 855   int index = gfc_validate_kind (BT_LOGICAL, kind, true);
 856   return index < 0 ? 0 : gfc_logical_types[index];
 857 }
 858
 859 tree
 860 gfc_get_char_type (int kind)
 861 {
 862   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
 863   return index < 0 ? 0 : gfc_character_types[index];
 864 }
 865
 866 tree
 867 gfc_get_pchar_type (int kind)
 868 {
 869   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
 870   return index < 0 ? 0 : gfc_pcharacter_types[index];
 871 }
 872
 873 \f
 874 /* Create a character type with the given kind and length.  */
 875
 876 tree
 877 gfc_get_character_type_len (int kind, tree len)
 878 {
 879   tree bounds, type;
 880
 881   gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, false);
 882
 883   bounds = build_range_type (gfc_charlen_type_node, gfc_index_one_node, len);
 884   type = build_array_type (gfc_get_char_type (kind), bounds);
 885   TYPE_STRING_FLAG (type) = 1;
 886
 887   return type;
 888 }
 889
 890
 891 /* Get a type node for a character kind.  */
 892
 893 tree
 894 gfc_get_character_type (int kind, gfc_charlen * cl)
 895 {
 896   tree len;
 897
 898   len = (cl == NULL) ? NULL_TREE : cl->backend_decl;
 899
 900   return gfc_get_character_type_len (kind, len);
 901 }
 902 \f
 903 /* Covert a basic type.  This will be an array for character types.  */
 904
 905 tree
 906 gfc_typenode_for_spec (gfc_typespec * spec)
 907 {
 908   tree basetype;
 909
 910   switch (spec->type)
 911     {
 912     case BT_UNKNOWN:
 913       gcc_unreachable ();
 914
 915     case BT_INTEGER:
 916       /* We use INTEGER(c_intptr_t) for C_PTR and C_FUNPTR once the symbol
 917          has been resolved.  This is done so we can convert C_PTR and
 918          C_FUNPTR to simple variables that get translated to (void *).  */
 919       if (spec->f90_type == BT_VOID)
 920         {
 921           if (spec->derived
 922               && spec->derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
 923             basetype = ptr_type_node;
 924           else
 925             basetype = pfunc_type_node;
 926         }
 927       else
 928         basetype = gfc_get_int_type (spec->kind);
 929       break;
 930
 931     case BT_REAL:
 932       basetype = gfc_get_real_type (spec->kind);
 933       break;
 934
 935     case BT_COMPLEX:
 936       basetype = gfc_get_complex_type (spec->kind);
 937       break;
 938
 939     case BT_LOGICAL:
 940       basetype = gfc_get_logical_type (spec->kind);
 941       break;
 942
 943     case BT_CHARACTER:
 944       basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, spec->cl);
 945       break;
 946
 947     case BT_DERIVED:
 948       basetype = gfc_get_derived_type (spec->derived);
 949
 950       /* If we're dealing with either C_PTR or C_FUNPTR, we modified the
 951          type and kind to fit a (void *) and the basetype returned was a
 952          ptr_type_node.  We need to pass up this new information to the
 953          symbol that was declared of type C_PTR or C_FUNPTR.  */
 954       if (spec->derived->attr.is_iso_c)
 955         {
 956           spec->type = spec->derived->ts.type;
 957           spec->kind = spec->derived->ts.kind;
 958           spec->f90_type = spec->derived->ts.f90_type;
 959         }
 960       break;
 961     case BT_VOID:
 962       /* This is for the second arg to c_f_pointer and c_f_procpointer
 963          of the iso_c_binding module, to accept any ptr type.  */
 964       basetype = ptr_type_node;
 965       if (spec->f90_type == BT_VOID)
 966         {
 967           if (spec->derived
 968               && spec->derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
 969             basetype = ptr_type_node;
 970           else
 971             basetype = pfunc_type_node;
 972         }
 973        break;
 974     default:
 975       gcc_unreachable ();
 976     }
 977   return basetype;
 978 }
 979 \f
 980 /* Build an INT_CST for constant expressions, otherwise return NULL_TREE.  */
 981
 982 static tree
 983 gfc_conv_array_bound (gfc_expr * expr)
 984 {
 985   /* If expr is an integer constant, return that.  */
 986   if (expr != NULL && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
 987     return gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer, gfc_index_integer_kind);
 988
 989   /* Otherwise return NULL.  */
 990   return NULL_TREE;
 991 }
 992 \f
 993 tree
 994 gfc_get_element_type (tree type)
 995 {
 996   tree element;
 997
 998   if (GFC_ARRAY_TYPE_P (type))
 999     {
1000       if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE)
1001         type = TREE_TYPE (type);
1002       gcc_assert (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE);
1003       element = TREE_TYPE (type);
1004     }
1005   else
1006     {
1007       gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type));
1008       element = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
1009
1010       gcc_assert (TREE_CODE (element) == POINTER_TYPE);
1011       element = TREE_TYPE (element);
1012
1013       gcc_assert (TREE_CODE (element) == ARRAY_TYPE);
1014       element = TREE_TYPE (element);
1015     }
1016
1017   return element;
1018 }
1019 \f
1020 /* Build an array.  This function is called from gfc_sym_type().
1021    Actually returns array descriptor type.
1022
1023    Format of array descriptors is as follows:
1024
1025     struct gfc_array_descriptor
1026     {
1027       array *data
1028       index offset;
1029       index dtype;
1030       struct descriptor_dimension dimension[N_DIM];
1031     }
1032
1033     struct descriptor_dimension
1034     {
1035       index stride;
1036       index lbound;
1037       index ubound;
1038     }
1039
1040    Translation code should use gfc_conv_descriptor_* rather than
1041    accessing the descriptor directly.  Any changes to the array
1042    descriptor type will require changes in gfc_conv_descriptor_* and
1043    gfc_build_array_initializer.
1044
1045    This is represented internally as a RECORD_TYPE. The index nodes
1046    are gfc_array_index_type and the data node is a pointer to the
1047    data.  See below for the handling of character types.
1048
1049    The dtype member is formatted as follows:
1050     rank = dtype & GFC_DTYPE_RANK_MASK // 3 bits
1051     type = (dtype & GFC_DTYPE_TYPE_MASK) >> GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT // 3 bits
1052     size = dtype >> GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT
1053
1054    I originally used nested ARRAY_TYPE nodes to represent arrays, but
1055    this generated poor code for assumed/deferred size arrays.  These
1056    require use of PLACEHOLDER_EXPR/WITH_RECORD_EXPR, which isn't part
1057    of the GENERIC grammar.  Also, there is no way to explicitly set
1058    the array stride, so all data must be packed(1).  I've tried to
1059    mark all the functions which would require modification with a GCC
1060    ARRAYS comment.
1061
1062    The data component points to the first element in the array.  The
1063    offset field is the position of the origin of the array (ie element
1064    (0, 0 ...)).  This may be outsite the bounds of the array.
1065
1066    An element is accessed by
1067     data[offset + index0*stride0 + index1*stride1 + index2*stride2]
1068    This gives good performance as the computation does not involve the
1069    bounds of the array.  For packed arrays, this is optimized further
1070    by substituting the known strides.
1071
1072    This system has one problem: all array bounds must be within 2^31
1073    elements of the origin (2^63 on 64-bit machines).  For example
1074     integer, dimension (80000:90000, 80000:90000, 2) :: array
1075    may not work properly on 32-bit machines because 80000*80000 >
1076    2^31, so the calculation for stride02 would overflow.  This may
1077    still work, but I haven't checked, and it relies on the overflow
1078    doing the right thing.
1079
1080    The way to fix this problem is to access elements as follows:
1081     data[(index0-lbound0)*stride0 + (index1-lbound1)*stride1]
1082    Obviously this is much slower.  I will make this a compile time
1083    option, something like -fsmall-array-offsets.  Mixing code compiled
1084    with and without this switch will work.
1085
1086    (1) This can be worked around by modifying the upper bound of the
1087    previous dimension.  This requires extra fields in the descriptor
1088    (both real_ubound and fake_ubound).  */
1089
1090
1091 /* Returns true if the array sym does not require a descriptor.  */
1092
1093 int
1094 gfc_is_nodesc_array (gfc_symbol * sym)
1095 {
1096   gcc_assert (sym->attr.dimension);
1097
1098   /* We only want local arrays.  */
1099   if (sym->attr.pointer || sym->attr.allocatable)
1100     return 0;
1101
1102   if (sym->attr.dummy)
1103     {
1104       if (sym->as->type != AS_ASSUMED_SHAPE)
1105         return 1;
1106       else
1107         return 0;
1108     }
1109
1110   if (sym->attr.result || sym->attr.function)
1111     return 0;
1112
1113   gcc_assert (sym->as->type == AS_EXPLICIT);
1114
1115   return 1;
1116 }
1117
1118
1119 /* Create an array descriptor type.  */
1120
1121 static tree
1122 gfc_build_array_type (tree type, gfc_array_spec * as,
1123                       enum gfc_array_kind akind)
1124 {
1125   tree lbound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1126   tree ubound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1127   int n;
1128
1129   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1130     {
1131       /* Create expressions for the known bounds of the array.  */
1132       if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE && as->lower[n] == NULL)
1133         lbound[n] = gfc_index_one_node;
1134       else
1135         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
1136       ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
1137     }
1138
1139   if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE)
1140     akind = GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE;
1141   return gfc_get_array_type_bounds (type, as->rank, lbound, ubound, 0, akind);
1142 }
1143 \f
1144 /* Returns the struct descriptor_dimension type.  */
1145
1146 static tree
1147 gfc_get_desc_dim_type (void)
1148 {
1149   tree type;
1150   tree decl;
1151   tree fieldlist;
1152
1153   if (gfc_desc_dim_type)
1154     return gfc_desc_dim_type;
1155
1156   /* Build the type node.  */
1157   type = make_node (RECORD_TYPE);
1158
1159   TYPE_NAME (type) = get_identifier ("descriptor_dimension");
1160   TYPE_PACKED (type) = 1;
1161
1162   /* Consists of the stride, lbound and ubound members.  */
1163   decl = build_decl (FIELD_DECL,
1164                      get_identifier ("stride"), gfc_array_index_type);
1165   DECL_CONTEXT (decl) = type;
1166   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1167   fieldlist = decl;
1168
1169   decl = build_decl (FIELD_DECL,
1170                      get_identifier ("lbound"), gfc_array_index_type);
1171   DECL_CONTEXT (decl) = type;
1172   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1173   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
1174
1175   decl = build_decl (FIELD_DECL,
1176                      get_identifier ("ubound"), gfc_array_index_type);
1177   DECL_CONTEXT (decl) = type;
1178   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1179   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
1180
1181   /* Finish off the type.  */
1182   TYPE_FIELDS (type) = fieldlist;
1183
1184   gfc_finish_type (type);
1185   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
1186
1187   gfc_desc_dim_type = type;
1188   return type;
1189 }
1190
1191
1192 /* Return the DTYPE for an array.  This describes the type and type parameters
1193    of the array.  */
1194 /* TODO: Only call this when the value is actually used, and make all the
1195    unknown cases abort.  */
1196
1197 tree
1198 gfc_get_dtype (tree type)
1199 {
1200   tree size;
1201   int n;
1202   HOST_WIDE_INT i;
1203   tree tmp;
1204   tree dtype;
1205   tree etype;
1206   int rank;
1207
1208   gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type) || GFC_ARRAY_TYPE_P (type));
1209
1210   if (GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type))
1211     return GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type);
1212
1213   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
1214   etype = gfc_get_element_type (type);
1215
1216   switch (TREE_CODE (etype))
1217     {
1218     case INTEGER_TYPE:
1219       n = GFC_DTYPE_INTEGER;
1220       break;
1221
1222     case BOOLEAN_TYPE:
1223       n = GFC_DTYPE_LOGICAL;
1224       break;
1225
1226     case REAL_TYPE:
1227       n = GFC_DTYPE_REAL;
1228       break;
1229
1230     case COMPLEX_TYPE:
1231       n = GFC_DTYPE_COMPLEX;
1232       break;
1233
1234     /* We will never have arrays of arrays.  */
1235     case RECORD_TYPE:
1236       n = GFC_DTYPE_DERIVED;
1237       break;
1238
1239     case ARRAY_TYPE:
1240       n = GFC_DTYPE_CHARACTER;
1241       break;
1242
1243     default:
1244       /* TODO: Don't do dtype for temporary descriptorless arrays.  */
1245       /* We can strange array types for temporary arrays.  */
1246       return gfc_index_zero_node;
1247     }
1248
1249   gcc_assert (rank <= GFC_DTYPE_RANK_MASK);
1250   size = TYPE_SIZE_UNIT (etype);
1251
1252   i = rank | (n << GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT);
1253   if (size && INTEGER_CST_P (size))
1254     {
1255       if (tree_int_cst_lt (gfc_max_array_element_size, size))
1256         internal_error ("Array element size too big");
1257
1258       i += TREE_INT_CST_LOW (size) << GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
1259     }
1260   dtype = build_int_cst (gfc_array_index_type, i);
1261
1262   if (size && !INTEGER_CST_P (size))
1263     {
1264       tmp = build_int_cst (gfc_array_index_type, GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT);
1265       tmp  = fold_build2 (LSHIFT_EXPR, gfc_array_index_type,
1266                           fold_convert (gfc_array_index_type, size), tmp);
1267       dtype = fold_build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type, tmp, dtype);
1268     }
1269   /* If we don't know the size we leave it as zero.  This should never happen
1270      for anything that is actually used.  */
1271   /* TODO: Check this is actually true, particularly when repacking
1272      assumed size parameters.  */
1273
1274   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = dtype;
1275   return dtype;
1276 }
1277
1278
1279 /* Build an array type for use without a descriptor, packed according
1280    to the value of PACKED.  */
1281
1282 tree
1283 gfc_get_nodesc_array_type (tree etype, gfc_array_spec * as, gfc_packed packed)
1284 {
1285   tree range;
1286   tree type;
1287   tree tmp;
1288   int n;
1289   int known_stride;
1290   int known_offset;
1291   mpz_t offset;
1292   mpz_t stride;
1293   mpz_t delta;
1294   gfc_expr *expr;
1295
1296   mpz_init_set_ui (offset, 0);
1297   mpz_init_set_ui (stride, 1);
1298   mpz_init (delta);
1299
1300   /* We don't use build_array_type because this does not include include
1301      lang-specific information (i.e. the bounds of the array) when checking
1302      for duplicates.  */
1303   type = make_node (ARRAY_TYPE);
1304
1305   GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1306   TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = (struct lang_type *)
1307     ggc_alloc_cleared (sizeof (struct lang_type));
1308
1309   known_stride = (packed != PACKED_NO);
1310   known_offset = 1;
1311   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1312     {
1313       /* Fill in the stride and bound components of the type.  */
1314       if (known_stride)
1315         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1316       else
1317         tmp = NULL_TREE;
1318       GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (type, n) = tmp;
1319
1320       expr = as->lower[n];
1321       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1322         {
1323           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1324                                       gfc_index_integer_kind);
1325         }
1326       else
1327         {
1328           known_stride = 0;
1329           tmp = NULL_TREE;
1330         }
1331       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1332
1333       if (known_stride)
1334         {
1335           /* Calculate the offset.  */
1336           mpz_mul (delta, stride, as->lower[n]->value.integer);
1337           mpz_sub (offset, offset, delta);
1338         }
1339       else
1340         known_offset = 0;
1341
1342       expr = as->upper[n];
1343       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1344         {
1345           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1346                                   gfc_index_integer_kind);
1347         }
1348       else
1349         {
1350           tmp = NULL_TREE;
1351           known_stride = 0;
1352         }
1353       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1354
1355       if (known_stride)
1356         {
1357           /* Calculate the stride.  */
1358           mpz_sub (delta, as->upper[n]->value.integer,
1359                    as->lower[n]->value.integer);
1360           mpz_add_ui (delta, delta, 1);
1361           mpz_mul (stride, stride, delta);
1362         }
1363
1364       /* Only the first stride is known for partial packed arrays.  */
1365       if (packed == PACKED_NO || packed == PACKED_PARTIAL)
1366         known_stride = 0;
1367     }
1368
1369   if (known_offset)
1370     {
1371       GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) =
1372         gfc_conv_mpz_to_tree (offset, gfc_index_integer_kind);
1373     }
1374   else
1375     GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) = NULL_TREE;
1376
1377   if (known_stride)
1378     {
1379       GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) =
1380         gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1381     }
1382   else
1383     GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) = NULL_TREE;
1384
1385   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type) = as->rank;
1386   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = NULL_TREE;
1387   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1388                             NULL_TREE);
1389   /* TODO: use main type if it is unbounded.  */
1390   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1391     build_pointer_type (build_array_type (etype, range));
1392
1393   if (known_stride)
1394     {
1395       mpz_sub_ui (stride, stride, 1);
1396       range = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1397     }
1398   else
1399     range = NULL_TREE;
1400
1401   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node, range);
1402   TYPE_DOMAIN (type) = range;
1403
1404   build_pointer_type (etype);
1405   TREE_TYPE (type) = etype;
1406
1407   layout_type (type);
1408
1409   mpz_clear (offset);
1410   mpz_clear (stride);
1411   mpz_clear (delta);
1412
1413   /* In debug info represent packed arrays as multi-dimensional
1414      if they have rank > 1 and with proper bounds, instead of flat
1415      arrays.  */
1416   if (known_offset && write_symbols != NO_DEBUG)
1417     {
1418       tree gtype = etype, rtype, type_decl;
1419
1420       for (n = as->rank - 1; n >= 0; n--)
1421         {
1422           rtype = build_range_type (gfc_array_index_type,
1423                                     GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n),
1424                                     GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n));
1425           gtype = build_array_type (gtype, rtype);
1426         }
1427       TYPE_NAME (type) = type_decl = build_decl (TYPE_DECL, NULL, gtype);
1428       DECL_ORIGINAL_TYPE (type_decl) = gtype;
1429     }
1430
1431   if (packed != PACKED_STATIC || !known_stride)
1432     {
1433       /* For dummy arrays and automatic (heap allocated) arrays we
1434          want a pointer to the array.  */
1435       type = build_pointer_type (type);
1436       GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1437       TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = TYPE_LANG_SPECIFIC (TREE_TYPE (type));
1438     }
1439   return type;
1440 }
1441
1442 /* Return or create the base type for an array descriptor.  */
1443
1444 static tree
1445 gfc_get_array_descriptor_base (int dimen)
1446 {
1447   tree fat_type, fieldlist, decl, arraytype;
1448   char name[16 + GFC_RANK_DIGITS + 1];
1449
1450   gcc_assert (dimen >= 1 && dimen <= GFC_MAX_DIMENSIONS);
1451   if (gfc_array_descriptor_base[dimen - 1])
1452     return gfc_array_descriptor_base[dimen - 1];
1453
1454   /* Build the type node.  */
1455   fat_type = make_node (RECORD_TYPE);
1456
1457   sprintf (name, "array_descriptor" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT, dimen);
1458   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1459
1460   /* Add the data member as the first element of the descriptor.  */
1461   decl = build_decl (FIELD_DECL, get_identifier ("data"), ptr_type_node);
1462
1463   DECL_CONTEXT (decl) = fat_type;
1464   fieldlist = decl;
1465
1466   /* Add the base component.  */
1467   decl = build_decl (FIELD_DECL, get_identifier ("offset"),
1468                      gfc_array_index_type);
1469   DECL_CONTEXT (decl) = fat_type;
1470   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1471   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
1472
1473   /* Add the dtype component.  */
1474   decl = build_decl (FIELD_DECL, get_identifier ("dtype"),
1475                      gfc_array_index_type);
1476   DECL_CONTEXT (decl) = fat_type;
1477   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1478   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
1479
1480   /* Build the array type for the stride and bound components.  */
1481   arraytype =
1482     build_array_type (gfc_get_desc_dim_type (),
1483                       build_range_type (gfc_array_index_type,
1484                                         gfc_index_zero_node,
1485                                         gfc_rank_cst[dimen - 1]));
1486
1487   decl = build_decl (FIELD_DECL, get_identifier ("dim"), arraytype);
1488   DECL_CONTEXT (decl) = fat_type;
1489   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1490   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
1491
1492   /* Finish off the type.  */
1493   TYPE_FIELDS (fat_type) = fieldlist;
1494
1495   gfc_finish_type (fat_type);
1496   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (fat_type)) = 1;
1497
1498   gfc_array_descriptor_base[dimen - 1] = fat_type;
1499   return fat_type;
1500 }
1501
1502 /* Build an array (descriptor) type with given bounds.  */
1503
1504 tree
1505 gfc_get_array_type_bounds (tree etype, int dimen, tree * lbound,
1506                            tree * ubound, int packed,
1507                            enum gfc_array_kind akind)
1508 {
1509   char name[8 + GFC_RANK_DIGITS + GFC_MAX_SYMBOL_LEN];
1510   tree fat_type, base_type, arraytype, lower, upper, stride, tmp, rtype;
1511   const char *typename;
1512   int n;
1513
1514   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen);
1515   fat_type = build_variant_type_copy (base_type);
1516
1517   tmp = TYPE_NAME (etype);
1518   if (tmp && TREE_CODE (tmp) == TYPE_DECL)
1519     tmp = DECL_NAME (tmp);
1520   if (tmp)
1521     typename = IDENTIFIER_POINTER (tmp);
1522   else
1523     typename = "unknown";
1524   sprintf (name, "array" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "_%.*s", dimen,
1525            GFC_MAX_SYMBOL_LEN, typename);
1526   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1527
1528   GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (fat_type) = 1;
1529   TYPE_LANG_SPECIFIC (fat_type) = (struct lang_type *)
1530     ggc_alloc_cleared (sizeof (struct lang_type));
1531
1532   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (fat_type) = dimen;
1533   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (fat_type) = NULL_TREE;
1534   GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (fat_type) = akind;
1535
1536   /* Build an array descriptor record type.  */
1537   if (packed != 0)
1538     stride = gfc_index_one_node;
1539   else
1540     stride = NULL_TREE;
1541   for (n = 0; n < dimen; n++)
1542     {
1543       GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (fat_type, n) = stride;
1544
1545       if (lbound)
1546         lower = lbound[n];
1547       else
1548         lower = NULL_TREE;
1549
1550       if (lower != NULL_TREE)
1551         {
1552           if (INTEGER_CST_P (lower))
1553             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (fat_type, n) = lower;
1554           else
1555             lower = NULL_TREE;
1556         }
1557
1558       upper = ubound[n];
1559       if (upper != NULL_TREE)
1560         {
1561           if (INTEGER_CST_P (upper))
1562             GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (fat_type, n) = upper;
1563           else
1564             upper = NULL_TREE;
1565         }
1566
1567       if (upper != NULL_TREE && lower != NULL_TREE && stride != NULL_TREE)
1568         {
1569           tmp = fold_build2 (MINUS_EXPR, gfc_array_index_type, upper, lower);
1570           tmp = fold_build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type, tmp,
1571                              gfc_index_one_node);
1572           stride =
1573             fold_build2 (MULT_EXPR, gfc_array_index_type, tmp, stride);
1574           /* Check the folding worked.  */
1575           gcc_assert (INTEGER_CST_P (stride));
1576         }
1577       else
1578         stride = NULL_TREE;
1579     }
1580   GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (fat_type) = stride;
1581
1582   /* TODO: known offsets for descriptors.  */
1583   GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (fat_type) = NULL_TREE;
1584
1585   /* We define data as an array with the correct size if possible.
1586      Much better than doing pointer arithmetic.  */
1587   if (stride)
1588     rtype = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1589                               int_const_binop (MINUS_EXPR, stride,
1590                                                integer_one_node, 0));
1591   else
1592     rtype = gfc_array_range_type;
1593   arraytype = build_array_type (etype, rtype);
1594   arraytype = build_pointer_type (arraytype);
1595   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (fat_type) = arraytype;
1596
1597   return fat_type;
1598 }
1599 \f
1600 /* Build a pointer type. This function is called from gfc_sym_type().  */
1601
1602 static tree
1603 gfc_build_pointer_type (gfc_symbol * sym, tree type)
1604 {
1605   /* Array pointer types aren't actually pointers.  */
1606   if (sym->attr.dimension)
1607     return type;
1608   else
1609     return build_pointer_type (type);
1610 }
1611 \f
1612 /* Return the type for a symbol.  Special handling is required for character
1613    types to get the correct level of indirection.
1614    For functions return the return type.
1615    For subroutines return void_type_node.
1616    Calling this multiple times for the same symbol should be avoided,
1617    especially for character and array types.  */
1618
1619 tree
1620 gfc_sym_type (gfc_symbol * sym)
1621 {
1622   tree type;
1623   int byref;
1624
1625   if (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE && !sym->attr.function)
1626     return void_type_node;
1627
1628   /* In the case of a function the fake result variable may have a
1629      type different from the function type, so don't return early in
1630      that case.  */
1631   if (sym->backend_decl && !sym->attr.function)
1632     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
1633
1634   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER && sym->attr.is_bind_c
1635       && (sym->attr.function || sym->attr.result))
1636     type = gfc_character1_type_node;
1637   else
1638     type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
1639
1640   if (sym->attr.dummy && !sym->attr.function && !sym->attr.value)
1641     byref = 1;
1642   else
1643     byref = 0;
1644
1645   if (sym->attr.dimension)
1646     {
1647       if (gfc_is_nodesc_array (sym))
1648         {
1649           /* If this is a character argument of unknown length, just use the
1650              base type.  */
1651           if (sym->ts.type != BT_CHARACTER
1652               || !(sym->attr.dummy || sym->attr.function)
1653               || sym->ts.cl->backend_decl)
1654             {
1655               type = gfc_get_nodesc_array_type (type, sym->as,
1656                                                 byref ? PACKED_FULL
1657                                                       : PACKED_STATIC);
1658               byref = 0;
1659             }
1660         }
1661       else
1662         {
1663           enum gfc_array_kind akind = GFC_ARRAY_UNKNOWN;
1664           if (sym->attr.pointer)
1665             akind = GFC_ARRAY_POINTER;
1666           else if (sym->attr.allocatable)
1667             akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
1668           type = gfc_build_array_type (type, sym->as, akind);
1669         }
1670     }
1671   else
1672     {
1673       if (sym->attr.allocatable || sym->attr.pointer)
1674         type = gfc_build_pointer_type (sym, type);
1675       if (sym->attr.pointer)
1676         GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
1677     }
1678
1679   /* We currently pass all parameters by reference.
1680      See f95_get_function_decl.  For dummy function parameters return the
1681      function type.  */
1682   if (byref)
1683     {
1684       /* We must use pointer types for potentially absent variables.  The
1685          optimizers assume a reference type argument is never NULL.  */
1686       if (sym->attr.optional || sym->ns->proc_name->attr.entry_master)
1687         type = build_pointer_type (type);
1688       else
1689         type = build_reference_type (type);
1690     }
1691
1692   return (type);
1693 }
1694 \f
1695 /* Layout and output debug info for a record type.  */
1696
1697 void
1698 gfc_finish_type (tree type)
1699 {
1700   tree decl;
1701
1702   decl = build_decl (TYPE_DECL, NULL_TREE, type);
1703   TYPE_STUB_DECL (type) = decl;
1704   layout_type (type);
1705   rest_of_type_compilation (type, 1);
1706   rest_of_decl_compilation (decl, 1, 0);
1707 }
1708 \f
1709 /* Add a field of given NAME and TYPE to the context of a UNION_TYPE
1710    or RECORD_TYPE pointed to by STYPE.  The new field is chained
1711    to the fieldlist pointed to by FIELDLIST.
1712
1713    Returns a pointer to the new field.  */
1714
1715 tree
1716 gfc_add_field_to_struct (tree *fieldlist, tree context,
1717                          tree name, tree type)
1718 {
1719   tree decl;
1720
1721   decl = build_decl (FIELD_DECL, name, type);
1722
1723   DECL_CONTEXT (decl) = context;
1724   DECL_INITIAL (decl) = 0;
1725   DECL_ALIGN (decl) = 0;
1726   DECL_USER_ALIGN (decl) = 0;
1727   TREE_CHAIN (decl) = NULL_TREE;
1728   *fieldlist = chainon (*fieldlist, decl);
1729
1730   return decl;
1731 }
1732
1733
1734 /* Copy the backend_decl and component backend_decls if
1735    the two derived type symbols are "equal", as described
1736    in 4.4.2 and resolved by gfc_compare_derived_types.  */
1737
1738 static int
1739 copy_dt_decls_ifequal (gfc_symbol *from, gfc_symbol *to)
1740 {
1741   gfc_component *to_cm;
1742   gfc_component *from_cm;
1743
1744   if (from->backend_decl == NULL
1745         || !gfc_compare_derived_types (from, to))
1746     return 0;
1747
1748   to->backend_decl = from->backend_decl;
1749
1750   to_cm = to->components;
1751   from_cm = from->components;
1752
1753   /* Copy the component declarations.  If a component is itself
1754      a derived type, we need a copy of its component declarations.
1755      This is done by recursing into gfc_get_derived_type and
1756      ensures that the component's component declarations have
1757      been built.  If it is a character, we need the character
1758      length, as well.  */
1759   for (; to_cm; to_cm = to_cm->next, from_cm = from_cm->next)
1760     {
1761       to_cm->backend_decl = from_cm->backend_decl;
1762       if (!from_cm->pointer && from_cm->ts.type == BT_DERIVED)
1763         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.derived);
1764
1765       else if (from_cm->ts.type == BT_CHARACTER)
1766         to_cm->ts.cl->backend_decl = from_cm->ts.cl->backend_decl;
1767     }
1768
1769   return 1;
1770 }
1771
1772
1773 /* Build a tree node for a derived type.  If there are equal
1774    derived types, with different local names, these are built
1775    at the same time.  If an equal derived type has been built
1776    in a parent namespace, this is used.  */
1777
1778 static tree
1779 gfc_get_derived_type (gfc_symbol * derived)
1780 {
1781   tree typenode = NULL, field = NULL, field_type = NULL, fieldlist = NULL;
1782   gfc_component *c;
1783   gfc_dt_list *dt;
1784
1785   gcc_assert (derived && derived->attr.flavor == FL_DERIVED);
1786
1787   /* See if it's one of the iso_c_binding derived types.  */
1788   if (derived->attr.is_iso_c == 1)
1789     {
1790       if (derived->backend_decl)
1791         return derived->backend_decl;
1792
1793       if (derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
1794         derived->backend_decl = ptr_type_node;
1795       else
1796         derived->backend_decl = pfunc_type_node;
1797
1798       /* Create a backend_decl for the __c_ptr_c_address field.  */
1799       derived->components->backend_decl =
1800         gfc_add_field_to_struct (&(derived->backend_decl->type.values),
1801                                  derived->backend_decl,
1802                                  get_identifier (derived->components->name),
1803                                  gfc_typenode_for_spec (
1804                                    &(derived->components->ts)));
1805
1806       derived->ts.kind = gfc_index_integer_kind;
1807       derived->ts.type = BT_INTEGER;
1808       /* Set the f90_type to BT_VOID as a way to recognize something of type
1809          BT_INTEGER that needs to fit a void * for the purpose of the
1810          iso_c_binding derived types.  */
1811       derived->ts.f90_type = BT_VOID;
1812
1813       return derived->backend_decl;
1814     }
1815
1816   /* derived->backend_decl != 0 means we saw it before, but its
1817      components' backend_decl may have not been built.  */
1818   if (derived->backend_decl)
1819     {
1820       /* Its components' backend_decl have been built.  */
1821       if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl))
1822         return derived->backend_decl;
1823       else
1824         typenode = derived->backend_decl;
1825     }
1826   else
1827     {
1828
1829       /* We see this derived type first time, so build the type node.  */
1830       typenode = make_node (RECORD_TYPE);
1831       TYPE_NAME (typenode) = get_identifier (derived->name);
1832       TYPE_PACKED (typenode) = gfc_option.flag_pack_derived;
1833       derived->backend_decl = typenode;
1834     }
1835
1836   /* Go through the derived type components, building them as
1837      necessary. The reason for doing this now is that it is
1838      possible to recurse back to this derived type through a
1839      pointer component (PR24092). If this happens, the fields
1840      will be built and so we can return the type.  */
1841   for (c = derived->components; c; c = c->next)
1842     {
1843       if (c->ts.type != BT_DERIVED)
1844         continue;
1845
1846       if (!c->pointer || c->ts.derived->backend_decl == NULL)
1847         c->ts.derived->backend_decl = gfc_get_derived_type (c->ts.derived);
1848
1849       if (c->ts.derived && c->ts.derived->attr.is_iso_c)
1850         {
1851           /* Need to copy the modified ts from the derived type.  The
1852              typespec was modified because C_PTR/C_FUNPTR are translated
1853              into (void *) from derived types.  */
1854           c->ts.type = c->ts.derived->ts.type;
1855           c->ts.kind = c->ts.derived->ts.kind;
1856           c->ts.f90_type = c->ts.derived->ts.f90_type;
1857           if (c->initializer)
1858             {
1859               c->initializer->ts.type = c->ts.type;
1860               c->initializer->ts.kind = c->ts.kind;
1861               c->initializer->ts.f90_type = c->ts.f90_type;
1862               c->initializer->expr_type = EXPR_NULL;
1863             }
1864         }
1865     }
1866
1867   if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl))
1868     return derived->backend_decl;
1869
1870   /* Build the type member list. Install the newly created RECORD_TYPE
1871      node as DECL_CONTEXT of each FIELD_DECL.  */
1872   fieldlist = NULL_TREE;
1873   for (c = derived->components; c; c = c->next)
1874     {
1875       if (c->ts.type == BT_DERIVED)
1876         field_type = c->ts.derived->backend_decl;
1877       else
1878         {
1879           if (c->ts.type == BT_CHARACTER)
1880             {
1881               /* Evaluate the string length.  */
1882               gfc_conv_const_charlen (c->ts.cl);
1883               gcc_assert (c->ts.cl->backend_decl);
1884             }
1885
1886           field_type = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
1887         }
1888
1889       /* This returns an array descriptor type.  Initialization may be
1890          required.  */
1891       if (c->dimension)
1892         {
1893           if (c->pointer || c->allocatable)
1894             {
1895               enum gfc_array_kind akind;
1896               if (c->pointer)
1897                 akind = GFC_ARRAY_POINTER;
1898               else
1899                 akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
1900               /* Pointers to arrays aren't actually pointer types.  The
1901                  descriptors are separate, but the data is common.  */
1902               field_type = gfc_build_array_type (field_type, c->as, akind);
1903             }
1904           else
1905             field_type = gfc_get_nodesc_array_type (field_type, c->as,
1906                                                     PACKED_STATIC);
1907         }
1908       else if (c->pointer)
1909         field_type = build_pointer_type (field_type);
1910
1911       field = gfc_add_field_to_struct (&fieldlist, typenode,
1912                                        get_identifier (c->name),
1913                                        field_type);
1914       if (c->loc.lb)
1915         gfc_set_decl_location (field, &c->loc);
1916       else if (derived->declared_at.lb)
1917         gfc_set_decl_location (field, &derived->declared_at);
1918
1919       DECL_PACKED (field) |= TYPE_PACKED (typenode);
1920
1921       gcc_assert (field);
1922       if (!c->backend_decl)
1923         c->backend_decl = field;
1924     }
1925
1926   /* Now we have the final fieldlist.  Record it, then lay out the
1927      derived type, including the fields.  */
1928   TYPE_FIELDS (typenode) = fieldlist;
1929
1930   gfc_finish_type (typenode);
1931   gfc_set_decl_location (TYPE_STUB_DECL (typenode), &derived->declared_at);
1932
1933   derived->backend_decl = typenode;
1934
1935     /* Add this backend_decl to all the other, equal derived types.  */
1936     for (dt = gfc_derived_types; dt; dt = dt->next)
1937       copy_dt_decls_ifequal (derived, dt->derived);
1938
1939   return derived->backend_decl;
1940 }
1941
1942
1943 int
1944 gfc_return_by_reference (gfc_symbol * sym)
1945 {
1946   if (!sym->attr.function)
1947     return 0;
1948
1949   if (sym->attr.dimension)
1950     return 1;
1951
1952   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER && !sym->attr.is_bind_c)
1953     return 1;
1954
1955   /* Possibly return complex numbers by reference for g77 compatibility.
1956      We don't do this for calls to intrinsics (as the library uses the
1957      -fno-f2c calling convention), nor for calls to functions which always
1958      require an explicit interface, as no compatibility problems can
1959      arise there.  */
1960   if (gfc_option.flag_f2c
1961       && sym->ts.type == BT_COMPLEX
1962       && !sym->attr.intrinsic && !sym->attr.always_explicit)
1963     return 1;
1964
1965   return 0;
1966 }
1967 \f
1968 static tree
1969 gfc_get_mixed_entry_union (gfc_namespace *ns)
1970 {
1971   tree type;
1972   tree decl;
1973   tree fieldlist;
1974   char name[GFC_MAX_SYMBOL_LEN + 1];
1975   gfc_entry_list *el, *el2;
1976
1977   gcc_assert (ns->proc_name->attr.mixed_entry_master);
1978   gcc_assert (memcmp (ns->proc_name->name, "master.", 7) == 0);
1979
1980   snprintf (name, GFC_MAX_SYMBOL_LEN, "munion.%s", ns->proc_name->name + 7);
1981
1982   /* Build the type node.  */
1983   type = make_node (UNION_TYPE);
1984
1985   TYPE_NAME (type) = get_identifier (name);
1986   fieldlist = NULL;
1987
1988   for (el = ns->entries; el; el = el->next)
1989     {
1990       /* Search for duplicates.  */
1991       for (el2 = ns->entries; el2 != el; el2 = el2->next)
1992         if (el2->sym->result == el->sym->result)
1993           break;
1994
1995       if (el == el2)
1996         {
1997           decl = build_decl (FIELD_DECL,
1998                              get_identifier (el->sym->result->name),
1999                              gfc_sym_type (el->sym->result));
2000           DECL_CONTEXT (decl) = type;
2001           fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
2002         }
2003     }
2004
2005   /* Finish off the type.  */
2006   TYPE_FIELDS (type) = fieldlist;
2007
2008   gfc_finish_type (type);
2009   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
2010   return type;
2011 }
2012 \f
2013 tree
2014 gfc_get_function_type (gfc_symbol * sym)
2015 {
2016   tree type;
2017   tree typelist;
2018   gfc_formal_arglist *f;
2019   gfc_symbol *arg;
2020   int nstr;
2021   int alternate_return;
2022
2023   /* Make sure this symbol is a function, a subroutine or the main
2024      program.  */
2025   gcc_assert (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE
2026               || sym->attr.flavor == FL_PROGRAM);
2027
2028   if (sym->backend_decl)
2029     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
2030
2031   nstr = 0;
2032   alternate_return = 0;
2033   typelist = NULL_TREE;
2034
2035   if (sym->attr.entry_master)
2036     {
2037       /* Additional parameter for selecting an entry point.  */
2038       typelist = gfc_chainon_list (typelist, gfc_array_index_type);
2039     }
2040
2041   if (sym->result)
2042     arg = sym->result;
2043   else
2044     arg = sym;
2045
2046   if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2047     gfc_conv_const_charlen (arg->ts.cl);
2048
2049   /* Some functions we use an extra parameter for the return value.  */
2050   if (gfc_return_by_reference (sym))
2051     {
2052       type = gfc_sym_type (arg);
2053       if (arg->ts.type == BT_COMPLEX
2054           || arg->attr.dimension
2055           || arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2056         type = build_reference_type (type);
2057
2058       typelist = gfc_chainon_list (typelist, type);
2059       if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2060         typelist = gfc_chainon_list (typelist, gfc_charlen_type_node);
2061     }
2062
2063   /* Build the argument types for the function.  */
2064   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2065     {
2066       arg = f->sym;
2067       if (arg)
2068         {
2069           /* Evaluate constant character lengths here so that they can be
2070              included in the type.  */
2071           if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2072             gfc_conv_const_charlen (arg->ts.cl);
2073
2074           if (arg->attr.flavor == FL_PROCEDURE)
2075             {
2076               type = gfc_get_function_type (arg);
2077               type = build_pointer_type (type);
2078             }
2079           else
2080             type = gfc_sym_type (arg);
2081
2082           /* Parameter Passing Convention
2083
2084              We currently pass all parameters by reference.
2085              Parameters with INTENT(IN) could be passed by value.
2086              The problem arises if a function is called via an implicit
2087              prototype. In this situation the INTENT is not known.
2088              For this reason all parameters to global functions must be
2089              passed by reference.  Passing by value would potentially
2090              generate bad code.  Worse there would be no way of telling that
2091              this code was bad, except that it would give incorrect results.
2092
2093              Contained procedures could pass by value as these are never
2094              used without an explicit interface, and cannot be passed as
2095              actual parameters for a dummy procedure.  */
2096           if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2097             nstr++;
2098           typelist = gfc_chainon_list (typelist, type);
2099         }
2100       else
2101         {
2102           if (sym->attr.subroutine)
2103             alternate_return = 1;
2104         }
2105     }
2106
2107   /* Add hidden string length parameters.  */
2108   while (nstr--)
2109     typelist = gfc_chainon_list (typelist, gfc_charlen_type_node);
2110
2111   if (typelist)
2112     typelist = gfc_chainon_list (typelist, void_type_node);
2113
2114   if (alternate_return)
2115     type = integer_type_node;
2116   else if (!sym->attr.function || gfc_return_by_reference (sym))
2117     type = void_type_node;
2118   else if (sym->attr.mixed_entry_master)
2119     type = gfc_get_mixed_entry_union (sym->ns);
2120   else if (gfc_option.flag_f2c
2121            && sym->ts.type == BT_REAL
2122            && sym->ts.kind == gfc_default_real_kind
2123            && !sym->attr.always_explicit)
2124     {
2125       /* Special case: f2c calling conventions require that (scalar)
2126          default REAL functions return the C type double instead.  f2c
2127          compatibility is only an issue with functions that don't
2128          require an explicit interface, as only these could be
2129          implemented in Fortran 77.  */
2130       sym->ts.kind = gfc_default_double_kind;
2131       type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
2132       sym->ts.kind = gfc_default_real_kind;
2133     }
2134   else
2135     type = gfc_sym_type (sym);
2136
2137   type = build_function_type (type, typelist);
2138
2139   return type;
2140 }
2141 \f
2142 /* Language hooks for middle-end access to type nodes.  */
2143
2144 /* Return an integer type with BITS bits of precision,
2145    that is unsigned if UNSIGNEDP is nonzero, otherwise signed.  */
2146
2147 tree
2148 gfc_type_for_size (unsigned bits, int unsignedp)
2149 {
2150   if (!unsignedp)
2151     {
2152       int i;
2153       for (i = 0; i <= MAX_INT_KINDS; ++i)
2154         {
2155           tree type = gfc_integer_types[i];
2156           if (type && bits == TYPE_PRECISION (type))
2157             return type;
2158         }
2159
2160       /* Handle TImode as a special case because it is used by some backends
2161          (eg. ARM) even though it is not available for normal use.  */
2162 #if HOST_BITS_PER_WIDE_INT >= 64
2163       if (bits == TYPE_PRECISION (intTI_type_node))
2164         return intTI_type_node;
2165 #endif
2166     }
2167   else
2168     {
2169       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intQI_type_node))
2170         return unsigned_intQI_type_node;
2171       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intHI_type_node))
2172         return unsigned_intHI_type_node;
2173       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intSI_type_node))
2174         return unsigned_intSI_type_node;
2175       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intDI_type_node))
2176         return unsigned_intDI_type_node;
2177       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intTI_type_node))
2178         return unsigned_intTI_type_node;
2179     }
2180
2181   return NULL_TREE;
2182 }
2183
2184 /* Return a data type that has machine mode MODE.  If the mode is an
2185    integer, then UNSIGNEDP selects between signed and unsigned types.  */
2186
2187 tree
2188 gfc_type_for_mode (enum machine_mode mode, int unsignedp)
2189 {
2190   int i;
2191   tree *base;
2192
2193   if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_FLOAT)
2194     base = gfc_real_types;
2195   else if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_COMPLEX_FLOAT)
2196     base = gfc_complex_types;
2197   else if (SCALAR_INT_MODE_P (mode))
2198     return gfc_type_for_size (GET_MODE_PRECISION (mode), unsignedp);
2199   else if (VECTOR_MODE_P (mode))
2200     {
2201       enum machine_mode inner_mode = GET_MODE_INNER (mode);
2202       tree inner_type = gfc_type_for_mode (inner_mode, unsignedp);
2203       if (inner_type != NULL_TREE)
2204         return build_vector_type_for_mode (inner_type, mode);
2205       return NULL_TREE;
2206     }
2207   else
2208     return NULL_TREE;
2209
2210   for (i = 0; i <= MAX_REAL_KINDS; ++i)
2211     {
2212       tree type = base[i];
2213       if (type && mode == TYPE_MODE (type))
2214         return type;
2215     }
2216
2217   return NULL_TREE;
2218 }
2219
2220 /* Return TRUE if TYPE is a type with a hidden descriptor, fill in INFO
2221    in that case.  */
2222
2223 bool
2224 gfc_get_array_descr_info (const_tree type, struct array_descr_info *info)
2225 {
2226   int rank, dim;
2227   bool indirect = false;
2228   tree etype, ptype, field, t, base_decl;
2229   tree data_off, offset_off, dim_off, dim_size, elem_size;
2230   tree lower_suboff, upper_suboff, stride_suboff;
2231
2232   if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2233     {
2234       if (! POINTER_TYPE_P (type))
2235         return false;
2236       type = TREE_TYPE (type);
2237       if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2238         return false;
2239       indirect = true;
2240     }
2241
2242   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
2243   if (rank >= (int) (sizeof (info->dimen) / sizeof (info->dimen[0])))
2244     return false;
2245
2246   etype = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
2247   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (etype));
2248   etype = TREE_TYPE (etype);
2249   gcc_assert (TREE_CODE (etype) == ARRAY_TYPE);
2250   etype = TREE_TYPE (etype);
2251   /* Can't handle variable sized elements yet.  */
2252   if (int_size_in_bytes (etype) <= 0)
2253     return false;
2254   /* Nor non-constant lower bounds in assumed shape arrays.  */
2255   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE)
2256     {
2257       for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2258         if (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim) == NULL_TREE
2259             || TREE_CODE (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim)) != INTEGER_CST)
2260           return false;
2261     }
2262
2263   memset (info, '\0', sizeof (*info));
2264   info->ndimensions = rank;
2265   info->element_type = etype;
2266   ptype = build_pointer_type (gfc_array_index_type);
2267   if (indirect)
2268     {
2269       info->base_decl = build_decl (VAR_DECL, NULL_TREE,
2270                                     build_pointer_type (ptype));
2271       base_decl = build1 (INDIRECT_REF, ptype, info->base_decl);
2272     }
2273   else
2274     info->base_decl = base_decl = build_decl (VAR_DECL, NULL_TREE, ptype);
2275
2276   elem_size = fold_convert (gfc_array_index_type, TYPE_SIZE_UNIT (etype));
2277   field = TYPE_FIELDS (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
2278   data_off = byte_position (field);
2279   field = TREE_CHAIN (field);
2280   offset_off = byte_position (field);
2281   field = TREE_CHAIN (field);
2282   field = TREE_CHAIN (field);
2283   dim_off = byte_position (field);
2284   dim_size = TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2285   field = TYPE_FIELDS (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2286   stride_suboff = byte_position (field);
2287   field = TREE_CHAIN (field);
2288   lower_suboff = byte_position (field);
2289   field = TREE_CHAIN (field);
2290   upper_suboff = byte_position (field);
2291
2292   t = base_decl;
2293   if (!integer_zerop (data_off))
2294     t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, t, data_off);
2295   t = build1 (NOP_EXPR, build_pointer_type (ptr_type_node), t);
2296   info->data_location = build1 (INDIRECT_REF, ptr_type_node, t);
2297   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
2298     info->allocated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
2299                               info->data_location, null_pointer_node);
2300   else if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER)
2301     info->associated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
2302                                info->data_location, null_pointer_node);
2303
2304   for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2305     {
2306       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2307                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, lower_suboff));
2308       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2309       info->dimen[dim].lower_bound = t;
2310       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2311                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, upper_suboff));
2312       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2313       info->dimen[dim].upper_bound = t;
2314       if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE)
2315         {
2316           /* Assumed shape arrays have known lower bounds.  */
2317           info->dimen[dim].upper_bound
2318             = build2 (MINUS_EXPR, gfc_array_index_type,
2319                       info->dimen[dim].upper_bound,
2320                       info->dimen[dim].lower_bound);
2321           info->dimen[dim].lower_bound
2322             = fold_convert (gfc_array_index_type,
2323                             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim));
2324           info->dimen[dim].upper_bound
2325             = build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
2326                       info->dimen[dim].lower_bound,
2327                       info->dimen[dim].upper_bound);
2328         }
2329       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2330                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, stride_suboff));
2331       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2332       t = build2 (MULT_EXPR, gfc_array_index_type, t, elem_size);
2333       info->dimen[dim].stride = t;
2334       dim_off = size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, dim_size);
2335     }
2336
2337   return true;
2338 }
2339
2340 #include "gt-fortran-trans-types.h"