OSDN Git Service

PR middle-end/46500
[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
122 /* The kind size used for record offsets. If the target system supports
123    kind=8, this will be set to 8, otherwise it is set to 4.  */
124 int gfc_intio_kind; 
125
126 /* The integer kind used to store character lengths.  */
127 int gfc_charlen_int_kind;
128
129 /* The size of the numeric storage unit and character storage unit.  */
130 int gfc_numeric_storage_size;
131 int gfc_character_storage_size;
132
133
134 gfc_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 /* Return a typenode for the "standard" C type with a given name.  */
181 static tree
182 get_typenode_from_name (const char *name)
183 {
184   if (name == NULL || *name == '\0')
185     return NULL_TREE;
186
187   if (strcmp (name, "char") == 0)
188     return char_type_node;
189   if (strcmp (name, "unsigned char") == 0)
190     return unsigned_char_type_node;
191   if (strcmp (name, "signed char") == 0)
192     return signed_char_type_node;
193
194   if (strcmp (name, "short int") == 0)
195     return short_integer_type_node;
196   if (strcmp (name, "short unsigned int") == 0)
197     return short_unsigned_type_node;
198
199   if (strcmp (name, "int") == 0)
200     return integer_type_node;
201   if (strcmp (name, "unsigned int") == 0)
202     return unsigned_type_node;
203
204   if (strcmp (name, "long int") == 0)
205     return long_integer_type_node;
206   if (strcmp (name, "long unsigned int") == 0)
207     return long_unsigned_type_node;
208
209   if (strcmp (name, "long long int") == 0)
210     return long_long_integer_type_node;
211   if (strcmp (name, "long long unsigned int") == 0)
212     return long_long_unsigned_type_node;
213
214   gcc_unreachable ();
215 }
216
217 static int
218 get_int_kind_from_name (const char *name)
219 {
220   return get_int_kind_from_node (get_typenode_from_name (name));
221 }
222
223
224 /* Get the kind number corresponding to an integer of given size,
225    following the required return values for ISO_FORTRAN_ENV INT* constants:
226    -2 is returned if we support a kind of larger size, -1 otherwise.  */
227 int
228 gfc_get_int_kind_from_width_isofortranenv (int size)
229 {
230   int i;
231
232   /* Look for a kind with matching storage size.  */
233   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
234     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == size)
235       return gfc_integer_kinds[i].kind;
236
237   /* Look for a kind with larger storage size.  */
238   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
239     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size > size)
240       return -2;
241
242   return -1;
243 }
244
245 /* Get the kind number corresponding to a real of given storage size,
246    following the required return values for ISO_FORTRAN_ENV REAL* constants:
247    -2 is returned if we support a kind of larger size, -1 otherwise.  */
248 int
249 gfc_get_real_kind_from_width_isofortranenv (int size)
250 {
251   int i;
252
253   size /= 8;
254
255   /* Look for a kind with matching storage size.  */
256   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
257     if (int_size_in_bytes (gfc_get_real_type (gfc_real_kinds[i].kind)) == size)
258       return gfc_real_kinds[i].kind;
259
260   /* Look for a kind with larger storage size.  */
261   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
262     if (int_size_in_bytes (gfc_get_real_type (gfc_real_kinds[i].kind)) > size)
263       return -2;
264
265   return -1;
266 }
267
268
269
270 static int
271 get_int_kind_from_width (int size)
272 {
273   int i;
274
275   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
276     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == size)
277       return gfc_integer_kinds[i].kind;
278
279   return -2;
280 }
281
282 static int
283 get_int_kind_from_minimal_width (int size)
284 {
285   int i;
286
287   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
288     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size >= size)
289       return gfc_integer_kinds[i].kind;
290
291   return -2;
292 }
293
294
295 /* Generate the CInteropKind_t objects for the C interoperable
296    kinds.  */
297
298 static
299 void init_c_interop_kinds (void)
300 {
301   int i;
302
303   /* init all pointers in the list to NULL */
304   for (i = 0; i < ISOCBINDING_NUMBER; i++)
305     {
306       /* Initialize the name and value fields.  */
307       c_interop_kinds_table[i].name[0] = '\0';
308       c_interop_kinds_table[i].value = -100;
309       c_interop_kinds_table[i].f90_type = BT_UNKNOWN;
310     }
311
312 #define NAMED_INTCST(a,b,c,d) \
313   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
314   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_INTEGER; \
315   c_interop_kinds_table[a].value = c;
316 #define NAMED_REALCST(a,b,c) \
317   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
318   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_REAL; \
319   c_interop_kinds_table[a].value = c;
320 #define NAMED_CMPXCST(a,b,c) \
321   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
322   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_COMPLEX; \
323   c_interop_kinds_table[a].value = c;
324 #define NAMED_LOGCST(a,b,c) \
325   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
326   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_LOGICAL; \
327   c_interop_kinds_table[a].value = c;
328 #define NAMED_CHARKNDCST(a,b,c) \
329   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
330   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_CHARACTER; \
331   c_interop_kinds_table[a].value = c;
332 #define NAMED_CHARCST(a,b,c) \
333   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
334   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_CHARACTER; \
335   c_interop_kinds_table[a].value = c;
336 #define DERIVED_TYPE(a,b,c) \
337   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
338   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_DERIVED; \
339   c_interop_kinds_table[a].value = c;
340 #define PROCEDURE(a,b) \
341   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
342   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_PROCEDURE; \
343   c_interop_kinds_table[a].value = 0;
344 #include "iso-c-binding.def"
345 #define NAMED_FUNCTION(a,b,c,d) \
346   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
347   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_PROCEDURE; \
348   c_interop_kinds_table[a].value = c;
349 #include "iso-c-binding.def"
350 }
351
352
353 /* Query the target to determine which machine modes are available for
354    computation.  Choose KIND numbers for them.  */
355
356 void
357 gfc_init_kinds (void)
358 {
359   unsigned int mode;
360   int i_index, r_index, kind;
361   bool saw_i4 = false, saw_i8 = false;
362   bool saw_r4 = false, saw_r8 = false, saw_r16 = false;
363
364   for (i_index = 0, mode = MIN_MODE_INT; mode <= MAX_MODE_INT; mode++)
365     {
366       int kind, bitsize;
367
368       if (!targetm.scalar_mode_supported_p ((enum machine_mode) mode))
369         continue;
370
371       /* The middle end doesn't support constants larger than 2*HWI.
372          Perhaps the target hook shouldn't have accepted these either,
373          but just to be safe...  */
374       bitsize = GET_MODE_BITSIZE (mode);
375       if (bitsize > 2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
376         continue;
377
378       gcc_assert (i_index != MAX_INT_KINDS);
379
380       /* Let the kind equal the bit size divided by 8.  This insulates the
381          programmer from the underlying byte size.  */
382       kind = bitsize / 8;
383
384       if (kind == 4)
385         saw_i4 = true;
386       if (kind == 8)
387         saw_i8 = true;
388
389       gfc_integer_kinds[i_index].kind = kind;
390       gfc_integer_kinds[i_index].radix = 2;
391       gfc_integer_kinds[i_index].digits = bitsize - 1;
392       gfc_integer_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
393
394       gfc_logical_kinds[i_index].kind = kind;
395       gfc_logical_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
396
397       i_index += 1;
398     }
399
400   /* Set the kind used to match GFC_INT_IO in libgfortran.  This is 
401      used for large file access.  */
402
403   if (saw_i8)
404     gfc_intio_kind = 8;
405   else
406     gfc_intio_kind = 4;
407
408   /* If we do not at least have kind = 4, everything is pointless.  */  
409   gcc_assert(saw_i4);  
410
411   /* Set the maximum integer kind.  Used with at least BOZ constants.  */
412   gfc_max_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
413
414   for (r_index = 0, mode = MIN_MODE_FLOAT; mode <= MAX_MODE_FLOAT; mode++)
415     {
416       const struct real_format *fmt =
417         REAL_MODE_FORMAT ((enum machine_mode) mode);
418       int kind;
419
420       if (fmt == NULL)
421         continue;
422       if (!targetm.scalar_mode_supported_p ((enum machine_mode) mode))
423         continue;
424
425       /* Only let float, double, long double and __float128 go through.
426          Runtime support for others is not provided, so they would be
427          useless.  */
428         if (mode != TYPE_MODE (float_type_node)
429             && (mode != TYPE_MODE (double_type_node))
430             && (mode != TYPE_MODE (long_double_type_node))
431 #if defined(LIBGCC2_HAS_TF_MODE) && defined(ENABLE_LIBQUADMATH_SUPPORT)
432             && (mode != TFmode)
433 #endif
434            )
435         continue;
436
437       /* Let the kind equal the precision divided by 8, rounding up.  Again,
438          this insulates the programmer from the underlying byte size.
439
440          Also, it effectively deals with IEEE extended formats.  There, the
441          total size of the type may equal 16, but it's got 6 bytes of padding
442          and the increased size can get in the way of a real IEEE quad format
443          which may also be supported by the target.
444
445          We round up so as to handle IA-64 __floatreg (RFmode), which is an
446          82 bit type.  Not to be confused with __float80 (XFmode), which is
447          an 80 bit type also supported by IA-64.  So XFmode should come out
448          to be kind=10, and RFmode should come out to be kind=11.  Egads.  */
449
450       kind = (GET_MODE_PRECISION (mode) + 7) / 8;
451
452       if (kind == 4)
453         saw_r4 = true;
454       if (kind == 8)
455         saw_r8 = true;
456       if (kind == 16)
457         saw_r16 = true;
458
459       /* Careful we don't stumble a weird internal mode.  */
460       gcc_assert (r_index <= 0 || gfc_real_kinds[r_index-1].kind != kind);
461       /* Or have too many modes for the allocated space.  */
462       gcc_assert (r_index != MAX_REAL_KINDS);
463
464       gfc_real_kinds[r_index].kind = kind;
465       gfc_real_kinds[r_index].radix = fmt->b;
466       gfc_real_kinds[r_index].digits = fmt->p;
467       gfc_real_kinds[r_index].min_exponent = fmt->emin;
468       gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax;
469       if (fmt->pnan < fmt->p)
470         /* This is an IBM extended double format (or the MIPS variant)
471            made up of two IEEE doubles.  The value of the long double is
472            the sum of the values of the two parts.  The most significant
473            part is required to be the value of the long double rounded
474            to the nearest double.  If we use emax of 1024 then we can't
475            represent huge(x) = (1 - b**(-p)) * b**(emax-1) * b, because
476            rounding will make the most significant part overflow.  */
477         gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax - 1;
478       gfc_real_kinds[r_index].mode_precision = GET_MODE_PRECISION (mode);
479       r_index += 1;
480     }
481
482   /* Choose the default integer kind.  We choose 4 unless the user
483      directs us otherwise.  */
484   if (gfc_option.flag_default_integer)
485     {
486       if (!saw_i8)
487         fatal_error ("integer kind=8 not available for -fdefault-integer-8 option");
488       gfc_default_integer_kind = 8;
489
490       /* Even if the user specified that the default integer kind be 8,
491          the numeric storage size isn't 64.  In this case, a warning will
492          be issued when NUMERIC_STORAGE_SIZE is used.  */
493       gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
494     }
495   else if (saw_i4)
496     {
497       gfc_default_integer_kind = 4;
498       gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
499     }
500   else
501     {
502       gfc_default_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
503       gfc_numeric_storage_size = gfc_integer_kinds[i_index - 1].bit_size;
504     }
505
506   /* Choose the default real kind.  Again, we choose 4 when possible.  */
507   if (gfc_option.flag_default_real)
508     {
509       if (!saw_r8)
510         fatal_error ("real kind=8 not available for -fdefault-real-8 option");
511       gfc_default_real_kind = 8;
512     }
513   else if (saw_r4)
514     gfc_default_real_kind = 4;
515   else
516     gfc_default_real_kind = gfc_real_kinds[0].kind;
517
518   /* Choose the default double kind.  If -fdefault-real and -fdefault-double 
519      are specified, we use kind=8, if it's available.  If -fdefault-real is
520      specified without -fdefault-double, we use kind=16, if it's available.
521      Otherwise we do not change anything.  */
522   if (gfc_option.flag_default_double && !gfc_option.flag_default_real)
523     fatal_error ("Use of -fdefault-double-8 requires -fdefault-real-8");
524
525   if (gfc_option.flag_default_real && gfc_option.flag_default_double && saw_r8)
526     gfc_default_double_kind = 8;
527   else if (gfc_option.flag_default_real && saw_r16)
528     gfc_default_double_kind = 16;
529   else if (saw_r4 && saw_r8)
530     gfc_default_double_kind = 8;
531   else
532     {
533       /* F95 14.6.3.1: A nonpointer scalar object of type double precision
534          real ... occupies two contiguous numeric storage units.
535
536          Therefore we must be supplied a kind twice as large as we chose
537          for single precision.  There are loopholes, in that double
538          precision must *occupy* two storage units, though it doesn't have
539          to *use* two storage units.  Which means that you can make this
540          kind artificially wide by padding it.  But at present there are
541          no GCC targets for which a two-word type does not exist, so we
542          just let gfc_validate_kind abort and tell us if something breaks.  */
543
544       gfc_default_double_kind
545         = gfc_validate_kind (BT_REAL, gfc_default_real_kind * 2, false);
546     }
547
548   /* The default logical kind is constrained to be the same as the
549      default integer kind.  Similarly with complex and real.  */
550   gfc_default_logical_kind = gfc_default_integer_kind;
551   gfc_default_complex_kind = gfc_default_real_kind;
552
553   /* We only have two character kinds: ASCII and UCS-4.
554      ASCII corresponds to a 8-bit integer type, if one is available.
555      UCS-4 corresponds to a 32-bit integer type, if one is available. */
556   i_index = 0;
557   if ((kind = get_int_kind_from_width (8)) > 0)
558     {
559       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
560       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 8;
561       gfc_character_kinds[i_index].name = "ascii";
562       i_index++;
563     }
564   if ((kind = get_int_kind_from_width (32)) > 0)
565     {
566       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
567       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 32;
568       gfc_character_kinds[i_index].name = "iso_10646";
569       i_index++;
570     }
571
572   /* Choose the smallest integer kind for our default character.  */
573   gfc_default_character_kind = gfc_character_kinds[0].kind;
574   gfc_character_storage_size = gfc_default_character_kind * 8;
575
576   /* Choose the integer kind the same size as "void*" for our index kind.  */
577   gfc_index_integer_kind = POINTER_SIZE / 8;
578   /* Pick a kind the same size as the C "int" type.  */
579   gfc_c_int_kind = INT_TYPE_SIZE / 8;
580
581   /* initialize the C interoperable kinds  */
582   init_c_interop_kinds();
583 }
584
585 /* Make sure that a valid kind is present.  Returns an index into the
586    associated kinds array, -1 if the kind is not present.  */
587
588 static int
589 validate_integer (int kind)
590 {
591   int i;
592
593   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
594     if (gfc_integer_kinds[i].kind == kind)
595       return i;
596
597   return -1;
598 }
599
600 static int
601 validate_real (int kind)
602 {
603   int i;
604
605   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
606     if (gfc_real_kinds[i].kind == kind)
607       return i;
608
609   return -1;
610 }
611
612 static int
613 validate_logical (int kind)
614 {
615   int i;
616
617   for (i = 0; gfc_logical_kinds[i].kind; i++)
618     if (gfc_logical_kinds[i].kind == kind)
619       return i;
620
621   return -1;
622 }
623
624 static int
625 validate_character (int kind)
626 {
627   int i;
628
629   for (i = 0; gfc_character_kinds[i].kind; i++)
630     if (gfc_character_kinds[i].kind == kind)
631       return i;
632
633   return -1;
634 }
635
636 /* Validate a kind given a basic type.  The return value is the same
637    for the child functions, with -1 indicating nonexistence of the
638    type.  If MAY_FAIL is false, then -1 is never returned, and we ICE.  */
639
640 int
641 gfc_validate_kind (bt type, int kind, bool may_fail)
642 {
643   int rc;
644
645   switch (type)
646     {
647     case BT_REAL:               /* Fall through */
648     case BT_COMPLEX:
649       rc = validate_real (kind);
650       break;
651     case BT_INTEGER:
652       rc = validate_integer (kind);
653       break;
654     case BT_LOGICAL:
655       rc = validate_logical (kind);
656       break;
657     case BT_CHARACTER:
658       rc = validate_character (kind);
659       break;
660
661     default:
662       gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad type");
663     }
664
665   if (rc < 0 && !may_fail)
666     gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad kind");
667
668   return rc;
669 }
670
671
672 /* Four subroutines of gfc_init_types.  Create type nodes for the given kind.
673    Reuse common type nodes where possible.  Recognize if the kind matches up
674    with a C type.  This will be used later in determining which routines may
675    be scarfed from libm.  */
676
677 static tree
678 gfc_build_int_type (gfc_integer_info *info)
679 {
680   int mode_precision = info->bit_size;
681
682   if (mode_precision == CHAR_TYPE_SIZE)
683     info->c_char = 1;
684   if (mode_precision == SHORT_TYPE_SIZE)
685     info->c_short = 1;
686   if (mode_precision == INT_TYPE_SIZE)
687     info->c_int = 1;
688   if (mode_precision == LONG_TYPE_SIZE)
689     info->c_long = 1;
690   if (mode_precision == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
691     info->c_long_long = 1;
692
693   if (TYPE_PRECISION (intQI_type_node) == mode_precision)
694     return intQI_type_node;
695   if (TYPE_PRECISION (intHI_type_node) == mode_precision)
696     return intHI_type_node;
697   if (TYPE_PRECISION (intSI_type_node) == mode_precision)
698     return intSI_type_node;
699   if (TYPE_PRECISION (intDI_type_node) == mode_precision)
700     return intDI_type_node;
701   if (TYPE_PRECISION (intTI_type_node) == mode_precision)
702     return intTI_type_node;
703
704   return make_signed_type (mode_precision);
705 }
706
707 tree
708 gfc_build_uint_type (int size)
709 {
710   if (size == CHAR_TYPE_SIZE)
711     return unsigned_char_type_node;
712   if (size == SHORT_TYPE_SIZE)
713     return short_unsigned_type_node;
714   if (size == INT_TYPE_SIZE)
715     return unsigned_type_node;
716   if (size == LONG_TYPE_SIZE)
717     return long_unsigned_type_node;
718   if (size == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
719     return long_long_unsigned_type_node;
720
721   return make_unsigned_type (size);
722 }
723
724
725 static tree
726 gfc_build_real_type (gfc_real_info *info)
727 {
728   int mode_precision = info->mode_precision;
729   tree new_type;
730
731   if (mode_precision == FLOAT_TYPE_SIZE)
732     info->c_float = 1;
733   if (mode_precision == DOUBLE_TYPE_SIZE)
734     info->c_double = 1;
735   if (mode_precision == LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE)
736     info->c_long_double = 1;
737   if (mode_precision != LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE && mode_precision == 128)
738     {
739       info->c_float128 = 1;
740       gfc_real16_is_float128 = true;
741     }
742
743   if (TYPE_PRECISION (float_type_node) == mode_precision)
744     return float_type_node;
745   if (TYPE_PRECISION (double_type_node) == mode_precision)
746     return double_type_node;
747   if (TYPE_PRECISION (long_double_type_node) == mode_precision)
748     return long_double_type_node;
749
750   new_type = make_node (REAL_TYPE);
751   TYPE_PRECISION (new_type) = mode_precision;
752   layout_type (new_type);
753   return new_type;
754 }
755
756 static tree
757 gfc_build_complex_type (tree scalar_type)
758 {
759   tree new_type;
760
761   if (scalar_type == NULL)
762     return NULL;
763   if (scalar_type == float_type_node)
764     return complex_float_type_node;
765   if (scalar_type == double_type_node)
766     return complex_double_type_node;
767   if (scalar_type == long_double_type_node)
768     return complex_long_double_type_node;
769
770   new_type = make_node (COMPLEX_TYPE);
771   TREE_TYPE (new_type) = scalar_type;
772   layout_type (new_type);
773   return new_type;
774 }
775
776 static tree
777 gfc_build_logical_type (gfc_logical_info *info)
778 {
779   int bit_size = info->bit_size;
780   tree new_type;
781
782   if (bit_size == BOOL_TYPE_SIZE)
783     {
784       info->c_bool = 1;
785       return boolean_type_node;
786     }
787
788   new_type = make_unsigned_type (bit_size);
789   TREE_SET_CODE (new_type, BOOLEAN_TYPE);
790   TYPE_MAX_VALUE (new_type) = build_int_cst (new_type, 1);
791   TYPE_PRECISION (new_type) = 1;
792
793   return new_type;
794 }
795
796
797 /* Create the backend type nodes. We map them to their
798    equivalent C type, at least for now.  We also give
799    names to the types here, and we push them in the
800    global binding level context.*/
801
802 void
803 gfc_init_types (void)
804 {
805   char name_buf[18];
806   int index;
807   tree type;
808   unsigned n;
809   unsigned HOST_WIDE_INT hi;
810   unsigned HOST_WIDE_INT lo;
811
812   /* Create and name the types.  */
813 #define PUSH_TYPE(name, node) \
814   pushdecl (build_decl (input_location, \
815                         TYPE_DECL, get_identifier (name), node))
816
817   for (index = 0; gfc_integer_kinds[index].kind != 0; ++index)
818     {
819       type = gfc_build_int_type (&gfc_integer_kinds[index]);
820       /* Ensure integer(kind=1) doesn't have TYPE_STRING_FLAG set.  */
821       if (TYPE_STRING_FLAG (type))
822         type = make_signed_type (gfc_integer_kinds[index].bit_size);
823       gfc_integer_types[index] = type;
824       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "integer(kind=%d)",
825                 gfc_integer_kinds[index].kind);
826       PUSH_TYPE (name_buf, type);
827     }
828
829   for (index = 0; gfc_logical_kinds[index].kind != 0; ++index)
830     {
831       type = gfc_build_logical_type (&gfc_logical_kinds[index]);
832       gfc_logical_types[index] = type;
833       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "logical(kind=%d)",
834                 gfc_logical_kinds[index].kind);
835       PUSH_TYPE (name_buf, type);
836     }
837
838   for (index = 0; gfc_real_kinds[index].kind != 0; index++)
839     {
840       type = gfc_build_real_type (&gfc_real_kinds[index]);
841       gfc_real_types[index] = type;
842       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "real(kind=%d)",
843                 gfc_real_kinds[index].kind);
844       PUSH_TYPE (name_buf, type);
845
846       if (gfc_real_kinds[index].c_float128)
847         float128_type_node = type;
848
849       type = gfc_build_complex_type (type);
850       gfc_complex_types[index] = type;
851       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "complex(kind=%d)",
852                 gfc_real_kinds[index].kind);
853       PUSH_TYPE (name_buf, type);
854
855       if (gfc_real_kinds[index].c_float128)
856         complex_float128_type_node = type;
857     }
858
859   for (index = 0; gfc_character_kinds[index].kind != 0; ++index)
860     {
861       type = gfc_build_uint_type (gfc_character_kinds[index].bit_size);
862       type = build_qualified_type (type, TYPE_UNQUALIFIED);
863       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "character(kind=%d)",
864                 gfc_character_kinds[index].kind);
865       PUSH_TYPE (name_buf, type);
866       gfc_character_types[index] = type;
867       gfc_pcharacter_types[index] = build_pointer_type (type);
868     }
869   gfc_character1_type_node = gfc_character_types[0];
870
871   PUSH_TYPE ("byte", unsigned_char_type_node);
872   PUSH_TYPE ("void", void_type_node);
873
874   /* DBX debugging output gets upset if these aren't set.  */
875   if (!TYPE_NAME (integer_type_node))
876     PUSH_TYPE ("c_integer", integer_type_node);
877   if (!TYPE_NAME (char_type_node))
878     PUSH_TYPE ("c_char", char_type_node);
879
880 #undef PUSH_TYPE
881
882   pvoid_type_node = build_pointer_type (void_type_node);
883   prvoid_type_node = build_qualified_type (pvoid_type_node, TYPE_QUAL_RESTRICT);
884   ppvoid_type_node = build_pointer_type (pvoid_type_node);
885   pchar_type_node = build_pointer_type (gfc_character1_type_node);
886   pfunc_type_node
887     = build_pointer_type (build_function_type_list (void_type_node, NULL_TREE));
888
889   gfc_array_index_type = gfc_get_int_type (gfc_index_integer_kind);
890   /* We cannot use gfc_index_zero_node in definition of gfc_array_range_type,
891      since this function is called before gfc_init_constants.  */
892   gfc_array_range_type
893           = build_range_type (gfc_array_index_type,
894                               build_int_cst (gfc_array_index_type, 0),
895                               NULL_TREE);
896
897   /* The maximum array element size that can be handled is determined
898      by the number of bits available to store this field in the array
899      descriptor.  */
900
901   n = TYPE_PRECISION (gfc_array_index_type) - GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
902   lo = ~ (unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
903   if (n > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
904     hi = lo >> (2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n);
905   else
906     hi = 0, lo >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n;
907   gfc_max_array_element_size
908     = build_int_cst_wide (long_unsigned_type_node, lo, hi);
909
910   boolean_type_node = gfc_get_logical_type (gfc_default_logical_kind);
911   boolean_true_node = build_int_cst (boolean_type_node, 1);
912   boolean_false_node = build_int_cst (boolean_type_node, 0);
913
914   /* ??? Shouldn't this be based on gfc_index_integer_kind or so?  */
915   gfc_charlen_int_kind = 4;
916   gfc_charlen_type_node = gfc_get_int_type (gfc_charlen_int_kind);
917 }
918
919 /* Get the type node for the given type and kind.  */
920
921 tree
922 gfc_get_int_type (int kind)
923 {
924   int index = gfc_validate_kind (BT_INTEGER, kind, true);
925   return index < 0 ? 0 : gfc_integer_types[index];
926 }
927
928 tree
929 gfc_get_real_type (int kind)
930 {
931   int index = gfc_validate_kind (BT_REAL, kind, true);
932   return index < 0 ? 0 : gfc_real_types[index];
933 }
934
935 tree
936 gfc_get_complex_type (int kind)
937 {
938   int index = gfc_validate_kind (BT_COMPLEX, kind, true);
939   return index < 0 ? 0 : gfc_complex_types[index];
940 }
941
942 tree
943 gfc_get_logical_type (int kind)
944 {
945   int index = gfc_validate_kind (BT_LOGICAL, kind, true);
946   return index < 0 ? 0 : gfc_logical_types[index];
947 }
948
949 tree
950 gfc_get_char_type (int kind)
951 {
952   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
953   return index < 0 ? 0 : gfc_character_types[index];
954 }
955
956 tree
957 gfc_get_pchar_type (int kind)
958 {
959   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
960   return index < 0 ? 0 : gfc_pcharacter_types[index];
961 }
962
963 \f
964 /* Create a character type with the given kind and length.  */
965
966 tree
967 gfc_get_character_type_len_for_eltype (tree eltype, tree len)
968 {
969   tree bounds, type;
970
971   bounds = build_range_type (gfc_charlen_type_node, gfc_index_one_node, len);
972   type = build_array_type (eltype, bounds);
973   TYPE_STRING_FLAG (type) = 1;
974
975   return type;
976 }
977
978 tree
979 gfc_get_character_type_len (int kind, tree len)
980 {
981   gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, false);
982   return gfc_get_character_type_len_for_eltype (gfc_get_char_type (kind), len);
983 }
984
985
986 /* Get a type node for a character kind.  */
987
988 tree
989 gfc_get_character_type (int kind, gfc_charlen * cl)
990 {
991   tree len;
992
993   len = (cl == NULL) ? NULL_TREE : cl->backend_decl;
994
995   return gfc_get_character_type_len (kind, len);
996 }
997 \f
998 /* Covert a basic type.  This will be an array for character types.  */
999
1000 tree
1001 gfc_typenode_for_spec (gfc_typespec * spec)
1002 {
1003   tree basetype;
1004
1005   switch (spec->type)
1006     {
1007     case BT_UNKNOWN:
1008       gcc_unreachable ();
1009
1010     case BT_INTEGER:
1011       /* We use INTEGER(c_intptr_t) for C_PTR and C_FUNPTR once the symbol
1012          has been resolved.  This is done so we can convert C_PTR and
1013          C_FUNPTR to simple variables that get translated to (void *).  */
1014       if (spec->f90_type == BT_VOID)
1015         {
1016           if (spec->u.derived
1017               && spec->u.derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
1018             basetype = ptr_type_node;
1019           else
1020             basetype = pfunc_type_node;
1021         }
1022       else
1023         basetype = gfc_get_int_type (spec->kind);
1024       break;
1025
1026     case BT_REAL:
1027       basetype = gfc_get_real_type (spec->kind);
1028       break;
1029
1030     case BT_COMPLEX:
1031       basetype = gfc_get_complex_type (spec->kind);
1032       break;
1033
1034     case BT_LOGICAL:
1035       basetype = gfc_get_logical_type (spec->kind);
1036       break;
1037
1038     case BT_CHARACTER:
1039 #if 0
1040       if (spec->deferred)
1041         basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, NULL);
1042       else
1043 #endif
1044         basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, spec->u.cl);
1045       break;
1046
1047     case BT_DERIVED:
1048     case BT_CLASS:
1049       basetype = gfc_get_derived_type (spec->u.derived);
1050
1051       /* If we're dealing with either C_PTR or C_FUNPTR, we modified the
1052          type and kind to fit a (void *) and the basetype returned was a
1053          ptr_type_node.  We need to pass up this new information to the
1054          symbol that was declared of type C_PTR or C_FUNPTR.  */
1055       if (spec->u.derived->attr.is_iso_c)
1056         {
1057           spec->type = spec->u.derived->ts.type;
1058           spec->kind = spec->u.derived->ts.kind;
1059           spec->f90_type = spec->u.derived->ts.f90_type;
1060         }
1061       break;
1062     case BT_VOID:
1063       /* This is for the second arg to c_f_pointer and c_f_procpointer
1064          of the iso_c_binding module, to accept any ptr type.  */
1065       basetype = ptr_type_node;
1066       if (spec->f90_type == BT_VOID)
1067         {
1068           if (spec->u.derived
1069               && spec->u.derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
1070             basetype = ptr_type_node;
1071           else
1072             basetype = pfunc_type_node;
1073         }
1074        break;
1075     default:
1076       gcc_unreachable ();
1077     }
1078   return basetype;
1079 }
1080 \f
1081 /* Build an INT_CST for constant expressions, otherwise return NULL_TREE.  */
1082
1083 static tree
1084 gfc_conv_array_bound (gfc_expr * expr)
1085 {
1086   /* If expr is an integer constant, return that.  */
1087   if (expr != NULL && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1088     return gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer, gfc_index_integer_kind);
1089
1090   /* Otherwise return NULL.  */
1091   return NULL_TREE;
1092 }
1093 \f
1094 tree
1095 gfc_get_element_type (tree type)
1096 {
1097   tree element;
1098
1099   if (GFC_ARRAY_TYPE_P (type))
1100     {
1101       if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE)
1102         type = TREE_TYPE (type);
1103       gcc_assert (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE);
1104       element = TREE_TYPE (type);
1105     }
1106   else
1107     {
1108       gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type));
1109       element = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
1110
1111       gcc_assert (TREE_CODE (element) == POINTER_TYPE);
1112       element = TREE_TYPE (element);
1113
1114       gcc_assert (TREE_CODE (element) == ARRAY_TYPE);
1115       element = TREE_TYPE (element);
1116     }
1117
1118   return element;
1119 }
1120 \f
1121 /* Build an array.  This function is called from gfc_sym_type().
1122    Actually returns array descriptor type.
1123
1124    Format of array descriptors is as follows:
1125
1126     struct gfc_array_descriptor
1127     {
1128       array *data
1129       index offset;
1130       index dtype;
1131       struct descriptor_dimension dimension[N_DIM];
1132     }
1133
1134     struct descriptor_dimension
1135     {
1136       index stride;
1137       index lbound;
1138       index ubound;
1139     }
1140
1141    Translation code should use gfc_conv_descriptor_* rather than
1142    accessing the descriptor directly.  Any changes to the array
1143    descriptor type will require changes in gfc_conv_descriptor_* and
1144    gfc_build_array_initializer.
1145
1146    This is represented internally as a RECORD_TYPE. The index nodes
1147    are gfc_array_index_type and the data node is a pointer to the
1148    data.  See below for the handling of character types.
1149
1150    The dtype member is formatted as follows:
1151     rank = dtype & GFC_DTYPE_RANK_MASK // 3 bits
1152     type = (dtype & GFC_DTYPE_TYPE_MASK) >> GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT // 3 bits
1153     size = dtype >> GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT
1154
1155    I originally used nested ARRAY_TYPE nodes to represent arrays, but
1156    this generated poor code for assumed/deferred size arrays.  These
1157    require use of PLACEHOLDER_EXPR/WITH_RECORD_EXPR, which isn't part
1158    of the GENERIC grammar.  Also, there is no way to explicitly set
1159    the array stride, so all data must be packed(1).  I've tried to
1160    mark all the functions which would require modification with a GCC
1161    ARRAYS comment.
1162
1163    The data component points to the first element in the array.  The
1164    offset field is the position of the origin of the array (i.e. element
1165    (0, 0 ...)).  This may be outside the bounds of the array.
1166
1167    An element is accessed by
1168     data[offset + index0*stride0 + index1*stride1 + index2*stride2]
1169    This gives good performance as the computation does not involve the
1170    bounds of the array.  For packed arrays, this is optimized further
1171    by substituting the known strides.
1172
1173    This system has one problem: all array bounds must be within 2^31
1174    elements of the origin (2^63 on 64-bit machines).  For example
1175     integer, dimension (80000:90000, 80000:90000, 2) :: array
1176    may not work properly on 32-bit machines because 80000*80000 >
1177    2^31, so the calculation for stride2 would overflow.  This may
1178    still work, but I haven't checked, and it relies on the overflow
1179    doing the right thing.
1180
1181    The way to fix this problem is to access elements as follows:
1182     data[(index0-lbound0)*stride0 + (index1-lbound1)*stride1]
1183    Obviously this is much slower.  I will make this a compile time
1184    option, something like -fsmall-array-offsets.  Mixing code compiled
1185    with and without this switch will work.
1186
1187    (1) This can be worked around by modifying the upper bound of the
1188    previous dimension.  This requires extra fields in the descriptor
1189    (both real_ubound and fake_ubound).  */
1190
1191
1192 /* Returns true if the array sym does not require a descriptor.  */
1193
1194 int
1195 gfc_is_nodesc_array (gfc_symbol * sym)
1196 {
1197   gcc_assert (sym->attr.dimension || sym->attr.codimension);
1198
1199   /* We only want local arrays.  */
1200   if (sym->attr.pointer || sym->attr.allocatable)
1201     return 0;
1202
1203   /* We want a descriptor for associate-name arrays that do not have an
1204      explicitely known shape already.  */
1205   if (sym->assoc && sym->as->type != AS_EXPLICIT)
1206     return 0;
1207
1208   if (sym->attr.dummy)
1209     return sym->as->type != AS_ASSUMED_SHAPE;
1210
1211   if (sym->attr.result || sym->attr.function)
1212     return 0;
1213
1214   gcc_assert (sym->as->type == AS_EXPLICIT || sym->as->cp_was_assumed);
1215
1216   return 1;
1217 }
1218
1219
1220 /* Create an array descriptor type.  */
1221
1222 static tree
1223 gfc_build_array_type (tree type, gfc_array_spec * as,
1224                       enum gfc_array_kind akind, bool restricted,
1225                       bool contiguous)
1226 {
1227   tree lbound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1228   tree ubound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1229   int n;
1230
1231   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1232     {
1233       /* Create expressions for the known bounds of the array.  */
1234       if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE && as->lower[n] == NULL)
1235         lbound[n] = gfc_index_one_node;
1236       else
1237         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
1238       ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
1239     }
1240
1241   for (n = as->rank; n < as->rank + as->corank; n++)
1242     {
1243       if (as->lower[n] == NULL)
1244         lbound[n] = gfc_index_one_node;
1245       else
1246         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
1247
1248       if (n < as->rank + as->corank - 1)
1249         ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
1250     }
1251
1252   if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE)
1253     akind = contiguous ? GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT
1254                        : GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE;
1255   return gfc_get_array_type_bounds (type, as->rank, as->corank, lbound,
1256                                     ubound, 0, akind, restricted);
1257 }
1258 \f
1259 /* Returns the struct descriptor_dimension type.  */
1260
1261 static tree
1262 gfc_get_desc_dim_type (void)
1263 {
1264   tree type;
1265   tree decl, *chain = NULL;
1266
1267   if (gfc_desc_dim_type)
1268     return gfc_desc_dim_type;
1269
1270   /* Build the type node.  */
1271   type = make_node (RECORD_TYPE);
1272
1273   TYPE_NAME (type) = get_identifier ("descriptor_dimension");
1274   TYPE_PACKED (type) = 1;
1275
1276   /* Consists of the stride, lbound and ubound members.  */
1277   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1278                                     get_identifier ("stride"),
1279                                     gfc_array_index_type, &chain);
1280   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1281
1282   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1283                                     get_identifier ("lbound"),
1284                                     gfc_array_index_type, &chain);
1285   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1286
1287   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1288                                     get_identifier ("ubound"),
1289                                     gfc_array_index_type, &chain);
1290   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1291
1292   /* Finish off the type.  */
1293   gfc_finish_type (type);
1294   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
1295
1296   gfc_desc_dim_type = type;
1297   return type;
1298 }
1299
1300
1301 /* Return the DTYPE for an array.  This describes the type and type parameters
1302    of the array.  */
1303 /* TODO: Only call this when the value is actually used, and make all the
1304    unknown cases abort.  */
1305
1306 tree
1307 gfc_get_dtype (tree type)
1308 {
1309   tree size;
1310   int n;
1311   HOST_WIDE_INT i;
1312   tree tmp;
1313   tree dtype;
1314   tree etype;
1315   int rank;
1316
1317   gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type) || GFC_ARRAY_TYPE_P (type));
1318
1319   if (GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type))
1320     return GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type);
1321
1322   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
1323   etype = gfc_get_element_type (type);
1324
1325   switch (TREE_CODE (etype))
1326     {
1327     case INTEGER_TYPE:
1328       n = BT_INTEGER;
1329       break;
1330
1331     case BOOLEAN_TYPE:
1332       n = BT_LOGICAL;
1333       break;
1334
1335     case REAL_TYPE:
1336       n = BT_REAL;
1337       break;
1338
1339     case COMPLEX_TYPE:
1340       n = BT_COMPLEX;
1341       break;
1342
1343     /* We will never have arrays of arrays.  */
1344     case RECORD_TYPE:
1345       n = BT_DERIVED;
1346       break;
1347
1348     case ARRAY_TYPE:
1349       n = BT_CHARACTER;
1350       break;
1351
1352     default:
1353       /* TODO: Don't do dtype for temporary descriptorless arrays.  */
1354       /* We can strange array types for temporary arrays.  */
1355       return gfc_index_zero_node;
1356     }
1357
1358   gcc_assert (rank <= GFC_DTYPE_RANK_MASK);
1359   size = TYPE_SIZE_UNIT (etype);
1360
1361   i = rank | (n << GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT);
1362   if (size && INTEGER_CST_P (size))
1363     {
1364       if (tree_int_cst_lt (gfc_max_array_element_size, size))
1365         internal_error ("Array element size too big");
1366
1367       i += TREE_INT_CST_LOW (size) << GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
1368     }
1369   dtype = build_int_cst (gfc_array_index_type, i);
1370
1371   if (size && !INTEGER_CST_P (size))
1372     {
1373       tmp = build_int_cst (gfc_array_index_type, GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT);
1374       tmp  = fold_build2_loc (input_location, LSHIFT_EXPR,
1375                               gfc_array_index_type,
1376                               fold_convert (gfc_array_index_type, size), tmp);
1377       dtype = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
1378                                tmp, dtype);
1379     }
1380   /* If we don't know the size we leave it as zero.  This should never happen
1381      for anything that is actually used.  */
1382   /* TODO: Check this is actually true, particularly when repacking
1383      assumed size parameters.  */
1384
1385   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = dtype;
1386   return dtype;
1387 }
1388
1389
1390 /* Build an array type for use without a descriptor, packed according
1391    to the value of PACKED.  */
1392
1393 tree
1394 gfc_get_nodesc_array_type (tree etype, gfc_array_spec * as, gfc_packed packed,
1395                            bool restricted)
1396 {
1397   tree range;
1398   tree type;
1399   tree tmp;
1400   int n;
1401   int known_stride;
1402   int known_offset;
1403   mpz_t offset;
1404   mpz_t stride;
1405   mpz_t delta;
1406   gfc_expr *expr;
1407
1408   mpz_init_set_ui (offset, 0);
1409   mpz_init_set_ui (stride, 1);
1410   mpz_init (delta);
1411
1412   /* We don't use build_array_type because this does not include include
1413      lang-specific information (i.e. the bounds of the array) when checking
1414      for duplicates.  */
1415   type = make_node (ARRAY_TYPE);
1416
1417   GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1418   TYPE_LANG_SPECIFIC (type)
1419       = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1420
1421   known_stride = (packed != PACKED_NO);
1422   known_offset = 1;
1423   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1424     {
1425       /* Fill in the stride and bound components of the type.  */
1426       if (known_stride)
1427         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1428       else
1429         tmp = NULL_TREE;
1430       GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (type, n) = tmp;
1431
1432       expr = as->lower[n];
1433       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1434         {
1435           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1436                                       gfc_index_integer_kind);
1437         }
1438       else
1439         {
1440           known_stride = 0;
1441           tmp = NULL_TREE;
1442         }
1443       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1444
1445       if (known_stride)
1446         {
1447           /* Calculate the offset.  */
1448           mpz_mul (delta, stride, as->lower[n]->value.integer);
1449           mpz_sub (offset, offset, delta);
1450         }
1451       else
1452         known_offset = 0;
1453
1454       expr = as->upper[n];
1455       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1456         {
1457           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1458                                   gfc_index_integer_kind);
1459         }
1460       else
1461         {
1462           tmp = NULL_TREE;
1463           known_stride = 0;
1464         }
1465       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1466
1467       if (known_stride)
1468         {
1469           /* Calculate the stride.  */
1470           mpz_sub (delta, as->upper[n]->value.integer,
1471                    as->lower[n]->value.integer);
1472           mpz_add_ui (delta, delta, 1);
1473           mpz_mul (stride, stride, delta);
1474         }
1475
1476       /* Only the first stride is known for partial packed arrays.  */
1477       if (packed == PACKED_NO || packed == PACKED_PARTIAL)
1478         known_stride = 0;
1479     }
1480   for (n = as->rank; n < as->rank + as->corank; n++)
1481     {
1482       expr = as->lower[n];
1483       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1484         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1485                                     gfc_index_integer_kind);
1486       else
1487         tmp = NULL_TREE;
1488       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1489
1490       expr = as->upper[n];
1491       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1492         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1493                                     gfc_index_integer_kind);
1494       else
1495         tmp = NULL_TREE;
1496       if (n < as->rank + as->corank - 1)
1497       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1498     }
1499
1500   if (known_offset)
1501     {
1502       GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) =
1503         gfc_conv_mpz_to_tree (offset, gfc_index_integer_kind);
1504     }
1505   else
1506     GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) = NULL_TREE;
1507
1508   if (known_stride)
1509     {
1510       GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) =
1511         gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1512     }
1513   else
1514     GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) = NULL_TREE;
1515
1516   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type) = as->rank;
1517   GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (type) = as->corank;
1518   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = NULL_TREE;
1519   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1520                             NULL_TREE);
1521   /* TODO: use main type if it is unbounded.  */
1522   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1523     build_pointer_type (build_array_type (etype, range));
1524   if (restricted)
1525     GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1526       build_qualified_type (GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type),
1527                             TYPE_QUAL_RESTRICT);
1528
1529   if (known_stride)
1530     {
1531       mpz_sub_ui (stride, stride, 1);
1532       range = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1533     }
1534   else
1535     range = NULL_TREE;
1536
1537   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node, range);
1538   TYPE_DOMAIN (type) = range;
1539
1540   build_pointer_type (etype);
1541   TREE_TYPE (type) = etype;
1542
1543   layout_type (type);
1544
1545   mpz_clear (offset);
1546   mpz_clear (stride);
1547   mpz_clear (delta);
1548
1549   /* Represent packed arrays as multi-dimensional if they have rank >
1550      1 and with proper bounds, instead of flat arrays.  This makes for
1551      better debug info.  */
1552   if (known_offset)
1553     {
1554       tree gtype = etype, rtype, type_decl;
1555
1556       for (n = as->rank - 1; n >= 0; n--)
1557         {
1558           rtype = build_range_type (gfc_array_index_type,
1559                                     GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n),
1560                                     GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n));
1561           gtype = build_array_type (gtype, rtype);
1562         }
1563       TYPE_NAME (type) = type_decl = build_decl (input_location,
1564                                                  TYPE_DECL, NULL, gtype);
1565       DECL_ORIGINAL_TYPE (type_decl) = gtype;
1566     }
1567
1568   if (packed != PACKED_STATIC || !known_stride)
1569     {
1570       /* For dummy arrays and automatic (heap allocated) arrays we
1571          want a pointer to the array.  */
1572       type = build_pointer_type (type);
1573       if (restricted)
1574         type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1575       GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1576       TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = TYPE_LANG_SPECIFIC (TREE_TYPE (type));
1577     }
1578   return type;
1579 }
1580
1581 /* Return or create the base type for an array descriptor.  */
1582
1583 static tree
1584 gfc_get_array_descriptor_base (int dimen, int codimen, bool restricted)
1585 {
1586   tree fat_type, decl, arraytype, *chain = NULL;
1587   char name[16 + 2*GFC_RANK_DIGITS + 1 + 1];
1588   int idx = 2 * (codimen + dimen - 1) + restricted;
1589
1590   gcc_assert (codimen + dimen >= 1 && codimen + dimen <= GFC_MAX_DIMENSIONS);
1591   if (gfc_array_descriptor_base[idx])
1592     return gfc_array_descriptor_base[idx];
1593
1594   /* Build the type node.  */
1595   fat_type = make_node (RECORD_TYPE);
1596
1597   sprintf (name, "array_descriptor" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT, dimen + codimen);
1598   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1599   TYPE_NAMELESS (fat_type) = 1;
1600
1601   /* Add the data member as the first element of the descriptor.  */
1602   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1603                                     get_identifier ("data"),
1604                                     (restricted
1605                                      ? prvoid_type_node
1606                                      : ptr_type_node), &chain);
1607
1608   /* Add the base component.  */
1609   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1610                                     get_identifier ("offset"),
1611                                     gfc_array_index_type, &chain);
1612   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1613
1614   /* Add the dtype component.  */
1615   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1616                                     get_identifier ("dtype"),
1617                                     gfc_array_index_type, &chain);
1618   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1619
1620   /* Build the array type for the stride and bound components.  */
1621   arraytype =
1622     build_array_type (gfc_get_desc_dim_type (),
1623                       build_range_type (gfc_array_index_type,
1624                                         gfc_index_zero_node,
1625                                         gfc_rank_cst[codimen + dimen - 1]));
1626
1627   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1628                                     get_identifier ("dim"),
1629                                     arraytype, &chain);
1630   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1631
1632   /* Finish off the type.  */
1633   gfc_finish_type (fat_type);
1634   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (fat_type)) = 1;
1635
1636   gfc_array_descriptor_base[idx] = fat_type;
1637   return fat_type;
1638 }
1639
1640 /* Build an array (descriptor) type with given bounds.  */
1641
1642 tree
1643 gfc_get_array_type_bounds (tree etype, int dimen, int codimen, tree * lbound,
1644                            tree * ubound, int packed,
1645                            enum gfc_array_kind akind, bool restricted)
1646 {
1647   char name[8 + 2*GFC_RANK_DIGITS + 1 + GFC_MAX_SYMBOL_LEN];
1648   tree fat_type, base_type, arraytype, lower, upper, stride, tmp, rtype;
1649   const char *type_name;
1650   int n;
1651
1652   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen, codimen, restricted);
1653   fat_type = build_distinct_type_copy (base_type);
1654   /* Make sure that nontarget and target array type have the same canonical
1655      type (and same stub decl for debug info).  */
1656   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen, codimen, false);
1657   TYPE_CANONICAL (fat_type) = base_type;
1658   TYPE_STUB_DECL (fat_type) = TYPE_STUB_DECL (base_type);
1659
1660   tmp = TYPE_NAME (etype);
1661   if (tmp && TREE_CODE (tmp) == TYPE_DECL)
1662     tmp = DECL_NAME (tmp);
1663   if (tmp)
1664     type_name = IDENTIFIER_POINTER (tmp);
1665   else
1666     type_name = "unknown";
1667   sprintf (name, "array" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "_%.*s", dimen + codimen,
1668            GFC_MAX_SYMBOL_LEN, type_name);
1669   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1670   TYPE_NAMELESS (fat_type) = 1;
1671
1672   GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (fat_type) = 1;
1673   TYPE_LANG_SPECIFIC (fat_type)
1674     = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1675
1676   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (fat_type) = dimen;
1677   GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (fat_type) = codimen;
1678   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (fat_type) = NULL_TREE;
1679   GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (fat_type) = akind;
1680
1681   /* Build an array descriptor record type.  */
1682   if (packed != 0)
1683     stride = gfc_index_one_node;
1684   else
1685     stride = NULL_TREE;
1686   for (n = 0; n < dimen; n++)
1687     {
1688       GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (fat_type, n) = stride;
1689
1690       if (lbound)
1691         lower = lbound[n];
1692       else
1693         lower = NULL_TREE;
1694
1695       if (lower != NULL_TREE)
1696         {
1697           if (INTEGER_CST_P (lower))
1698             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (fat_type, n) = lower;
1699           else
1700             lower = NULL_TREE;
1701         }
1702
1703       upper = ubound[n];
1704       if (upper != NULL_TREE)
1705         {
1706           if (INTEGER_CST_P (upper))
1707             GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (fat_type, n) = upper;
1708           else
1709             upper = NULL_TREE;
1710         }
1711
1712       if (upper != NULL_TREE && lower != NULL_TREE && stride != NULL_TREE)
1713         {
1714           tmp = fold_build2_loc (input_location, MINUS_EXPR,
1715                                  gfc_array_index_type, upper, lower);
1716           tmp = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
1717                                  gfc_array_index_type, tmp,
1718                                  gfc_index_one_node);
1719           stride = fold_build2_loc (input_location, MULT_EXPR,
1720                                     gfc_array_index_type, tmp, stride);
1721           /* Check the folding worked.  */
1722           gcc_assert (INTEGER_CST_P (stride));
1723         }
1724       else
1725         stride = NULL_TREE;
1726     }
1727   GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (fat_type) = stride;
1728
1729   /* TODO: known offsets for descriptors.  */
1730   GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (fat_type) = NULL_TREE;
1731
1732   /* We define data as an array with the correct size if possible.
1733      Much better than doing pointer arithmetic.  */
1734   if (stride)
1735     rtype = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1736                               int_const_binop (MINUS_EXPR, stride,
1737                                                integer_one_node));
1738   else
1739     rtype = gfc_array_range_type;
1740   arraytype = build_array_type (etype, rtype);
1741   arraytype = build_pointer_type (arraytype);
1742   if (restricted)
1743     arraytype = build_qualified_type (arraytype, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1744   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (fat_type) = arraytype;
1745
1746   /* This will generate the base declarations we need to emit debug
1747      information for this type.  FIXME: there must be a better way to
1748      avoid divergence between compilations with and without debug
1749      information.  */
1750   {
1751     struct array_descr_info info;
1752     gfc_get_array_descr_info (fat_type, &info);
1753     gfc_get_array_descr_info (build_pointer_type (fat_type), &info);
1754   }
1755
1756   return fat_type;
1757 }
1758 \f
1759 /* Build a pointer type. This function is called from gfc_sym_type().  */
1760
1761 static tree
1762 gfc_build_pointer_type (gfc_symbol * sym, tree type)
1763 {
1764   /* Array pointer types aren't actually pointers.  */
1765   if (sym->attr.dimension)
1766     return type;
1767   else
1768     return build_pointer_type (type);
1769 }
1770
1771 static tree gfc_nonrestricted_type (tree t);
1772 /* Given two record or union type nodes TO and FROM, ensure
1773    that all fields in FROM have a corresponding field in TO,
1774    their type being nonrestrict variants.  This accepts a TO
1775    node that already has a prefix of the fields in FROM.  */
1776 static void
1777 mirror_fields (tree to, tree from)
1778 {
1779   tree fto, ffrom;
1780   tree *chain;
1781
1782   /* Forward to the end of TOs fields.  */
1783   fto = TYPE_FIELDS (to);
1784   ffrom = TYPE_FIELDS (from);
1785   chain = &TYPE_FIELDS (to);
1786   while (fto)
1787     {
1788       gcc_assert (ffrom && DECL_NAME (fto) == DECL_NAME (ffrom));
1789       chain = &DECL_CHAIN (fto);
1790       fto = DECL_CHAIN (fto);
1791       ffrom = DECL_CHAIN (ffrom);
1792     }
1793
1794   /* Now add all fields remaining in FROM (starting with ffrom).  */
1795   for (; ffrom; ffrom = DECL_CHAIN (ffrom))
1796     {
1797       tree newfield = copy_node (ffrom);
1798       DECL_CONTEXT (newfield) = to;
1799       /* The store to DECL_CHAIN might seem redundant with the
1800          stores to *chain, but not clearing it here would mean
1801          leaving a chain into the old fields.  If ever
1802          our called functions would look at them confusion
1803          will arise.  */
1804       DECL_CHAIN (newfield) = NULL_TREE;
1805       *chain = newfield;
1806       chain = &DECL_CHAIN (newfield);
1807
1808       if (TREE_CODE (ffrom) == FIELD_DECL)
1809         {
1810           tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (ffrom));
1811           TREE_TYPE (newfield) = elemtype;
1812         }
1813     }
1814   *chain = NULL_TREE;
1815 }
1816
1817 /* Given a type T, returns a different type of the same structure,
1818    except that all types it refers to (recursively) are always
1819    non-restrict qualified types.  */
1820 static tree
1821 gfc_nonrestricted_type (tree t)
1822 {
1823   tree ret = t;
1824
1825   /* If the type isn't layed out yet, don't copy it.  If something
1826      needs it for real it should wait until the type got finished.  */
1827   if (!TYPE_SIZE (t))
1828     return t;
1829
1830   if (!TYPE_LANG_SPECIFIC (t))
1831     TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
1832       = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1833   /* If we're dealing with this very node already further up
1834      the call chain (recursion via pointers and struct members)
1835      we haven't yet determined if we really need a new type node.
1836      Assume we don't, return T itself.  */
1837   if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type == error_mark_node)
1838     return t;
1839
1840   /* If we have calculated this all already, just return it.  */
1841   if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type)
1842     return TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type;
1843
1844   /* Mark this type.  */
1845   TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = error_mark_node;
1846
1847   switch (TREE_CODE (t))
1848     {
1849       default:
1850         break;
1851
1852       case POINTER_TYPE:
1853       case REFERENCE_TYPE:
1854         {
1855           tree totype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (t));
1856           if (totype == TREE_TYPE (t))
1857             ret = t;
1858           else if (TREE_CODE (t) == POINTER_TYPE)
1859             ret = build_pointer_type (totype);
1860           else
1861             ret = build_reference_type (totype);
1862           ret = build_qualified_type (ret,
1863                                       TYPE_QUALS (t) & ~TYPE_QUAL_RESTRICT);
1864         }
1865         break;
1866
1867       case ARRAY_TYPE:
1868         {
1869           tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (t));
1870           if (elemtype == TREE_TYPE (t))
1871             ret = t;
1872           else
1873             {
1874               ret = build_variant_type_copy (t);
1875               TREE_TYPE (ret) = elemtype;
1876               if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
1877                   && GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t))
1878                 {
1879                   tree dataptr_type = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t);
1880                   dataptr_type = gfc_nonrestricted_type (dataptr_type);
1881                   if (dataptr_type != GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t))
1882                     {
1883                       TYPE_LANG_SPECIFIC (ret)
1884                         = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct
1885                                                                lang_type));
1886                       *TYPE_LANG_SPECIFIC (ret) = *TYPE_LANG_SPECIFIC (t);
1887                       GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (ret) = dataptr_type;
1888                     }
1889                 }
1890             }
1891         }
1892         break;
1893
1894       case RECORD_TYPE:
1895       case UNION_TYPE:
1896       case QUAL_UNION_TYPE:
1897         {
1898           tree field;
1899           /* First determine if we need a new type at all.
1900              Careful, the two calls to gfc_nonrestricted_type per field
1901              might return different values.  That happens exactly when
1902              one of the fields reaches back to this very record type
1903              (via pointers).  The first calls will assume that we don't
1904              need to copy T (see the error_mark_node marking).  If there
1905              are any reasons for copying T apart from having to copy T,
1906              we'll indeed copy it, and the second calls to
1907              gfc_nonrestricted_type will use that new node if they
1908              reach back to T.  */
1909           for (field = TYPE_FIELDS (t); field; field = DECL_CHAIN (field))
1910             if (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL)
1911               {
1912                 tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (field));
1913                 if (elemtype != TREE_TYPE (field))
1914                   break;
1915               }
1916           if (!field)
1917             break;
1918           ret = build_variant_type_copy (t);
1919           TYPE_FIELDS (ret) = NULL_TREE;
1920
1921           /* Here we make sure that as soon as we know we have to copy
1922              T, that also fields reaching back to us will use the new
1923              copy.  It's okay if that copy still contains the old fields,
1924              we won't look at them.  */
1925           TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = ret;
1926           mirror_fields (ret, t);
1927         }
1928         break;
1929     }
1930
1931   TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = ret;
1932   return ret;
1933 }
1934
1935 \f
1936 /* Return the type for a symbol.  Special handling is required for character
1937    types to get the correct level of indirection.
1938    For functions return the return type.
1939    For subroutines return void_type_node.
1940    Calling this multiple times for the same symbol should be avoided,
1941    especially for character and array types.  */
1942
1943 tree
1944 gfc_sym_type (gfc_symbol * sym)
1945 {
1946   tree type;
1947   int byref;
1948   bool restricted;
1949
1950   /* Procedure Pointers inside COMMON blocks.  */
1951   if (sym->attr.proc_pointer && sym->attr.in_common)
1952     {
1953       /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type calls gfc_sym_type.  */
1954       sym->attr.proc_pointer = 0;
1955       type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym));
1956       sym->attr.proc_pointer = 1;
1957       return type;
1958     }
1959
1960   if (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE && !sym->attr.function)
1961     return void_type_node;
1962
1963   /* In the case of a function the fake result variable may have a
1964      type different from the function type, so don't return early in
1965      that case.  */
1966   if (sym->backend_decl && !sym->attr.function)
1967     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
1968
1969   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
1970       && ((sym->attr.function && sym->attr.is_bind_c)
1971           || (sym->attr.result
1972               && sym->ns->proc_name
1973               && sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c)))
1974     type = gfc_character1_type_node;
1975   else
1976     type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
1977
1978   if (sym->attr.dummy && !sym->attr.function && !sym->attr.value)
1979     byref = 1;
1980   else
1981     byref = 0;
1982
1983   restricted = !sym->attr.target && !sym->attr.pointer
1984                && !sym->attr.proc_pointer && !sym->attr.cray_pointee;
1985   if (!restricted)
1986     type = gfc_nonrestricted_type (type);
1987
1988   if (sym->attr.dimension || sym->attr.codimension)
1989     {
1990       if (gfc_is_nodesc_array (sym))
1991         {
1992           /* If this is a character argument of unknown length, just use the
1993              base type.  */
1994           if (sym->ts.type != BT_CHARACTER
1995               || !(sym->attr.dummy || sym->attr.function)
1996               || sym->ts.u.cl->backend_decl)
1997             {
1998               type = gfc_get_nodesc_array_type (type, sym->as,
1999                                                 byref ? PACKED_FULL
2000                                                       : PACKED_STATIC,
2001                                                 restricted);
2002               byref = 0;
2003             }
2004
2005           if (sym->attr.cray_pointee)
2006             GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
2007         }
2008       else
2009         {
2010           enum gfc_array_kind akind = GFC_ARRAY_UNKNOWN;
2011           if (sym->attr.pointer)
2012             akind = sym->attr.contiguous ? GFC_ARRAY_POINTER_CONT
2013                                          : GFC_ARRAY_POINTER;
2014           else if (sym->attr.allocatable)
2015             akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
2016           type = gfc_build_array_type (type, sym->as, akind, restricted,
2017                                        sym->attr.contiguous);
2018         }
2019     }
2020   else
2021     {
2022       if (sym->attr.allocatable || sym->attr.pointer
2023           || gfc_is_associate_pointer (sym))
2024         type = gfc_build_pointer_type (sym, type);
2025       if (sym->attr.pointer || sym->attr.cray_pointee)
2026         GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
2027     }
2028
2029   /* We currently pass all parameters by reference.
2030      See f95_get_function_decl.  For dummy function parameters return the
2031      function type.  */
2032   if (byref)
2033     {
2034       /* We must use pointer types for potentially absent variables.  The
2035          optimizers assume a reference type argument is never NULL.  */
2036       if (sym->attr.optional || sym->ns->proc_name->attr.entry_master)
2037         type = build_pointer_type (type);
2038       else
2039         {
2040           type = build_reference_type (type);
2041           if (restricted)
2042             type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
2043         }
2044     }
2045
2046   return (type);
2047 }
2048 \f
2049 /* Layout and output debug info for a record type.  */
2050
2051 void
2052 gfc_finish_type (tree type)
2053 {
2054   tree decl;
2055
2056   decl = build_decl (input_location,
2057                      TYPE_DECL, NULL_TREE, type);
2058   TYPE_STUB_DECL (type) = decl;
2059   layout_type (type);
2060   rest_of_type_compilation (type, 1);
2061   rest_of_decl_compilation (decl, 1, 0);
2062 }
2063 \f
2064 /* Add a field of given NAME and TYPE to the context of a UNION_TYPE
2065    or RECORD_TYPE pointed to by CONTEXT.  The new field is chained
2066    to the end of the field list pointed to by *CHAIN.
2067
2068    Returns a pointer to the new field.  */
2069
2070 static tree
2071 gfc_add_field_to_struct_1 (tree context, tree name, tree type, tree **chain)
2072 {
2073   tree decl = build_decl (input_location, FIELD_DECL, name, type);
2074
2075   DECL_CONTEXT (decl) = context;
2076   DECL_CHAIN (decl) = NULL_TREE;
2077   if (TYPE_FIELDS (context) == NULL_TREE)
2078     TYPE_FIELDS (context) = decl;
2079   if (chain != NULL)
2080     {
2081       if (*chain != NULL)
2082         **chain = decl;
2083       *chain = &DECL_CHAIN (decl);
2084     }
2085
2086   return decl;
2087 }
2088
2089 /* Like `gfc_add_field_to_struct_1', but adds alignment
2090    information.  */
2091
2092 tree
2093 gfc_add_field_to_struct (tree context, tree name, tree type, tree **chain)
2094 {
2095   tree decl = gfc_add_field_to_struct_1 (context, name, type, chain);
2096
2097   DECL_INITIAL (decl) = 0;
2098   DECL_ALIGN (decl) = 0;
2099   DECL_USER_ALIGN (decl) = 0;
2100
2101   return decl;
2102 }
2103
2104
2105 /* Copy the backend_decl and component backend_decls if
2106    the two derived type symbols are "equal", as described
2107    in 4.4.2 and resolved by gfc_compare_derived_types.  */
2108
2109 int
2110 gfc_copy_dt_decls_ifequal (gfc_symbol *from, gfc_symbol *to,
2111                            bool from_gsym)
2112 {
2113   gfc_component *to_cm;
2114   gfc_component *from_cm;
2115
2116   if (from->backend_decl == NULL
2117         || !gfc_compare_derived_types (from, to))
2118     return 0;
2119
2120   to->backend_decl = from->backend_decl;
2121
2122   to_cm = to->components;
2123   from_cm = from->components;
2124
2125   /* Copy the component declarations.  If a component is itself
2126      a derived type, we need a copy of its component declarations.
2127      This is done by recursing into gfc_get_derived_type and
2128      ensures that the component's component declarations have
2129      been built.  If it is a character, we need the character 
2130      length, as well.  */
2131   for (; to_cm; to_cm = to_cm->next, from_cm = from_cm->next)
2132     {
2133       to_cm->backend_decl = from_cm->backend_decl;
2134       if (from_cm->ts.type == BT_DERIVED
2135           && (!from_cm->attr.pointer || from_gsym))
2136         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.u.derived);
2137       else if (from_cm->ts.type == BT_CLASS
2138                && (!CLASS_DATA (from_cm)->attr.class_pointer || from_gsym))
2139         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.u.derived);
2140       else if (from_cm->ts.type == BT_CHARACTER)
2141         to_cm->ts.u.cl->backend_decl = from_cm->ts.u.cl->backend_decl;
2142     }
2143
2144   return 1;
2145 }
2146
2147
2148 /* Build a tree node for a procedure pointer component.  */
2149
2150 tree
2151 gfc_get_ppc_type (gfc_component* c)
2152 {
2153   tree t;
2154
2155   /* Explicit interface.  */
2156   if (c->attr.if_source != IFSRC_UNKNOWN && c->ts.interface)
2157     return build_pointer_type (gfc_get_function_type (c->ts.interface));
2158
2159   /* Implicit interface (only return value may be known).  */
2160   if (c->attr.function && !c->attr.dimension && c->ts.type != BT_CHARACTER)
2161     t = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
2162   else
2163     t = void_type_node;
2164
2165   return build_pointer_type (build_function_type_list (t, NULL_TREE));
2166 }
2167
2168
2169 /* Build a tree node for a derived type.  If there are equal
2170    derived types, with different local names, these are built
2171    at the same time.  If an equal derived type has been built
2172    in a parent namespace, this is used.  */
2173
2174 tree
2175 gfc_get_derived_type (gfc_symbol * derived)
2176 {
2177   tree typenode = NULL, field = NULL, field_type = NULL;
2178   tree canonical = NULL_TREE;
2179   tree *chain = NULL;
2180   bool got_canonical = false;
2181   gfc_component *c;
2182   gfc_dt_list *dt;
2183   gfc_namespace *ns;
2184
2185   gcc_assert (derived && derived->attr.flavor == FL_DERIVED);
2186
2187   /* See if it's one of the iso_c_binding derived types.  */
2188   if (derived->attr.is_iso_c == 1)
2189     {
2190       if (derived->backend_decl)
2191         return derived->backend_decl;
2192
2193       if (derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
2194         derived->backend_decl = ptr_type_node;
2195       else
2196         derived->backend_decl = pfunc_type_node;
2197
2198       derived->ts.kind = gfc_index_integer_kind;
2199       derived->ts.type = BT_INTEGER;
2200       /* Set the f90_type to BT_VOID as a way to recognize something of type
2201          BT_INTEGER that needs to fit a void * for the purpose of the
2202          iso_c_binding derived types.  */
2203       derived->ts.f90_type = BT_VOID;
2204       
2205       return derived->backend_decl;
2206     }
2207
2208   /* If use associated, use the module type for this one.  */
2209   if (gfc_option.flag_whole_file
2210         && derived->backend_decl == NULL
2211         && derived->attr.use_assoc
2212         && derived->module
2213         && gfc_get_module_backend_decl (derived))
2214     goto copy_derived_types;
2215
2216   /* If a whole file compilation, the derived types from an earlier
2217      namespace can be used as the canonical type.  */
2218   if (gfc_option.flag_whole_file
2219         && derived->backend_decl == NULL
2220         && !derived->attr.use_assoc
2221         && gfc_global_ns_list)
2222     {
2223       for (ns = gfc_global_ns_list;
2224            ns->translated && !got_canonical;
2225            ns = ns->sibling)
2226         {
2227           dt = ns->derived_types;
2228           for (; dt && !canonical; dt = dt->next)
2229             {
2230               gfc_copy_dt_decls_ifequal (dt->derived, derived, true);
2231               if (derived->backend_decl)
2232                 got_canonical = true;
2233             }
2234         }
2235     }
2236
2237   /* Store up the canonical type to be added to this one.  */
2238   if (got_canonical)
2239     {
2240       if (TYPE_CANONICAL (derived->backend_decl))
2241         canonical = TYPE_CANONICAL (derived->backend_decl);
2242       else
2243         canonical = derived->backend_decl;
2244
2245       derived->backend_decl = NULL_TREE;
2246     }
2247
2248   /* derived->backend_decl != 0 means we saw it before, but its
2249      components' backend_decl may have not been built.  */
2250   if (derived->backend_decl)
2251     {
2252       /* Its components' backend_decl have been built or we are
2253          seeing recursion through the formal arglist of a procedure
2254          pointer component.  */
2255       if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl)
2256             || derived->attr.proc_pointer_comp)
2257         return derived->backend_decl;
2258       else
2259         typenode = derived->backend_decl;
2260     }
2261   else
2262     {
2263       /* We see this derived type first time, so build the type node.  */
2264       typenode = make_node (RECORD_TYPE);
2265       TYPE_NAME (typenode) = get_identifier (derived->name);
2266       TYPE_PACKED (typenode) = gfc_option.flag_pack_derived;
2267       derived->backend_decl = typenode;
2268     }
2269
2270   /* Go through the derived type components, building them as
2271      necessary. The reason for doing this now is that it is
2272      possible to recurse back to this derived type through a
2273      pointer component (PR24092). If this happens, the fields
2274      will be built and so we can return the type.  */
2275   for (c = derived->components; c; c = c->next)
2276     {
2277       if (c->ts.type != BT_DERIVED && c->ts.type != BT_CLASS)
2278         continue;
2279
2280       if ((!c->attr.pointer && !c->attr.proc_pointer)
2281           || c->ts.u.derived->backend_decl == NULL)
2282         c->ts.u.derived->backend_decl = gfc_get_derived_type (c->ts.u.derived);
2283
2284       if (c->ts.u.derived && c->ts.u.derived->attr.is_iso_c)
2285         {
2286           /* Need to copy the modified ts from the derived type.  The
2287              typespec was modified because C_PTR/C_FUNPTR are translated
2288              into (void *) from derived types.  */
2289           c->ts.type = c->ts.u.derived->ts.type;
2290           c->ts.kind = c->ts.u.derived->ts.kind;
2291           c->ts.f90_type = c->ts.u.derived->ts.f90_type;
2292           if (c->initializer)
2293             {
2294               c->initializer->ts.type = c->ts.type;
2295               c->initializer->ts.kind = c->ts.kind;
2296               c->initializer->ts.f90_type = c->ts.f90_type;
2297               c->initializer->expr_type = EXPR_NULL;
2298             }
2299         }
2300     }
2301
2302   if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl))
2303     return derived->backend_decl;
2304
2305   /* Build the type member list. Install the newly created RECORD_TYPE
2306      node as DECL_CONTEXT of each FIELD_DECL.  */
2307   for (c = derived->components; c; c = c->next)
2308     {
2309       if (c->attr.proc_pointer)
2310         field_type = gfc_get_ppc_type (c);
2311       else if (c->ts.type == BT_DERIVED || c->ts.type == BT_CLASS)
2312         field_type = c->ts.u.derived->backend_decl;
2313       else
2314         {
2315           if (c->ts.type == BT_CHARACTER)
2316             {
2317               /* Evaluate the string length.  */
2318               gfc_conv_const_charlen (c->ts.u.cl);
2319               gcc_assert (c->ts.u.cl->backend_decl);
2320             }
2321
2322           field_type = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
2323         }
2324
2325       /* This returns an array descriptor type.  Initialization may be
2326          required.  */
2327       if (c->attr.dimension && !c->attr.proc_pointer)
2328         {
2329           if (c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
2330             {
2331               enum gfc_array_kind akind;
2332               if (c->attr.pointer)
2333                 akind = c->attr.contiguous ? GFC_ARRAY_POINTER_CONT
2334                                            : GFC_ARRAY_POINTER;
2335               else
2336                 akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
2337               /* Pointers to arrays aren't actually pointer types.  The
2338                  descriptors are separate, but the data is common.  */
2339               field_type = gfc_build_array_type (field_type, c->as, akind,
2340                                                  !c->attr.target
2341                                                  && !c->attr.pointer,
2342                                                  c->attr.contiguous);
2343             }
2344           else
2345             field_type = gfc_get_nodesc_array_type (field_type, c->as,
2346                                                     PACKED_STATIC,
2347                                                     !c->attr.target);
2348         }
2349       else if ((c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
2350                && !c->attr.proc_pointer)
2351         field_type = build_pointer_type (field_type);
2352
2353       /* vtype fields can point to different types to the base type.  */
2354       if (c->ts.type == BT_DERIVED && c->ts.u.derived->attr.vtype)
2355           field_type = build_pointer_type_for_mode (TREE_TYPE (field_type),
2356                                                     ptr_mode, true);
2357
2358       field = gfc_add_field_to_struct (typenode,
2359                                        get_identifier (c->name),
2360                                        field_type, &chain);
2361       if (c->loc.lb)
2362         gfc_set_decl_location (field, &c->loc);
2363       else if (derived->declared_at.lb)
2364         gfc_set_decl_location (field, &derived->declared_at);
2365
2366       DECL_PACKED (field) |= TYPE_PACKED (typenode);
2367
2368       gcc_assert (field);
2369       if (!c->backend_decl)
2370         c->backend_decl = field;
2371     }
2372
2373   /* Now lay out the derived type, including the fields.  */
2374   if (canonical)
2375     TYPE_CANONICAL (typenode) = canonical;
2376
2377   gfc_finish_type (typenode);
2378   gfc_set_decl_location (TYPE_STUB_DECL (typenode), &derived->declared_at);
2379   if (derived->module && derived->ns->proc_name
2380       && derived->ns->proc_name->attr.flavor == FL_MODULE)
2381     {
2382       if (derived->ns->proc_name->backend_decl
2383           && TREE_CODE (derived->ns->proc_name->backend_decl)
2384              == NAMESPACE_DECL)
2385         {
2386           TYPE_CONTEXT (typenode) = derived->ns->proc_name->backend_decl;
2387           DECL_CONTEXT (TYPE_STUB_DECL (typenode))
2388             = derived->ns->proc_name->backend_decl;
2389         }
2390     }
2391
2392   derived->backend_decl = typenode;
2393
2394 copy_derived_types:
2395
2396   for (dt = gfc_derived_types; dt; dt = dt->next)
2397     gfc_copy_dt_decls_ifequal (derived, dt->derived, false);
2398
2399   return derived->backend_decl;
2400 }
2401
2402
2403 int
2404 gfc_return_by_reference (gfc_symbol * sym)
2405 {
2406   if (!sym->attr.function)
2407     return 0;
2408
2409   if (sym->attr.dimension)
2410     return 1;
2411
2412   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
2413       && !sym->attr.is_bind_c
2414       && (!sym->attr.result
2415           || !sym->ns->proc_name
2416           || !sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c))
2417     return 1;
2418
2419   /* Possibly return complex numbers by reference for g77 compatibility.
2420      We don't do this for calls to intrinsics (as the library uses the
2421      -fno-f2c calling convention), nor for calls to functions which always
2422      require an explicit interface, as no compatibility problems can
2423      arise there.  */
2424   if (gfc_option.flag_f2c
2425       && sym->ts.type == BT_COMPLEX
2426       && !sym->attr.intrinsic && !sym->attr.always_explicit)
2427     return 1;
2428
2429   return 0;
2430 }
2431 \f
2432 static tree
2433 gfc_get_mixed_entry_union (gfc_namespace *ns)
2434 {
2435   tree type;
2436   tree *chain = NULL;
2437   char name[GFC_MAX_SYMBOL_LEN + 1];
2438   gfc_entry_list *el, *el2;
2439
2440   gcc_assert (ns->proc_name->attr.mixed_entry_master);
2441   gcc_assert (memcmp (ns->proc_name->name, "master.", 7) == 0);
2442
2443   snprintf (name, GFC_MAX_SYMBOL_LEN, "munion.%s", ns->proc_name->name + 7);
2444
2445   /* Build the type node.  */
2446   type = make_node (UNION_TYPE);
2447
2448   TYPE_NAME (type) = get_identifier (name);
2449
2450   for (el = ns->entries; el; el = el->next)
2451     {
2452       /* Search for duplicates.  */
2453       for (el2 = ns->entries; el2 != el; el2 = el2->next)
2454         if (el2->sym->result == el->sym->result)
2455           break;
2456
2457       if (el == el2)
2458         gfc_add_field_to_struct_1 (type,
2459                                    get_identifier (el->sym->result->name),
2460                                    gfc_sym_type (el->sym->result), &chain);
2461     }
2462
2463   /* Finish off the type.  */
2464   gfc_finish_type (type);
2465   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
2466   return type;
2467 }
2468 \f
2469 /* Create a "fn spec" based on the formal arguments;
2470    cf. create_function_arglist.  */
2471
2472 static tree
2473 create_fn_spec (gfc_symbol *sym, tree fntype)
2474 {
2475   char spec[150];
2476   size_t spec_len;
2477   gfc_formal_arglist *f;
2478   tree tmp;
2479
2480   memset (&spec, 0, sizeof (spec));
2481   spec[0] = '.';
2482   spec_len = 1;
2483
2484   if (sym->attr.entry_master)
2485     spec[spec_len++] = 'R';
2486   if (gfc_return_by_reference (sym))
2487     {
2488       gfc_symbol *result = sym->result ? sym->result : sym;
2489
2490       if (result->attr.pointer || sym->attr.proc_pointer)
2491         spec[spec_len++] = '.';
2492       else
2493         spec[spec_len++] = 'w';
2494       if (sym->ts.type == BT_CHARACTER)
2495         spec[spec_len++] = 'R';
2496     }
2497
2498   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2499     if (spec_len < sizeof (spec))
2500       {
2501         if (!f->sym || f->sym->attr.pointer || f->sym->attr.target
2502             || f->sym->attr.external || f->sym->attr.cray_pointer
2503             || (f->sym->ts.type == BT_DERIVED
2504                 && (f->sym->ts.u.derived->attr.proc_pointer_comp
2505                     || f->sym->ts.u.derived->attr.pointer_comp))
2506             || (f->sym->ts.type == BT_CLASS
2507                 && (CLASS_DATA (f->sym)->ts.u.derived->attr.proc_pointer_comp
2508                     || CLASS_DATA (f->sym)->ts.u.derived->attr.pointer_comp)))
2509           spec[spec_len++] = '.';
2510         else if (f->sym->attr.intent == INTENT_IN)
2511           spec[spec_len++] = 'r';
2512         else if (f->sym)
2513           spec[spec_len++] = 'w';
2514       }
2515
2516   tmp = build_tree_list (NULL_TREE, build_string (spec_len, spec));
2517   tmp = tree_cons (get_identifier ("fn spec"), tmp, TYPE_ATTRIBUTES (fntype));
2518   return build_type_attribute_variant (fntype, tmp);
2519 }
2520
2521
2522 tree
2523 gfc_get_function_type (gfc_symbol * sym)
2524 {
2525   tree type;
2526   VEC(tree,gc) *typelist;
2527   gfc_formal_arglist *f;
2528   gfc_symbol *arg;
2529   int alternate_return;
2530   bool is_varargs = true;
2531
2532   /* Make sure this symbol is a function, a subroutine or the main
2533      program.  */
2534   gcc_assert (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE
2535               || sym->attr.flavor == FL_PROGRAM);
2536
2537   if (sym->backend_decl)
2538     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
2539
2540   alternate_return = 0;
2541   typelist = NULL;
2542
2543   if (sym->attr.entry_master)
2544     /* Additional parameter for selecting an entry point.  */
2545     VEC_safe_push (tree, gc, typelist, gfc_array_index_type);
2546
2547   if (sym->result)
2548     arg = sym->result;
2549   else
2550     arg = sym;
2551
2552   if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2553     gfc_conv_const_charlen (arg->ts.u.cl);
2554
2555   /* Some functions we use an extra parameter for the return value.  */
2556   if (gfc_return_by_reference (sym))
2557     {
2558       type = gfc_sym_type (arg);
2559       if (arg->ts.type == BT_COMPLEX
2560           || arg->attr.dimension
2561           || arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2562         type = build_reference_type (type);
2563
2564       VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2565       if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2566         {
2567           if (!arg->ts.deferred)
2568             /* Transfer by value.  */
2569             VEC_safe_push (tree, gc, typelist, gfc_charlen_type_node);
2570           else
2571             /* Deferred character lengths are transferred by reference
2572                so that the value can be returned.  */
2573             VEC_safe_push (tree, gc, typelist,
2574                            build_pointer_type (gfc_charlen_type_node));
2575         }
2576     }
2577
2578   /* Build the argument types for the function.  */
2579   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2580     {
2581       arg = f->sym;
2582       if (arg)
2583         {
2584           /* Evaluate constant character lengths here so that they can be
2585              included in the type.  */
2586           if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2587             gfc_conv_const_charlen (arg->ts.u.cl);
2588
2589           if (arg->attr.flavor == FL_PROCEDURE)
2590             {
2591               type = gfc_get_function_type (arg);
2592               type = build_pointer_type (type);
2593             }
2594           else
2595             type = gfc_sym_type (arg);
2596
2597           /* Parameter Passing Convention
2598
2599              We currently pass all parameters by reference.
2600              Parameters with INTENT(IN) could be passed by value.
2601              The problem arises if a function is called via an implicit
2602              prototype. In this situation the INTENT is not known.
2603              For this reason all parameters to global functions must be
2604              passed by reference.  Passing by value would potentially
2605              generate bad code.  Worse there would be no way of telling that
2606              this code was bad, except that it would give incorrect results.
2607
2608              Contained procedures could pass by value as these are never
2609              used without an explicit interface, and cannot be passed as
2610              actual parameters for a dummy procedure.  */
2611
2612           VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2613         }
2614       else
2615         {
2616           if (sym->attr.subroutine)
2617             alternate_return = 1;
2618         }
2619     }
2620
2621   /* Add hidden string length parameters.  */
2622   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2623     {
2624       arg = f->sym;
2625       if (arg && arg->ts.type == BT_CHARACTER && !sym->attr.is_bind_c)
2626         {
2627           if (!arg->ts.deferred)
2628             /* Transfer by value.  */
2629             type = gfc_charlen_type_node;
2630           else
2631             /* Deferred character lengths are transferred by reference
2632                so that the value can be returned.  */
2633             type = build_pointer_type (gfc_charlen_type_node);
2634
2635           VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2636         }
2637     }
2638
2639   if (!VEC_empty (tree, typelist)
2640       || sym->attr.is_main_program
2641       || sym->attr.if_source != IFSRC_UNKNOWN)
2642     is_varargs = false;
2643
2644   if (alternate_return)
2645     type = integer_type_node;
2646   else if (!sym->attr.function || gfc_return_by_reference (sym))
2647     type = void_type_node;
2648   else if (sym->attr.mixed_entry_master)
2649     type = gfc_get_mixed_entry_union (sym->ns);
2650   else if (gfc_option.flag_f2c
2651            && sym->ts.type == BT_REAL
2652            && sym->ts.kind == gfc_default_real_kind
2653            && !sym->attr.always_explicit)
2654     {
2655       /* Special case: f2c calling conventions require that (scalar) 
2656          default REAL functions return the C type double instead.  f2c
2657          compatibility is only an issue with functions that don't
2658          require an explicit interface, as only these could be
2659          implemented in Fortran 77.  */
2660       sym->ts.kind = gfc_default_double_kind;
2661       type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
2662       sym->ts.kind = gfc_default_real_kind;
2663     }
2664   else if (sym->result && sym->result->attr.proc_pointer)
2665     /* Procedure pointer return values.  */
2666     {
2667       if (sym->result->attr.result && strcmp (sym->name,"ppr@") != 0)
2668         {
2669           /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type
2670              is called recursively.  */
2671           sym->result->attr.proc_pointer = 0;
2672           type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym->result));
2673           sym->result->attr.proc_pointer = 1;
2674         }
2675       else
2676        type = gfc_sym_type (sym->result);
2677     }
2678   else
2679     type = gfc_sym_type (sym);
2680
2681   if (is_varargs)
2682     type = build_varargs_function_type_vec (type, typelist);
2683   else
2684     type = build_function_type_vec (type, typelist);
2685   type = create_fn_spec (sym, type);
2686
2687   return type;
2688 }
2689 \f
2690 /* Language hooks for middle-end access to type nodes.  */
2691
2692 /* Return an integer type with BITS bits of precision,
2693    that is unsigned if UNSIGNEDP is nonzero, otherwise signed.  */
2694
2695 tree
2696 gfc_type_for_size (unsigned bits, int unsignedp)
2697 {
2698   if (!unsignedp)
2699     {
2700       int i;
2701       for (i = 0; i <= MAX_INT_KINDS; ++i)
2702         {
2703           tree type = gfc_integer_types[i];
2704           if (type && bits == TYPE_PRECISION (type))
2705             return type;
2706         }
2707
2708       /* Handle TImode as a special case because it is used by some backends
2709          (e.g. ARM) even though it is not available for normal use.  */
2710 #if HOST_BITS_PER_WIDE_INT >= 64
2711       if (bits == TYPE_PRECISION (intTI_type_node))
2712         return intTI_type_node;
2713 #endif
2714     }
2715   else
2716     {
2717       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intQI_type_node))
2718         return unsigned_intQI_type_node;
2719       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intHI_type_node))
2720         return unsigned_intHI_type_node;
2721       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intSI_type_node))
2722         return unsigned_intSI_type_node;
2723       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intDI_type_node))
2724         return unsigned_intDI_type_node;
2725       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intTI_type_node))
2726         return unsigned_intTI_type_node;
2727     }
2728
2729   return NULL_TREE;
2730 }
2731
2732 /* Return a data type that has machine mode MODE.  If the mode is an
2733    integer, then UNSIGNEDP selects between signed and unsigned types.  */
2734
2735 tree
2736 gfc_type_for_mode (enum machine_mode mode, int unsignedp)
2737 {
2738   int i;
2739   tree *base;
2740
2741   if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_FLOAT)
2742     base = gfc_real_types;
2743   else if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_COMPLEX_FLOAT)
2744     base = gfc_complex_types;
2745   else if (SCALAR_INT_MODE_P (mode))
2746     return gfc_type_for_size (GET_MODE_PRECISION (mode), unsignedp);
2747   else if (VECTOR_MODE_P (mode))
2748     {
2749       enum machine_mode inner_mode = GET_MODE_INNER (mode);
2750       tree inner_type = gfc_type_for_mode (inner_mode, unsignedp);
2751       if (inner_type != NULL_TREE)
2752         return build_vector_type_for_mode (inner_type, mode);
2753       return NULL_TREE;
2754     }
2755   else
2756     return NULL_TREE;
2757
2758   for (i = 0; i <= MAX_REAL_KINDS; ++i)
2759     {
2760       tree type = base[i];
2761       if (type && mode == TYPE_MODE (type))
2762         return type;
2763     }
2764
2765   return NULL_TREE;
2766 }
2767
2768 /* Return TRUE if TYPE is a type with a hidden descriptor, fill in INFO
2769    in that case.  */
2770
2771 bool
2772 gfc_get_array_descr_info (const_tree type, struct array_descr_info *info)
2773 {
2774   int rank, dim;
2775   bool indirect = false;
2776   tree etype, ptype, field, t, base_decl;
2777   tree data_off, dim_off, dim_size, elem_size;
2778   tree lower_suboff, upper_suboff, stride_suboff;
2779
2780   if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2781     {
2782       if (! POINTER_TYPE_P (type))
2783         return false;
2784       type = TREE_TYPE (type);
2785       if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2786         return false;
2787       indirect = true;
2788     }
2789
2790   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
2791   if (rank >= (int) (sizeof (info->dimen) / sizeof (info->dimen[0])))
2792     return false;
2793
2794   etype = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
2795   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (etype));
2796   etype = TREE_TYPE (etype);
2797   gcc_assert (TREE_CODE (etype) == ARRAY_TYPE);
2798   etype = TREE_TYPE (etype);
2799   /* Can't handle variable sized elements yet.  */
2800   if (int_size_in_bytes (etype) <= 0)
2801     return false;
2802   /* Nor non-constant lower bounds in assumed shape arrays.  */
2803   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE
2804       || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT)
2805     {
2806       for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2807         if (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim) == NULL_TREE
2808             || TREE_CODE (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim)) != INTEGER_CST)
2809           return false;
2810     }
2811
2812   memset (info, '\0', sizeof (*info));
2813   info->ndimensions = rank;
2814   info->element_type = etype;
2815   ptype = build_pointer_type (gfc_array_index_type);
2816   base_decl = GFC_TYPE_ARRAY_BASE_DECL (type, indirect);
2817   if (!base_decl)
2818     {
2819       base_decl = build_decl (input_location, VAR_DECL, NULL_TREE,
2820                               indirect ? build_pointer_type (ptype) : ptype);
2821       GFC_TYPE_ARRAY_BASE_DECL (type, indirect) = base_decl;
2822     }
2823   info->base_decl = base_decl;
2824   if (indirect)
2825     base_decl = build1 (INDIRECT_REF, ptype, base_decl);
2826
2827   if (GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type))
2828     elem_size = GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type);
2829   else
2830     elem_size = fold_convert (gfc_array_index_type, TYPE_SIZE_UNIT (etype));
2831   field = TYPE_FIELDS (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
2832   data_off = byte_position (field);
2833   field = DECL_CHAIN (field);
2834   field = DECL_CHAIN (field);
2835   field = DECL_CHAIN (field);
2836   dim_off = byte_position (field);
2837   dim_size = TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2838   field = TYPE_FIELDS (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2839   stride_suboff = byte_position (field);
2840   field = DECL_CHAIN (field);
2841   lower_suboff = byte_position (field);
2842   field = DECL_CHAIN (field);
2843   upper_suboff = byte_position (field);
2844
2845   t = base_decl;
2846   if (!integer_zerop (data_off))
2847     t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, t, data_off);
2848   t = build1 (NOP_EXPR, build_pointer_type (ptr_type_node), t);
2849   info->data_location = build1 (INDIRECT_REF, ptr_type_node, t);
2850   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
2851     info->allocated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
2852                               info->data_location, null_pointer_node);
2853   else if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER
2854            || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER_CONT)
2855     info->associated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
2856                                info->data_location, null_pointer_node);
2857
2858   for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2859     {
2860       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2861                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, lower_suboff));
2862       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2863       info->dimen[dim].lower_bound = t;
2864       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2865                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, upper_suboff));
2866       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2867       info->dimen[dim].upper_bound = t;
2868       if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE
2869           || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT)
2870         {
2871           /* Assumed shape arrays have known lower bounds.  */
2872           info->dimen[dim].upper_bound
2873             = build2 (MINUS_EXPR, gfc_array_index_type,
2874                       info->dimen[dim].upper_bound,
2875                       info->dimen[dim].lower_bound);
2876           info->dimen[dim].lower_bound
2877             = fold_convert (gfc_array_index_type,
2878                             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim));
2879           info->dimen[dim].upper_bound
2880             = build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
2881                       info->dimen[dim].lower_bound,
2882                       info->dimen[dim].upper_bound);
2883         }
2884       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2885                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, stride_suboff));
2886       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2887       t = build2 (MULT_EXPR, gfc_array_index_type, t, elem_size);
2888       info->dimen[dim].stride = t;
2889       dim_off = size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, dim_size);
2890     }
2891
2892   return true;
2893 }
2894
2895 #include "gt-fortran-trans-types.h"