OSDN Git Service

2011-05-15 Tobias Burnus <burnus@net-b.de>
[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 + codimen; n++)
1687     {
1688       if (n < dimen)
1689         GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (fat_type, n) = stride;
1690
1691       if (lbound)
1692         lower = lbound[n];
1693       else
1694         lower = NULL_TREE;
1695
1696       if (lower != NULL_TREE)
1697         {
1698           if (INTEGER_CST_P (lower))
1699             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (fat_type, n) = lower;
1700           else
1701             lower = NULL_TREE;
1702         }
1703
1704       if (codimen && n == dimen + codimen - 1)
1705         break;
1706
1707       upper = ubound[n];
1708       if (upper != NULL_TREE)
1709         {
1710           if (INTEGER_CST_P (upper))
1711             GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (fat_type, n) = upper;
1712           else
1713             upper = NULL_TREE;
1714         }
1715
1716       if (n >= dimen)
1717         continue;
1718
1719       if (upper != NULL_TREE && lower != NULL_TREE && stride != NULL_TREE)
1720         {
1721           tmp = fold_build2_loc (input_location, MINUS_EXPR,
1722                                  gfc_array_index_type, upper, lower);
1723           tmp = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
1724                                  gfc_array_index_type, tmp,
1725                                  gfc_index_one_node);
1726           stride = fold_build2_loc (input_location, MULT_EXPR,
1727                                     gfc_array_index_type, tmp, stride);
1728           /* Check the folding worked.  */
1729           gcc_assert (INTEGER_CST_P (stride));
1730         }
1731       else
1732         stride = NULL_TREE;
1733     }
1734   GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (fat_type) = stride;
1735
1736   /* TODO: known offsets for descriptors.  */
1737   GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (fat_type) = NULL_TREE;
1738
1739   /* We define data as an array with the correct size if possible.
1740      Much better than doing pointer arithmetic.  */
1741   if (stride)
1742     rtype = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1743                               int_const_binop (MINUS_EXPR, stride,
1744                                                integer_one_node));
1745   else
1746     rtype = gfc_array_range_type;
1747   arraytype = build_array_type (etype, rtype);
1748   arraytype = build_pointer_type (arraytype);
1749   if (restricted)
1750     arraytype = build_qualified_type (arraytype, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1751   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (fat_type) = arraytype;
1752
1753   /* This will generate the base declarations we need to emit debug
1754      information for this type.  FIXME: there must be a better way to
1755      avoid divergence between compilations with and without debug
1756      information.  */
1757   {
1758     struct array_descr_info info;
1759     gfc_get_array_descr_info (fat_type, &info);
1760     gfc_get_array_descr_info (build_pointer_type (fat_type), &info);
1761   }
1762
1763   return fat_type;
1764 }
1765 \f
1766 /* Build a pointer type. This function is called from gfc_sym_type().  */
1767
1768 static tree
1769 gfc_build_pointer_type (gfc_symbol * sym, tree type)
1770 {
1771   /* Array pointer types aren't actually pointers.  */
1772   if (sym->attr.dimension)
1773     return type;
1774   else
1775     return build_pointer_type (type);
1776 }
1777
1778 static tree gfc_nonrestricted_type (tree t);
1779 /* Given two record or union type nodes TO and FROM, ensure
1780    that all fields in FROM have a corresponding field in TO,
1781    their type being nonrestrict variants.  This accepts a TO
1782    node that already has a prefix of the fields in FROM.  */
1783 static void
1784 mirror_fields (tree to, tree from)
1785 {
1786   tree fto, ffrom;
1787   tree *chain;
1788
1789   /* Forward to the end of TOs fields.  */
1790   fto = TYPE_FIELDS (to);
1791   ffrom = TYPE_FIELDS (from);
1792   chain = &TYPE_FIELDS (to);
1793   while (fto)
1794     {
1795       gcc_assert (ffrom && DECL_NAME (fto) == DECL_NAME (ffrom));
1796       chain = &DECL_CHAIN (fto);
1797       fto = DECL_CHAIN (fto);
1798       ffrom = DECL_CHAIN (ffrom);
1799     }
1800
1801   /* Now add all fields remaining in FROM (starting with ffrom).  */
1802   for (; ffrom; ffrom = DECL_CHAIN (ffrom))
1803     {
1804       tree newfield = copy_node (ffrom);
1805       DECL_CONTEXT (newfield) = to;
1806       /* The store to DECL_CHAIN might seem redundant with the
1807          stores to *chain, but not clearing it here would mean
1808          leaving a chain into the old fields.  If ever
1809          our called functions would look at them confusion
1810          will arise.  */
1811       DECL_CHAIN (newfield) = NULL_TREE;
1812       *chain = newfield;
1813       chain = &DECL_CHAIN (newfield);
1814
1815       if (TREE_CODE (ffrom) == FIELD_DECL)
1816         {
1817           tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (ffrom));
1818           TREE_TYPE (newfield) = elemtype;
1819         }
1820     }
1821   *chain = NULL_TREE;
1822 }
1823
1824 /* Given a type T, returns a different type of the same structure,
1825    except that all types it refers to (recursively) are always
1826    non-restrict qualified types.  */
1827 static tree
1828 gfc_nonrestricted_type (tree t)
1829 {
1830   tree ret = t;
1831
1832   /* If the type isn't layed out yet, don't copy it.  If something
1833      needs it for real it should wait until the type got finished.  */
1834   if (!TYPE_SIZE (t))
1835     return t;
1836
1837   if (!TYPE_LANG_SPECIFIC (t))
1838     TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
1839       = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1840   /* If we're dealing with this very node already further up
1841      the call chain (recursion via pointers and struct members)
1842      we haven't yet determined if we really need a new type node.
1843      Assume we don't, return T itself.  */
1844   if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type == error_mark_node)
1845     return t;
1846
1847   /* If we have calculated this all already, just return it.  */
1848   if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type)
1849     return TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type;
1850
1851   /* Mark this type.  */
1852   TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = error_mark_node;
1853
1854   switch (TREE_CODE (t))
1855     {
1856       default:
1857         break;
1858
1859       case POINTER_TYPE:
1860       case REFERENCE_TYPE:
1861         {
1862           tree totype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (t));
1863           if (totype == TREE_TYPE (t))
1864             ret = t;
1865           else if (TREE_CODE (t) == POINTER_TYPE)
1866             ret = build_pointer_type (totype);
1867           else
1868             ret = build_reference_type (totype);
1869           ret = build_qualified_type (ret,
1870                                       TYPE_QUALS (t) & ~TYPE_QUAL_RESTRICT);
1871         }
1872         break;
1873
1874       case ARRAY_TYPE:
1875         {
1876           tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (t));
1877           if (elemtype == TREE_TYPE (t))
1878             ret = t;
1879           else
1880             {
1881               ret = build_variant_type_copy (t);
1882               TREE_TYPE (ret) = elemtype;
1883               if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
1884                   && GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t))
1885                 {
1886                   tree dataptr_type = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t);
1887                   dataptr_type = gfc_nonrestricted_type (dataptr_type);
1888                   if (dataptr_type != GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t))
1889                     {
1890                       TYPE_LANG_SPECIFIC (ret)
1891                         = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct
1892                                                                lang_type));
1893                       *TYPE_LANG_SPECIFIC (ret) = *TYPE_LANG_SPECIFIC (t);
1894                       GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (ret) = dataptr_type;
1895                     }
1896                 }
1897             }
1898         }
1899         break;
1900
1901       case RECORD_TYPE:
1902       case UNION_TYPE:
1903       case QUAL_UNION_TYPE:
1904         {
1905           tree field;
1906           /* First determine if we need a new type at all.
1907              Careful, the two calls to gfc_nonrestricted_type per field
1908              might return different values.  That happens exactly when
1909              one of the fields reaches back to this very record type
1910              (via pointers).  The first calls will assume that we don't
1911              need to copy T (see the error_mark_node marking).  If there
1912              are any reasons for copying T apart from having to copy T,
1913              we'll indeed copy it, and the second calls to
1914              gfc_nonrestricted_type will use that new node if they
1915              reach back to T.  */
1916           for (field = TYPE_FIELDS (t); field; field = DECL_CHAIN (field))
1917             if (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL)
1918               {
1919                 tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (field));
1920                 if (elemtype != TREE_TYPE (field))
1921                   break;
1922               }
1923           if (!field)
1924             break;
1925           ret = build_variant_type_copy (t);
1926           TYPE_FIELDS (ret) = NULL_TREE;
1927
1928           /* Here we make sure that as soon as we know we have to copy
1929              T, that also fields reaching back to us will use the new
1930              copy.  It's okay if that copy still contains the old fields,
1931              we won't look at them.  */
1932           TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = ret;
1933           mirror_fields (ret, t);
1934         }
1935         break;
1936     }
1937
1938   TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = ret;
1939   return ret;
1940 }
1941
1942 \f
1943 /* Return the type for a symbol.  Special handling is required for character
1944    types to get the correct level of indirection.
1945    For functions return the return type.
1946    For subroutines return void_type_node.
1947    Calling this multiple times for the same symbol should be avoided,
1948    especially for character and array types.  */
1949
1950 tree
1951 gfc_sym_type (gfc_symbol * sym)
1952 {
1953   tree type;
1954   int byref;
1955   bool restricted;
1956
1957   /* Procedure Pointers inside COMMON blocks.  */
1958   if (sym->attr.proc_pointer && sym->attr.in_common)
1959     {
1960       /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type calls gfc_sym_type.  */
1961       sym->attr.proc_pointer = 0;
1962       type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym));
1963       sym->attr.proc_pointer = 1;
1964       return type;
1965     }
1966
1967   if (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE && !sym->attr.function)
1968     return void_type_node;
1969
1970   /* In the case of a function the fake result variable may have a
1971      type different from the function type, so don't return early in
1972      that case.  */
1973   if (sym->backend_decl && !sym->attr.function)
1974     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
1975
1976   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
1977       && ((sym->attr.function && sym->attr.is_bind_c)
1978           || (sym->attr.result
1979               && sym->ns->proc_name
1980               && sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c)))
1981     type = gfc_character1_type_node;
1982   else
1983     type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
1984
1985   if (sym->attr.dummy && !sym->attr.function && !sym->attr.value)
1986     byref = 1;
1987   else
1988     byref = 0;
1989
1990   restricted = !sym->attr.target && !sym->attr.pointer
1991                && !sym->attr.proc_pointer && !sym->attr.cray_pointee;
1992   if (!restricted)
1993     type = gfc_nonrestricted_type (type);
1994
1995   if (sym->attr.dimension || sym->attr.codimension)
1996     {
1997       if (gfc_is_nodesc_array (sym))
1998         {
1999           /* If this is a character argument of unknown length, just use the
2000              base type.  */
2001           if (sym->ts.type != BT_CHARACTER
2002               || !(sym->attr.dummy || sym->attr.function)
2003               || sym->ts.u.cl->backend_decl)
2004             {
2005               type = gfc_get_nodesc_array_type (type, sym->as,
2006                                                 byref ? PACKED_FULL
2007                                                       : PACKED_STATIC,
2008                                                 restricted);
2009               byref = 0;
2010             }
2011
2012           if (sym->attr.cray_pointee)
2013             GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
2014         }
2015       else
2016         {
2017           enum gfc_array_kind akind = GFC_ARRAY_UNKNOWN;
2018           if (sym->attr.pointer)
2019             akind = sym->attr.contiguous ? GFC_ARRAY_POINTER_CONT
2020                                          : GFC_ARRAY_POINTER;
2021           else if (sym->attr.allocatable)
2022             akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
2023           type = gfc_build_array_type (type, sym->as, akind, restricted,
2024                                        sym->attr.contiguous);
2025         }
2026     }
2027   else
2028     {
2029       if (sym->attr.allocatable || sym->attr.pointer
2030           || gfc_is_associate_pointer (sym))
2031         type = gfc_build_pointer_type (sym, type);
2032       if (sym->attr.pointer || sym->attr.cray_pointee)
2033         GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
2034     }
2035
2036   /* We currently pass all parameters by reference.
2037      See f95_get_function_decl.  For dummy function parameters return the
2038      function type.  */
2039   if (byref)
2040     {
2041       /* We must use pointer types for potentially absent variables.  The
2042          optimizers assume a reference type argument is never NULL.  */
2043       if (sym->attr.optional || sym->ns->proc_name->attr.entry_master)
2044         type = build_pointer_type (type);
2045       else
2046         {
2047           type = build_reference_type (type);
2048           if (restricted)
2049             type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
2050         }
2051     }
2052
2053   return (type);
2054 }
2055 \f
2056 /* Layout and output debug info for a record type.  */
2057
2058 void
2059 gfc_finish_type (tree type)
2060 {
2061   tree decl;
2062
2063   decl = build_decl (input_location,
2064                      TYPE_DECL, NULL_TREE, type);
2065   TYPE_STUB_DECL (type) = decl;
2066   layout_type (type);
2067   rest_of_type_compilation (type, 1);
2068   rest_of_decl_compilation (decl, 1, 0);
2069 }
2070 \f
2071 /* Add a field of given NAME and TYPE to the context of a UNION_TYPE
2072    or RECORD_TYPE pointed to by CONTEXT.  The new field is chained
2073    to the end of the field list pointed to by *CHAIN.
2074
2075    Returns a pointer to the new field.  */
2076
2077 static tree
2078 gfc_add_field_to_struct_1 (tree context, tree name, tree type, tree **chain)
2079 {
2080   tree decl = build_decl (input_location, FIELD_DECL, name, type);
2081
2082   DECL_CONTEXT (decl) = context;
2083   DECL_CHAIN (decl) = NULL_TREE;
2084   if (TYPE_FIELDS (context) == NULL_TREE)
2085     TYPE_FIELDS (context) = decl;
2086   if (chain != NULL)
2087     {
2088       if (*chain != NULL)
2089         **chain = decl;
2090       *chain = &DECL_CHAIN (decl);
2091     }
2092
2093   return decl;
2094 }
2095
2096 /* Like `gfc_add_field_to_struct_1', but adds alignment
2097    information.  */
2098
2099 tree
2100 gfc_add_field_to_struct (tree context, tree name, tree type, tree **chain)
2101 {
2102   tree decl = gfc_add_field_to_struct_1 (context, name, type, chain);
2103
2104   DECL_INITIAL (decl) = 0;
2105   DECL_ALIGN (decl) = 0;
2106   DECL_USER_ALIGN (decl) = 0;
2107
2108   return decl;
2109 }
2110
2111
2112 /* Copy the backend_decl and component backend_decls if
2113    the two derived type symbols are "equal", as described
2114    in 4.4.2 and resolved by gfc_compare_derived_types.  */
2115
2116 int
2117 gfc_copy_dt_decls_ifequal (gfc_symbol *from, gfc_symbol *to,
2118                            bool from_gsym)
2119 {
2120   gfc_component *to_cm;
2121   gfc_component *from_cm;
2122
2123   if (from->backend_decl == NULL
2124         || !gfc_compare_derived_types (from, to))
2125     return 0;
2126
2127   to->backend_decl = from->backend_decl;
2128
2129   to_cm = to->components;
2130   from_cm = from->components;
2131
2132   /* Copy the component declarations.  If a component is itself
2133      a derived type, we need a copy of its component declarations.
2134      This is done by recursing into gfc_get_derived_type and
2135      ensures that the component's component declarations have
2136      been built.  If it is a character, we need the character 
2137      length, as well.  */
2138   for (; to_cm; to_cm = to_cm->next, from_cm = from_cm->next)
2139     {
2140       to_cm->backend_decl = from_cm->backend_decl;
2141       if (from_cm->ts.type == BT_DERIVED
2142           && (!from_cm->attr.pointer || from_gsym))
2143         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.u.derived);
2144       else if (from_cm->ts.type == BT_CLASS
2145                && (!CLASS_DATA (from_cm)->attr.class_pointer || from_gsym))
2146         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.u.derived);
2147       else if (from_cm->ts.type == BT_CHARACTER)
2148         to_cm->ts.u.cl->backend_decl = from_cm->ts.u.cl->backend_decl;
2149     }
2150
2151   return 1;
2152 }
2153
2154
2155 /* Build a tree node for a procedure pointer component.  */
2156
2157 tree
2158 gfc_get_ppc_type (gfc_component* c)
2159 {
2160   tree t;
2161
2162   /* Explicit interface.  */
2163   if (c->attr.if_source != IFSRC_UNKNOWN && c->ts.interface)
2164     return build_pointer_type (gfc_get_function_type (c->ts.interface));
2165
2166   /* Implicit interface (only return value may be known).  */
2167   if (c->attr.function && !c->attr.dimension && c->ts.type != BT_CHARACTER)
2168     t = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
2169   else
2170     t = void_type_node;
2171
2172   return build_pointer_type (build_function_type_list (t, NULL_TREE));
2173 }
2174
2175
2176 /* Build a tree node for a derived type.  If there are equal
2177    derived types, with different local names, these are built
2178    at the same time.  If an equal derived type has been built
2179    in a parent namespace, this is used.  */
2180
2181 tree
2182 gfc_get_derived_type (gfc_symbol * derived)
2183 {
2184   tree typenode = NULL, field = NULL, field_type = NULL;
2185   tree canonical = NULL_TREE;
2186   tree *chain = NULL;
2187   bool got_canonical = false;
2188   gfc_component *c;
2189   gfc_dt_list *dt;
2190   gfc_namespace *ns;
2191
2192   gcc_assert (derived && derived->attr.flavor == FL_DERIVED);
2193
2194   /* See if it's one of the iso_c_binding derived types.  */
2195   if (derived->attr.is_iso_c == 1)
2196     {
2197       if (derived->backend_decl)
2198         return derived->backend_decl;
2199
2200       if (derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
2201         derived->backend_decl = ptr_type_node;
2202       else
2203         derived->backend_decl = pfunc_type_node;
2204
2205       derived->ts.kind = gfc_index_integer_kind;
2206       derived->ts.type = BT_INTEGER;
2207       /* Set the f90_type to BT_VOID as a way to recognize something of type
2208          BT_INTEGER that needs to fit a void * for the purpose of the
2209          iso_c_binding derived types.  */
2210       derived->ts.f90_type = BT_VOID;
2211       
2212       return derived->backend_decl;
2213     }
2214
2215   /* If use associated, use the module type for this one.  */
2216   if (gfc_option.flag_whole_file
2217         && derived->backend_decl == NULL
2218         && derived->attr.use_assoc
2219         && derived->module
2220         && gfc_get_module_backend_decl (derived))
2221     goto copy_derived_types;
2222
2223   /* If a whole file compilation, the derived types from an earlier
2224      namespace can be used as the canonical type.  */
2225   if (gfc_option.flag_whole_file
2226         && derived->backend_decl == NULL
2227         && !derived->attr.use_assoc
2228         && gfc_global_ns_list)
2229     {
2230       for (ns = gfc_global_ns_list;
2231            ns->translated && !got_canonical;
2232            ns = ns->sibling)
2233         {
2234           dt = ns->derived_types;
2235           for (; dt && !canonical; dt = dt->next)
2236             {
2237               gfc_copy_dt_decls_ifequal (dt->derived, derived, true);
2238               if (derived->backend_decl)
2239                 got_canonical = true;
2240             }
2241         }
2242     }
2243
2244   /* Store up the canonical type to be added to this one.  */
2245   if (got_canonical)
2246     {
2247       if (TYPE_CANONICAL (derived->backend_decl))
2248         canonical = TYPE_CANONICAL (derived->backend_decl);
2249       else
2250         canonical = derived->backend_decl;
2251
2252       derived->backend_decl = NULL_TREE;
2253     }
2254
2255   /* derived->backend_decl != 0 means we saw it before, but its
2256      components' backend_decl may have not been built.  */
2257   if (derived->backend_decl)
2258     {
2259       /* Its components' backend_decl have been built or we are
2260          seeing recursion through the formal arglist of a procedure
2261          pointer component.  */
2262       if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl)
2263             || derived->attr.proc_pointer_comp)
2264         return derived->backend_decl;
2265       else
2266         typenode = derived->backend_decl;
2267     }
2268   else
2269     {
2270       /* We see this derived type first time, so build the type node.  */
2271       typenode = make_node (RECORD_TYPE);
2272       TYPE_NAME (typenode) = get_identifier (derived->name);
2273       TYPE_PACKED (typenode) = gfc_option.flag_pack_derived;
2274       derived->backend_decl = typenode;
2275     }
2276
2277   /* Go through the derived type components, building them as
2278      necessary. The reason for doing this now is that it is
2279      possible to recurse back to this derived type through a
2280      pointer component (PR24092). If this happens, the fields
2281      will be built and so we can return the type.  */
2282   for (c = derived->components; c; c = c->next)
2283     {
2284       if (c->ts.type != BT_DERIVED && c->ts.type != BT_CLASS)
2285         continue;
2286
2287       if ((!c->attr.pointer && !c->attr.proc_pointer)
2288           || c->ts.u.derived->backend_decl == NULL)
2289         c->ts.u.derived->backend_decl = gfc_get_derived_type (c->ts.u.derived);
2290
2291       if (c->ts.u.derived && c->ts.u.derived->attr.is_iso_c)
2292         {
2293           /* Need to copy the modified ts from the derived type.  The
2294              typespec was modified because C_PTR/C_FUNPTR are translated
2295              into (void *) from derived types.  */
2296           c->ts.type = c->ts.u.derived->ts.type;
2297           c->ts.kind = c->ts.u.derived->ts.kind;
2298           c->ts.f90_type = c->ts.u.derived->ts.f90_type;
2299           if (c->initializer)
2300             {
2301               c->initializer->ts.type = c->ts.type;
2302               c->initializer->ts.kind = c->ts.kind;
2303               c->initializer->ts.f90_type = c->ts.f90_type;
2304               c->initializer->expr_type = EXPR_NULL;
2305             }
2306         }
2307     }
2308
2309   if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl))
2310     return derived->backend_decl;
2311
2312   /* Build the type member list. Install the newly created RECORD_TYPE
2313      node as DECL_CONTEXT of each FIELD_DECL.  */
2314   for (c = derived->components; c; c = c->next)
2315     {
2316       if (c->attr.proc_pointer)
2317         field_type = gfc_get_ppc_type (c);
2318       else if (c->ts.type == BT_DERIVED || c->ts.type == BT_CLASS)
2319         field_type = c->ts.u.derived->backend_decl;
2320       else
2321         {
2322           if (c->ts.type == BT_CHARACTER)
2323             {
2324               /* Evaluate the string length.  */
2325               gfc_conv_const_charlen (c->ts.u.cl);
2326               gcc_assert (c->ts.u.cl->backend_decl);
2327             }
2328
2329           field_type = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
2330         }
2331
2332       /* This returns an array descriptor type.  Initialization may be
2333          required.  */
2334       if (c->attr.dimension && !c->attr.proc_pointer)
2335         {
2336           if (c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
2337             {
2338               enum gfc_array_kind akind;
2339               if (c->attr.pointer)
2340                 akind = c->attr.contiguous ? GFC_ARRAY_POINTER_CONT
2341                                            : GFC_ARRAY_POINTER;
2342               else
2343                 akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
2344               /* Pointers to arrays aren't actually pointer types.  The
2345                  descriptors are separate, but the data is common.  */
2346               field_type = gfc_build_array_type (field_type, c->as, akind,
2347                                                  !c->attr.target
2348                                                  && !c->attr.pointer,
2349                                                  c->attr.contiguous);
2350             }
2351           else
2352             field_type = gfc_get_nodesc_array_type (field_type, c->as,
2353                                                     PACKED_STATIC,
2354                                                     !c->attr.target);
2355         }
2356       else if ((c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
2357                && !c->attr.proc_pointer)
2358         field_type = build_pointer_type (field_type);
2359
2360       /* vtype fields can point to different types to the base type.  */
2361       if (c->ts.type == BT_DERIVED && c->ts.u.derived->attr.vtype)
2362           field_type = build_pointer_type_for_mode (TREE_TYPE (field_type),
2363                                                     ptr_mode, true);
2364
2365       field = gfc_add_field_to_struct (typenode,
2366                                        get_identifier (c->name),
2367                                        field_type, &chain);
2368       if (c->loc.lb)
2369         gfc_set_decl_location (field, &c->loc);
2370       else if (derived->declared_at.lb)
2371         gfc_set_decl_location (field, &derived->declared_at);
2372
2373       DECL_PACKED (field) |= TYPE_PACKED (typenode);
2374
2375       gcc_assert (field);
2376       if (!c->backend_decl)
2377         c->backend_decl = field;
2378     }
2379
2380   /* Now lay out the derived type, including the fields.  */
2381   if (canonical)
2382     TYPE_CANONICAL (typenode) = canonical;
2383
2384   gfc_finish_type (typenode);
2385   gfc_set_decl_location (TYPE_STUB_DECL (typenode), &derived->declared_at);
2386   if (derived->module && derived->ns->proc_name
2387       && derived->ns->proc_name->attr.flavor == FL_MODULE)
2388     {
2389       if (derived->ns->proc_name->backend_decl
2390           && TREE_CODE (derived->ns->proc_name->backend_decl)
2391              == NAMESPACE_DECL)
2392         {
2393           TYPE_CONTEXT (typenode) = derived->ns->proc_name->backend_decl;
2394           DECL_CONTEXT (TYPE_STUB_DECL (typenode))
2395             = derived->ns->proc_name->backend_decl;
2396         }
2397     }
2398
2399   derived->backend_decl = typenode;
2400
2401 copy_derived_types:
2402
2403   for (dt = gfc_derived_types; dt; dt = dt->next)
2404     gfc_copy_dt_decls_ifequal (derived, dt->derived, false);
2405
2406   return derived->backend_decl;
2407 }
2408
2409
2410 int
2411 gfc_return_by_reference (gfc_symbol * sym)
2412 {
2413   if (!sym->attr.function)
2414     return 0;
2415
2416   if (sym->attr.dimension)
2417     return 1;
2418
2419   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
2420       && !sym->attr.is_bind_c
2421       && (!sym->attr.result
2422           || !sym->ns->proc_name
2423           || !sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c))
2424     return 1;
2425
2426   /* Possibly return complex numbers by reference for g77 compatibility.
2427      We don't do this for calls to intrinsics (as the library uses the
2428      -fno-f2c calling convention), nor for calls to functions which always
2429      require an explicit interface, as no compatibility problems can
2430      arise there.  */
2431   if (gfc_option.flag_f2c
2432       && sym->ts.type == BT_COMPLEX
2433       && !sym->attr.intrinsic && !sym->attr.always_explicit)
2434     return 1;
2435
2436   return 0;
2437 }
2438 \f
2439 static tree
2440 gfc_get_mixed_entry_union (gfc_namespace *ns)
2441 {
2442   tree type;
2443   tree *chain = NULL;
2444   char name[GFC_MAX_SYMBOL_LEN + 1];
2445   gfc_entry_list *el, *el2;
2446
2447   gcc_assert (ns->proc_name->attr.mixed_entry_master);
2448   gcc_assert (memcmp (ns->proc_name->name, "master.", 7) == 0);
2449
2450   snprintf (name, GFC_MAX_SYMBOL_LEN, "munion.%s", ns->proc_name->name + 7);
2451
2452   /* Build the type node.  */
2453   type = make_node (UNION_TYPE);
2454
2455   TYPE_NAME (type) = get_identifier (name);
2456
2457   for (el = ns->entries; el; el = el->next)
2458     {
2459       /* Search for duplicates.  */
2460       for (el2 = ns->entries; el2 != el; el2 = el2->next)
2461         if (el2->sym->result == el->sym->result)
2462           break;
2463
2464       if (el == el2)
2465         gfc_add_field_to_struct_1 (type,
2466                                    get_identifier (el->sym->result->name),
2467                                    gfc_sym_type (el->sym->result), &chain);
2468     }
2469
2470   /* Finish off the type.  */
2471   gfc_finish_type (type);
2472   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
2473   return type;
2474 }
2475 \f
2476 /* Create a "fn spec" based on the formal arguments;
2477    cf. create_function_arglist.  */
2478
2479 static tree
2480 create_fn_spec (gfc_symbol *sym, tree fntype)
2481 {
2482   char spec[150];
2483   size_t spec_len;
2484   gfc_formal_arglist *f;
2485   tree tmp;
2486
2487   memset (&spec, 0, sizeof (spec));
2488   spec[0] = '.';
2489   spec_len = 1;
2490
2491   if (sym->attr.entry_master)
2492     spec[spec_len++] = 'R';
2493   if (gfc_return_by_reference (sym))
2494     {
2495       gfc_symbol *result = sym->result ? sym->result : sym;
2496
2497       if (result->attr.pointer || sym->attr.proc_pointer)
2498         spec[spec_len++] = '.';
2499       else
2500         spec[spec_len++] = 'w';
2501       if (sym->ts.type == BT_CHARACTER)
2502         spec[spec_len++] = 'R';
2503     }
2504
2505   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2506     if (spec_len < sizeof (spec))
2507       {
2508         if (!f->sym || f->sym->attr.pointer || f->sym->attr.target
2509             || f->sym->attr.external || f->sym->attr.cray_pointer
2510             || (f->sym->ts.type == BT_DERIVED
2511                 && (f->sym->ts.u.derived->attr.proc_pointer_comp
2512                     || f->sym->ts.u.derived->attr.pointer_comp))
2513             || (f->sym->ts.type == BT_CLASS
2514                 && (CLASS_DATA (f->sym)->ts.u.derived->attr.proc_pointer_comp
2515                     || CLASS_DATA (f->sym)->ts.u.derived->attr.pointer_comp)))
2516           spec[spec_len++] = '.';
2517         else if (f->sym->attr.intent == INTENT_IN)
2518           spec[spec_len++] = 'r';
2519         else if (f->sym)
2520           spec[spec_len++] = 'w';
2521       }
2522
2523   tmp = build_tree_list (NULL_TREE, build_string (spec_len, spec));
2524   tmp = tree_cons (get_identifier ("fn spec"), tmp, TYPE_ATTRIBUTES (fntype));
2525   return build_type_attribute_variant (fntype, tmp);
2526 }
2527
2528
2529 tree
2530 gfc_get_function_type (gfc_symbol * sym)
2531 {
2532   tree type;
2533   VEC(tree,gc) *typelist;
2534   gfc_formal_arglist *f;
2535   gfc_symbol *arg;
2536   int alternate_return;
2537   bool is_varargs = true;
2538
2539   /* Make sure this symbol is a function, a subroutine or the main
2540      program.  */
2541   gcc_assert (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE
2542               || sym->attr.flavor == FL_PROGRAM);
2543
2544   if (sym->backend_decl)
2545     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
2546
2547   alternate_return = 0;
2548   typelist = NULL;
2549
2550   if (sym->attr.entry_master)
2551     /* Additional parameter for selecting an entry point.  */
2552     VEC_safe_push (tree, gc, typelist, gfc_array_index_type);
2553
2554   if (sym->result)
2555     arg = sym->result;
2556   else
2557     arg = sym;
2558
2559   if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2560     gfc_conv_const_charlen (arg->ts.u.cl);
2561
2562   /* Some functions we use an extra parameter for the return value.  */
2563   if (gfc_return_by_reference (sym))
2564     {
2565       type = gfc_sym_type (arg);
2566       if (arg->ts.type == BT_COMPLEX
2567           || arg->attr.dimension
2568           || arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2569         type = build_reference_type (type);
2570
2571       VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2572       if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2573         {
2574           if (!arg->ts.deferred)
2575             /* Transfer by value.  */
2576             VEC_safe_push (tree, gc, typelist, gfc_charlen_type_node);
2577           else
2578             /* Deferred character lengths are transferred by reference
2579                so that the value can be returned.  */
2580             VEC_safe_push (tree, gc, typelist,
2581                            build_pointer_type (gfc_charlen_type_node));
2582         }
2583     }
2584
2585   /* Build the argument types for the function.  */
2586   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2587     {
2588       arg = f->sym;
2589       if (arg)
2590         {
2591           /* Evaluate constant character lengths here so that they can be
2592              included in the type.  */
2593           if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2594             gfc_conv_const_charlen (arg->ts.u.cl);
2595
2596           if (arg->attr.flavor == FL_PROCEDURE)
2597             {
2598               type = gfc_get_function_type (arg);
2599               type = build_pointer_type (type);
2600             }
2601           else
2602             type = gfc_sym_type (arg);
2603
2604           /* Parameter Passing Convention
2605
2606              We currently pass all parameters by reference.
2607              Parameters with INTENT(IN) could be passed by value.
2608              The problem arises if a function is called via an implicit
2609              prototype. In this situation the INTENT is not known.
2610              For this reason all parameters to global functions must be
2611              passed by reference.  Passing by value would potentially
2612              generate bad code.  Worse there would be no way of telling that
2613              this code was bad, except that it would give incorrect results.
2614
2615              Contained procedures could pass by value as these are never
2616              used without an explicit interface, and cannot be passed as
2617              actual parameters for a dummy procedure.  */
2618
2619           VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2620         }
2621       else
2622         {
2623           if (sym->attr.subroutine)
2624             alternate_return = 1;
2625         }
2626     }
2627
2628   /* Add hidden string length parameters.  */
2629   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2630     {
2631       arg = f->sym;
2632       if (arg && arg->ts.type == BT_CHARACTER && !sym->attr.is_bind_c)
2633         {
2634           if (!arg->ts.deferred)
2635             /* Transfer by value.  */
2636             type = gfc_charlen_type_node;
2637           else
2638             /* Deferred character lengths are transferred by reference
2639                so that the value can be returned.  */
2640             type = build_pointer_type (gfc_charlen_type_node);
2641
2642           VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2643         }
2644     }
2645
2646   if (!VEC_empty (tree, typelist)
2647       || sym->attr.is_main_program
2648       || sym->attr.if_source != IFSRC_UNKNOWN)
2649     is_varargs = false;
2650
2651   if (alternate_return)
2652     type = integer_type_node;
2653   else if (!sym->attr.function || gfc_return_by_reference (sym))
2654     type = void_type_node;
2655   else if (sym->attr.mixed_entry_master)
2656     type = gfc_get_mixed_entry_union (sym->ns);
2657   else if (gfc_option.flag_f2c
2658            && sym->ts.type == BT_REAL
2659            && sym->ts.kind == gfc_default_real_kind
2660            && !sym->attr.always_explicit)
2661     {
2662       /* Special case: f2c calling conventions require that (scalar) 
2663          default REAL functions return the C type double instead.  f2c
2664          compatibility is only an issue with functions that don't
2665          require an explicit interface, as only these could be
2666          implemented in Fortran 77.  */
2667       sym->ts.kind = gfc_default_double_kind;
2668       type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
2669       sym->ts.kind = gfc_default_real_kind;
2670     }
2671   else if (sym->result && sym->result->attr.proc_pointer)
2672     /* Procedure pointer return values.  */
2673     {
2674       if (sym->result->attr.result && strcmp (sym->name,"ppr@") != 0)
2675         {
2676           /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type
2677              is called recursively.  */
2678           sym->result->attr.proc_pointer = 0;
2679           type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym->result));
2680           sym->result->attr.proc_pointer = 1;
2681         }
2682       else
2683        type = gfc_sym_type (sym->result);
2684     }
2685   else
2686     type = gfc_sym_type (sym);
2687
2688   if (is_varargs)
2689     type = build_varargs_function_type_vec (type, typelist);
2690   else
2691     type = build_function_type_vec (type, typelist);
2692   type = create_fn_spec (sym, type);
2693
2694   return type;
2695 }
2696 \f
2697 /* Language hooks for middle-end access to type nodes.  */
2698
2699 /* Return an integer type with BITS bits of precision,
2700    that is unsigned if UNSIGNEDP is nonzero, otherwise signed.  */
2701
2702 tree
2703 gfc_type_for_size (unsigned bits, int unsignedp)
2704 {
2705   if (!unsignedp)
2706     {
2707       int i;
2708       for (i = 0; i <= MAX_INT_KINDS; ++i)
2709         {
2710           tree type = gfc_integer_types[i];
2711           if (type && bits == TYPE_PRECISION (type))
2712             return type;
2713         }
2714
2715       /* Handle TImode as a special case because it is used by some backends
2716          (e.g. ARM) even though it is not available for normal use.  */
2717 #if HOST_BITS_PER_WIDE_INT >= 64
2718       if (bits == TYPE_PRECISION (intTI_type_node))
2719         return intTI_type_node;
2720 #endif
2721     }
2722   else
2723     {
2724       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intQI_type_node))
2725         return unsigned_intQI_type_node;
2726       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intHI_type_node))
2727         return unsigned_intHI_type_node;
2728       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intSI_type_node))
2729         return unsigned_intSI_type_node;
2730       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intDI_type_node))
2731         return unsigned_intDI_type_node;
2732       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intTI_type_node))
2733         return unsigned_intTI_type_node;
2734     }
2735
2736   return NULL_TREE;
2737 }
2738
2739 /* Return a data type that has machine mode MODE.  If the mode is an
2740    integer, then UNSIGNEDP selects between signed and unsigned types.  */
2741
2742 tree
2743 gfc_type_for_mode (enum machine_mode mode, int unsignedp)
2744 {
2745   int i;
2746   tree *base;
2747
2748   if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_FLOAT)
2749     base = gfc_real_types;
2750   else if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_COMPLEX_FLOAT)
2751     base = gfc_complex_types;
2752   else if (SCALAR_INT_MODE_P (mode))
2753     return gfc_type_for_size (GET_MODE_PRECISION (mode), unsignedp);
2754   else if (VECTOR_MODE_P (mode))
2755     {
2756       enum machine_mode inner_mode = GET_MODE_INNER (mode);
2757       tree inner_type = gfc_type_for_mode (inner_mode, unsignedp);
2758       if (inner_type != NULL_TREE)
2759         return build_vector_type_for_mode (inner_type, mode);
2760       return NULL_TREE;
2761     }
2762   else
2763     return NULL_TREE;
2764
2765   for (i = 0; i <= MAX_REAL_KINDS; ++i)
2766     {
2767       tree type = base[i];
2768       if (type && mode == TYPE_MODE (type))
2769         return type;
2770     }
2771
2772   return NULL_TREE;
2773 }
2774
2775 /* Return TRUE if TYPE is a type with a hidden descriptor, fill in INFO
2776    in that case.  */
2777
2778 bool
2779 gfc_get_array_descr_info (const_tree type, struct array_descr_info *info)
2780 {
2781   int rank, dim;
2782   bool indirect = false;
2783   tree etype, ptype, field, t, base_decl;
2784   tree data_off, dim_off, dim_size, elem_size;
2785   tree lower_suboff, upper_suboff, stride_suboff;
2786
2787   if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2788     {
2789       if (! POINTER_TYPE_P (type))
2790         return false;
2791       type = TREE_TYPE (type);
2792       if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2793         return false;
2794       indirect = true;
2795     }
2796
2797   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
2798   if (rank >= (int) (sizeof (info->dimen) / sizeof (info->dimen[0])))
2799     return false;
2800
2801   etype = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
2802   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (etype));
2803   etype = TREE_TYPE (etype);
2804   gcc_assert (TREE_CODE (etype) == ARRAY_TYPE);
2805   etype = TREE_TYPE (etype);
2806   /* Can't handle variable sized elements yet.  */
2807   if (int_size_in_bytes (etype) <= 0)
2808     return false;
2809   /* Nor non-constant lower bounds in assumed shape arrays.  */
2810   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE
2811       || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT)
2812     {
2813       for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2814         if (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim) == NULL_TREE
2815             || TREE_CODE (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim)) != INTEGER_CST)
2816           return false;
2817     }
2818
2819   memset (info, '\0', sizeof (*info));
2820   info->ndimensions = rank;
2821   info->element_type = etype;
2822   ptype = build_pointer_type (gfc_array_index_type);
2823   base_decl = GFC_TYPE_ARRAY_BASE_DECL (type, indirect);
2824   if (!base_decl)
2825     {
2826       base_decl = build_decl (input_location, VAR_DECL, NULL_TREE,
2827                               indirect ? build_pointer_type (ptype) : ptype);
2828       GFC_TYPE_ARRAY_BASE_DECL (type, indirect) = base_decl;
2829     }
2830   info->base_decl = base_decl;
2831   if (indirect)
2832     base_decl = build1 (INDIRECT_REF, ptype, base_decl);
2833
2834   if (GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type))
2835     elem_size = GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type);
2836   else
2837     elem_size = fold_convert (gfc_array_index_type, TYPE_SIZE_UNIT (etype));
2838   field = TYPE_FIELDS (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
2839   data_off = byte_position (field);
2840   field = DECL_CHAIN (field);
2841   field = DECL_CHAIN (field);
2842   field = DECL_CHAIN (field);
2843   dim_off = byte_position (field);
2844   dim_size = TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2845   field = TYPE_FIELDS (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2846   stride_suboff = byte_position (field);
2847   field = DECL_CHAIN (field);
2848   lower_suboff = byte_position (field);
2849   field = DECL_CHAIN (field);
2850   upper_suboff = byte_position (field);
2851
2852   t = base_decl;
2853   if (!integer_zerop (data_off))
2854     t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, t, data_off);
2855   t = build1 (NOP_EXPR, build_pointer_type (ptr_type_node), t);
2856   info->data_location = build1 (INDIRECT_REF, ptr_type_node, t);
2857   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
2858     info->allocated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
2859                               info->data_location, null_pointer_node);
2860   else if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER
2861            || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER_CONT)
2862     info->associated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
2863                                info->data_location, null_pointer_node);
2864
2865   for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2866     {
2867       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2868                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, lower_suboff));
2869       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2870       info->dimen[dim].lower_bound = t;
2871       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2872                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, upper_suboff));
2873       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2874       info->dimen[dim].upper_bound = t;
2875       if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE
2876           || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT)
2877         {
2878           /* Assumed shape arrays have known lower bounds.  */
2879           info->dimen[dim].upper_bound
2880             = build2 (MINUS_EXPR, gfc_array_index_type,
2881                       info->dimen[dim].upper_bound,
2882                       info->dimen[dim].lower_bound);
2883           info->dimen[dim].lower_bound
2884             = fold_convert (gfc_array_index_type,
2885                             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim));
2886           info->dimen[dim].upper_bound
2887             = build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
2888                       info->dimen[dim].lower_bound,
2889                       info->dimen[dim].upper_bound);
2890         }
2891       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2892                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, stride_suboff));
2893       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2894       t = build2 (MULT_EXPR, gfc_array_index_type, t, elem_size);
2895       info->dimen[dim].stride = t;
2896       dim_off = size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, dim_size);
2897     }
2898
2899   return true;
2900 }
2901
2902 #include "gt-fortran-trans-types.h"