OSDN Git Service

2011-07-27 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 static GTY(()) tree gfc_array_descriptor_base_caf[2 * GFC_MAX_DIMENSIONS];
85
86 /* Arrays for all integral and real kinds.  We'll fill this in at runtime
87    after the target has a chance to process command-line options.  */
88
89 #define MAX_INT_KINDS 5
90 gfc_integer_info gfc_integer_kinds[MAX_INT_KINDS + 1];
91 gfc_logical_info gfc_logical_kinds[MAX_INT_KINDS + 1];
92 static GTY(()) tree gfc_integer_types[MAX_INT_KINDS + 1];
93 static GTY(()) tree gfc_logical_types[MAX_INT_KINDS + 1];
94
95 #define MAX_REAL_KINDS 5
96 gfc_real_info gfc_real_kinds[MAX_REAL_KINDS + 1];
97 static GTY(()) tree gfc_real_types[MAX_REAL_KINDS + 1];
98 static GTY(()) tree gfc_complex_types[MAX_REAL_KINDS + 1];
99
100 #define MAX_CHARACTER_KINDS 2
101 gfc_character_info gfc_character_kinds[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
102 static GTY(()) tree gfc_character_types[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
103 static GTY(()) tree gfc_pcharacter_types[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
104
105 static tree gfc_add_field_to_struct_1 (tree, tree, tree, tree **);
106
107 /* The integer kind to use for array indices.  This will be set to the
108    proper value based on target information from the backend.  */
109
110 int gfc_index_integer_kind;
111
112 /* The default kinds of the various types.  */
113
114 int gfc_default_integer_kind;
115 int gfc_max_integer_kind;
116 int gfc_default_real_kind;
117 int gfc_default_double_kind;
118 int gfc_default_character_kind;
119 int gfc_default_logical_kind;
120 int gfc_default_complex_kind;
121 int gfc_c_int_kind;
122 int gfc_atomic_int_kind;
123 int gfc_atomic_logical_kind;
124
125 /* The kind size used for record offsets. If the target system supports
126    kind=8, this will be set to 8, otherwise it is set to 4.  */
127 int gfc_intio_kind; 
128
129 /* The integer kind used to store character lengths.  */
130 int gfc_charlen_int_kind;
131
132 /* The size of the numeric storage unit and character storage unit.  */
133 int gfc_numeric_storage_size;
134 int gfc_character_storage_size;
135
136
137 gfc_try
138 gfc_check_any_c_kind (gfc_typespec *ts)
139 {
140   int i;
141   
142   for (i = 0; i < ISOCBINDING_NUMBER; i++)
143     {
144       /* Check for any C interoperable kind for the given type/kind in ts.
145          This can be used after verify_c_interop to make sure that the
146          Fortran kind being used exists in at least some form for C.  */
147       if (c_interop_kinds_table[i].f90_type == ts->type &&
148           c_interop_kinds_table[i].value == ts->kind)
149         return SUCCESS;
150     }
151
152   return FAILURE;
153 }
154
155
156 static int
157 get_real_kind_from_node (tree type)
158 {
159   int i;
160
161   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
162     if (gfc_real_kinds[i].mode_precision == TYPE_PRECISION (type))
163       return gfc_real_kinds[i].kind;
164
165   return -4;
166 }
167
168 static int
169 get_int_kind_from_node (tree type)
170 {
171   int i;
172
173   if (!type)
174     return -2;
175
176   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
177     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == TYPE_PRECISION (type))
178       return gfc_integer_kinds[i].kind;
179
180   return -1;
181 }
182
183 /* Return a typenode for the "standard" C type with a given name.  */
184 static tree
185 get_typenode_from_name (const char *name)
186 {
187   if (name == NULL || *name == '\0')
188     return NULL_TREE;
189
190   if (strcmp (name, "char") == 0)
191     return char_type_node;
192   if (strcmp (name, "unsigned char") == 0)
193     return unsigned_char_type_node;
194   if (strcmp (name, "signed char") == 0)
195     return signed_char_type_node;
196
197   if (strcmp (name, "short int") == 0)
198     return short_integer_type_node;
199   if (strcmp (name, "short unsigned int") == 0)
200     return short_unsigned_type_node;
201
202   if (strcmp (name, "int") == 0)
203     return integer_type_node;
204   if (strcmp (name, "unsigned int") == 0)
205     return unsigned_type_node;
206
207   if (strcmp (name, "long int") == 0)
208     return long_integer_type_node;
209   if (strcmp (name, "long unsigned int") == 0)
210     return long_unsigned_type_node;
211
212   if (strcmp (name, "long long int") == 0)
213     return long_long_integer_type_node;
214   if (strcmp (name, "long long unsigned int") == 0)
215     return long_long_unsigned_type_node;
216
217   gcc_unreachable ();
218 }
219
220 static int
221 get_int_kind_from_name (const char *name)
222 {
223   return get_int_kind_from_node (get_typenode_from_name (name));
224 }
225
226
227 /* Get the kind number corresponding to an integer of given size,
228    following the required return values for ISO_FORTRAN_ENV INT* constants:
229    -2 is returned if we support a kind of larger size, -1 otherwise.  */
230 int
231 gfc_get_int_kind_from_width_isofortranenv (int size)
232 {
233   int i;
234
235   /* Look for a kind with matching storage size.  */
236   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
237     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == size)
238       return gfc_integer_kinds[i].kind;
239
240   /* Look for a kind with larger storage size.  */
241   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
242     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size > size)
243       return -2;
244
245   return -1;
246 }
247
248 /* Get the kind number corresponding to a real of given storage size,
249    following the required return values for ISO_FORTRAN_ENV REAL* constants:
250    -2 is returned if we support a kind of larger size, -1 otherwise.  */
251 int
252 gfc_get_real_kind_from_width_isofortranenv (int size)
253 {
254   int i;
255
256   size /= 8;
257
258   /* Look for a kind with matching storage size.  */
259   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
260     if (int_size_in_bytes (gfc_get_real_type (gfc_real_kinds[i].kind)) == size)
261       return gfc_real_kinds[i].kind;
262
263   /* Look for a kind with larger storage size.  */
264   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
265     if (int_size_in_bytes (gfc_get_real_type (gfc_real_kinds[i].kind)) > size)
266       return -2;
267
268   return -1;
269 }
270
271
272
273 static int
274 get_int_kind_from_width (int size)
275 {
276   int i;
277
278   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
279     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == size)
280       return gfc_integer_kinds[i].kind;
281
282   return -2;
283 }
284
285 static int
286 get_int_kind_from_minimal_width (int size)
287 {
288   int i;
289
290   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
291     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size >= size)
292       return gfc_integer_kinds[i].kind;
293
294   return -2;
295 }
296
297
298 /* Generate the CInteropKind_t objects for the C interoperable
299    kinds.  */
300
301 static
302 void init_c_interop_kinds (void)
303 {
304   int i;
305
306   /* init all pointers in the list to NULL */
307   for (i = 0; i < ISOCBINDING_NUMBER; i++)
308     {
309       /* Initialize the name and value fields.  */
310       c_interop_kinds_table[i].name[0] = '\0';
311       c_interop_kinds_table[i].value = -100;
312       c_interop_kinds_table[i].f90_type = BT_UNKNOWN;
313     }
314
315 #define NAMED_INTCST(a,b,c,d) \
316   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
317   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_INTEGER; \
318   c_interop_kinds_table[a].value = c;
319 #define NAMED_REALCST(a,b,c) \
320   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
321   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_REAL; \
322   c_interop_kinds_table[a].value = c;
323 #define NAMED_CMPXCST(a,b,c) \
324   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
325   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_COMPLEX; \
326   c_interop_kinds_table[a].value = c;
327 #define NAMED_LOGCST(a,b,c) \
328   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
329   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_LOGICAL; \
330   c_interop_kinds_table[a].value = c;
331 #define NAMED_CHARKNDCST(a,b,c) \
332   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
333   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_CHARACTER; \
334   c_interop_kinds_table[a].value = c;
335 #define NAMED_CHARCST(a,b,c) \
336   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
337   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_CHARACTER; \
338   c_interop_kinds_table[a].value = c;
339 #define DERIVED_TYPE(a,b,c) \
340   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
341   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_DERIVED; \
342   c_interop_kinds_table[a].value = c;
343 #define PROCEDURE(a,b) \
344   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
345   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_PROCEDURE; \
346   c_interop_kinds_table[a].value = 0;
347 #include "iso-c-binding.def"
348 #define NAMED_FUNCTION(a,b,c,d) \
349   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
350   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_PROCEDURE; \
351   c_interop_kinds_table[a].value = c;
352 #include "iso-c-binding.def"
353 }
354
355
356 /* Query the target to determine which machine modes are available for
357    computation.  Choose KIND numbers for them.  */
358
359 void
360 gfc_init_kinds (void)
361 {
362   unsigned int mode;
363   int i_index, r_index, kind;
364   bool saw_i4 = false, saw_i8 = false;
365   bool saw_r4 = false, saw_r8 = false, saw_r16 = false;
366
367   for (i_index = 0, mode = MIN_MODE_INT; mode <= MAX_MODE_INT; mode++)
368     {
369       int kind, bitsize;
370
371       if (!targetm.scalar_mode_supported_p ((enum machine_mode) mode))
372         continue;
373
374       /* The middle end doesn't support constants larger than 2*HWI.
375          Perhaps the target hook shouldn't have accepted these either,
376          but just to be safe...  */
377       bitsize = GET_MODE_BITSIZE (mode);
378       if (bitsize > 2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
379         continue;
380
381       gcc_assert (i_index != MAX_INT_KINDS);
382
383       /* Let the kind equal the bit size divided by 8.  This insulates the
384          programmer from the underlying byte size.  */
385       kind = bitsize / 8;
386
387       if (kind == 4)
388         saw_i4 = true;
389       if (kind == 8)
390         saw_i8 = true;
391
392       gfc_integer_kinds[i_index].kind = kind;
393       gfc_integer_kinds[i_index].radix = 2;
394       gfc_integer_kinds[i_index].digits = bitsize - 1;
395       gfc_integer_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
396
397       gfc_logical_kinds[i_index].kind = kind;
398       gfc_logical_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
399
400       i_index += 1;
401     }
402
403   /* Set the kind used to match GFC_INT_IO in libgfortran.  This is 
404      used for large file access.  */
405
406   if (saw_i8)
407     gfc_intio_kind = 8;
408   else
409     gfc_intio_kind = 4;
410
411   /* If we do not at least have kind = 4, everything is pointless.  */  
412   gcc_assert(saw_i4);  
413
414   /* Set the maximum integer kind.  Used with at least BOZ constants.  */
415   gfc_max_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
416
417   for (r_index = 0, mode = MIN_MODE_FLOAT; mode <= MAX_MODE_FLOAT; mode++)
418     {
419       const struct real_format *fmt =
420         REAL_MODE_FORMAT ((enum machine_mode) mode);
421       int kind;
422
423       if (fmt == NULL)
424         continue;
425       if (!targetm.scalar_mode_supported_p ((enum machine_mode) mode))
426         continue;
427
428       /* Only let float, double, long double and __float128 go through.
429          Runtime support for others is not provided, so they would be
430          useless.  */
431         if (mode != TYPE_MODE (float_type_node)
432             && (mode != TYPE_MODE (double_type_node))
433             && (mode != TYPE_MODE (long_double_type_node))
434 #if defined(LIBGCC2_HAS_TF_MODE) && defined(ENABLE_LIBQUADMATH_SUPPORT)
435             && (mode != TFmode)
436 #endif
437            )
438         continue;
439
440       /* Let the kind equal the precision divided by 8, rounding up.  Again,
441          this insulates the programmer from the underlying byte size.
442
443          Also, it effectively deals with IEEE extended formats.  There, the
444          total size of the type may equal 16, but it's got 6 bytes of padding
445          and the increased size can get in the way of a real IEEE quad format
446          which may also be supported by the target.
447
448          We round up so as to handle IA-64 __floatreg (RFmode), which is an
449          82 bit type.  Not to be confused with __float80 (XFmode), which is
450          an 80 bit type also supported by IA-64.  So XFmode should come out
451          to be kind=10, and RFmode should come out to be kind=11.  Egads.  */
452
453       kind = (GET_MODE_PRECISION (mode) + 7) / 8;
454
455       if (kind == 4)
456         saw_r4 = true;
457       if (kind == 8)
458         saw_r8 = true;
459       if (kind == 16)
460         saw_r16 = true;
461
462       /* Careful we don't stumble a weird internal mode.  */
463       gcc_assert (r_index <= 0 || gfc_real_kinds[r_index-1].kind != kind);
464       /* Or have too many modes for the allocated space.  */
465       gcc_assert (r_index != MAX_REAL_KINDS);
466
467       gfc_real_kinds[r_index].kind = kind;
468       gfc_real_kinds[r_index].radix = fmt->b;
469       gfc_real_kinds[r_index].digits = fmt->p;
470       gfc_real_kinds[r_index].min_exponent = fmt->emin;
471       gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax;
472       if (fmt->pnan < fmt->p)
473         /* This is an IBM extended double format (or the MIPS variant)
474            made up of two IEEE doubles.  The value of the long double is
475            the sum of the values of the two parts.  The most significant
476            part is required to be the value of the long double rounded
477            to the nearest double.  If we use emax of 1024 then we can't
478            represent huge(x) = (1 - b**(-p)) * b**(emax-1) * b, because
479            rounding will make the most significant part overflow.  */
480         gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax - 1;
481       gfc_real_kinds[r_index].mode_precision = GET_MODE_PRECISION (mode);
482       r_index += 1;
483     }
484
485   /* Choose the default integer kind.  We choose 4 unless the user
486      directs us otherwise.  */
487   if (gfc_option.flag_default_integer)
488     {
489       if (!saw_i8)
490         fatal_error ("integer kind=8 not available for -fdefault-integer-8 option");
491       gfc_default_integer_kind = 8;
492
493       /* Even if the user specified that the default integer kind be 8,
494          the numeric storage size isn't 64.  In this case, a warning will
495          be issued when NUMERIC_STORAGE_SIZE is used.  */
496       gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
497     }
498   else if (saw_i4)
499     {
500       gfc_default_integer_kind = 4;
501       gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
502     }
503   else
504     {
505       gfc_default_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
506       gfc_numeric_storage_size = gfc_integer_kinds[i_index - 1].bit_size;
507     }
508
509   /* Choose the default real kind.  Again, we choose 4 when possible.  */
510   if (gfc_option.flag_default_real)
511     {
512       if (!saw_r8)
513         fatal_error ("real kind=8 not available for -fdefault-real-8 option");
514       gfc_default_real_kind = 8;
515     }
516   else if (saw_r4)
517     gfc_default_real_kind = 4;
518   else
519     gfc_default_real_kind = gfc_real_kinds[0].kind;
520
521   /* Choose the default double kind.  If -fdefault-real and -fdefault-double 
522      are specified, we use kind=8, if it's available.  If -fdefault-real is
523      specified without -fdefault-double, we use kind=16, if it's available.
524      Otherwise we do not change anything.  */
525   if (gfc_option.flag_default_double && !gfc_option.flag_default_real)
526     fatal_error ("Use of -fdefault-double-8 requires -fdefault-real-8");
527
528   if (gfc_option.flag_default_real && gfc_option.flag_default_double && saw_r8)
529     gfc_default_double_kind = 8;
530   else if (gfc_option.flag_default_real && saw_r16)
531     gfc_default_double_kind = 16;
532   else if (saw_r4 && saw_r8)
533     gfc_default_double_kind = 8;
534   else
535     {
536       /* F95 14.6.3.1: A nonpointer scalar object of type double precision
537          real ... occupies two contiguous numeric storage units.
538
539          Therefore we must be supplied a kind twice as large as we chose
540          for single precision.  There are loopholes, in that double
541          precision must *occupy* two storage units, though it doesn't have
542          to *use* two storage units.  Which means that you can make this
543          kind artificially wide by padding it.  But at present there are
544          no GCC targets for which a two-word type does not exist, so we
545          just let gfc_validate_kind abort and tell us if something breaks.  */
546
547       gfc_default_double_kind
548         = gfc_validate_kind (BT_REAL, gfc_default_real_kind * 2, false);
549     }
550
551   /* The default logical kind is constrained to be the same as the
552      default integer kind.  Similarly with complex and real.  */
553   gfc_default_logical_kind = gfc_default_integer_kind;
554   gfc_default_complex_kind = gfc_default_real_kind;
555
556   /* We only have two character kinds: ASCII and UCS-4.
557      ASCII corresponds to a 8-bit integer type, if one is available.
558      UCS-4 corresponds to a 32-bit integer type, if one is available. */
559   i_index = 0;
560   if ((kind = get_int_kind_from_width (8)) > 0)
561     {
562       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
563       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 8;
564       gfc_character_kinds[i_index].name = "ascii";
565       i_index++;
566     }
567   if ((kind = get_int_kind_from_width (32)) > 0)
568     {
569       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
570       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 32;
571       gfc_character_kinds[i_index].name = "iso_10646";
572       i_index++;
573     }
574
575   /* Choose the smallest integer kind for our default character.  */
576   gfc_default_character_kind = gfc_character_kinds[0].kind;
577   gfc_character_storage_size = gfc_default_character_kind * 8;
578
579   /* Choose the integer kind the same size as "void*" for our index kind.  */
580   gfc_index_integer_kind = POINTER_SIZE / 8;
581   /* Pick a kind the same size as the C "int" type.  */
582   gfc_c_int_kind = INT_TYPE_SIZE / 8;
583
584   /* Choose atomic kinds to match C's int.  */
585   gfc_atomic_int_kind = gfc_c_int_kind;
586   gfc_atomic_logical_kind = gfc_c_int_kind;
587
588   /* initialize the C interoperable kinds  */
589   init_c_interop_kinds();
590 }
591
592 /* Make sure that a valid kind is present.  Returns an index into the
593    associated kinds array, -1 if the kind is not present.  */
594
595 static int
596 validate_integer (int kind)
597 {
598   int i;
599
600   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
601     if (gfc_integer_kinds[i].kind == kind)
602       return i;
603
604   return -1;
605 }
606
607 static int
608 validate_real (int kind)
609 {
610   int i;
611
612   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
613     if (gfc_real_kinds[i].kind == kind)
614       return i;
615
616   return -1;
617 }
618
619 static int
620 validate_logical (int kind)
621 {
622   int i;
623
624   for (i = 0; gfc_logical_kinds[i].kind; i++)
625     if (gfc_logical_kinds[i].kind == kind)
626       return i;
627
628   return -1;
629 }
630
631 static int
632 validate_character (int kind)
633 {
634   int i;
635
636   for (i = 0; gfc_character_kinds[i].kind; i++)
637     if (gfc_character_kinds[i].kind == kind)
638       return i;
639
640   return -1;
641 }
642
643 /* Validate a kind given a basic type.  The return value is the same
644    for the child functions, with -1 indicating nonexistence of the
645    type.  If MAY_FAIL is false, then -1 is never returned, and we ICE.  */
646
647 int
648 gfc_validate_kind (bt type, int kind, bool may_fail)
649 {
650   int rc;
651
652   switch (type)
653     {
654     case BT_REAL:               /* Fall through */
655     case BT_COMPLEX:
656       rc = validate_real (kind);
657       break;
658     case BT_INTEGER:
659       rc = validate_integer (kind);
660       break;
661     case BT_LOGICAL:
662       rc = validate_logical (kind);
663       break;
664     case BT_CHARACTER:
665       rc = validate_character (kind);
666       break;
667
668     default:
669       gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad type");
670     }
671
672   if (rc < 0 && !may_fail)
673     gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad kind");
674
675   return rc;
676 }
677
678
679 /* Four subroutines of gfc_init_types.  Create type nodes for the given kind.
680    Reuse common type nodes where possible.  Recognize if the kind matches up
681    with a C type.  This will be used later in determining which routines may
682    be scarfed from libm.  */
683
684 static tree
685 gfc_build_int_type (gfc_integer_info *info)
686 {
687   int mode_precision = info->bit_size;
688
689   if (mode_precision == CHAR_TYPE_SIZE)
690     info->c_char = 1;
691   if (mode_precision == SHORT_TYPE_SIZE)
692     info->c_short = 1;
693   if (mode_precision == INT_TYPE_SIZE)
694     info->c_int = 1;
695   if (mode_precision == LONG_TYPE_SIZE)
696     info->c_long = 1;
697   if (mode_precision == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
698     info->c_long_long = 1;
699
700   if (TYPE_PRECISION (intQI_type_node) == mode_precision)
701     return intQI_type_node;
702   if (TYPE_PRECISION (intHI_type_node) == mode_precision)
703     return intHI_type_node;
704   if (TYPE_PRECISION (intSI_type_node) == mode_precision)
705     return intSI_type_node;
706   if (TYPE_PRECISION (intDI_type_node) == mode_precision)
707     return intDI_type_node;
708   if (TYPE_PRECISION (intTI_type_node) == mode_precision)
709     return intTI_type_node;
710
711   return make_signed_type (mode_precision);
712 }
713
714 tree
715 gfc_build_uint_type (int size)
716 {
717   if (size == CHAR_TYPE_SIZE)
718     return unsigned_char_type_node;
719   if (size == SHORT_TYPE_SIZE)
720     return short_unsigned_type_node;
721   if (size == INT_TYPE_SIZE)
722     return unsigned_type_node;
723   if (size == LONG_TYPE_SIZE)
724     return long_unsigned_type_node;
725   if (size == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
726     return long_long_unsigned_type_node;
727
728   return make_unsigned_type (size);
729 }
730
731
732 static tree
733 gfc_build_real_type (gfc_real_info *info)
734 {
735   int mode_precision = info->mode_precision;
736   tree new_type;
737
738   if (mode_precision == FLOAT_TYPE_SIZE)
739     info->c_float = 1;
740   if (mode_precision == DOUBLE_TYPE_SIZE)
741     info->c_double = 1;
742   if (mode_precision == LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE)
743     info->c_long_double = 1;
744   if (mode_precision != LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE && mode_precision == 128)
745     {
746       info->c_float128 = 1;
747       gfc_real16_is_float128 = true;
748     }
749
750   if (TYPE_PRECISION (float_type_node) == mode_precision)
751     return float_type_node;
752   if (TYPE_PRECISION (double_type_node) == mode_precision)
753     return double_type_node;
754   if (TYPE_PRECISION (long_double_type_node) == mode_precision)
755     return long_double_type_node;
756
757   new_type = make_node (REAL_TYPE);
758   TYPE_PRECISION (new_type) = mode_precision;
759   layout_type (new_type);
760   return new_type;
761 }
762
763 static tree
764 gfc_build_complex_type (tree scalar_type)
765 {
766   tree new_type;
767
768   if (scalar_type == NULL)
769     return NULL;
770   if (scalar_type == float_type_node)
771     return complex_float_type_node;
772   if (scalar_type == double_type_node)
773     return complex_double_type_node;
774   if (scalar_type == long_double_type_node)
775     return complex_long_double_type_node;
776
777   new_type = make_node (COMPLEX_TYPE);
778   TREE_TYPE (new_type) = scalar_type;
779   layout_type (new_type);
780   return new_type;
781 }
782
783 static tree
784 gfc_build_logical_type (gfc_logical_info *info)
785 {
786   int bit_size = info->bit_size;
787   tree new_type;
788
789   if (bit_size == BOOL_TYPE_SIZE)
790     {
791       info->c_bool = 1;
792       return boolean_type_node;
793     }
794
795   new_type = make_unsigned_type (bit_size);
796   TREE_SET_CODE (new_type, BOOLEAN_TYPE);
797   TYPE_MAX_VALUE (new_type) = build_int_cst (new_type, 1);
798   TYPE_PRECISION (new_type) = 1;
799
800   return new_type;
801 }
802
803
804 /* Create the backend type nodes. We map them to their
805    equivalent C type, at least for now.  We also give
806    names to the types here, and we push them in the
807    global binding level context.*/
808
809 void
810 gfc_init_types (void)
811 {
812   char name_buf[18];
813   int index;
814   tree type;
815   unsigned n;
816   unsigned HOST_WIDE_INT hi;
817   unsigned HOST_WIDE_INT lo;
818
819   /* Create and name the types.  */
820 #define PUSH_TYPE(name, node) \
821   pushdecl (build_decl (input_location, \
822                         TYPE_DECL, get_identifier (name), node))
823
824   for (index = 0; gfc_integer_kinds[index].kind != 0; ++index)
825     {
826       type = gfc_build_int_type (&gfc_integer_kinds[index]);
827       /* Ensure integer(kind=1) doesn't have TYPE_STRING_FLAG set.  */
828       if (TYPE_STRING_FLAG (type))
829         type = make_signed_type (gfc_integer_kinds[index].bit_size);
830       gfc_integer_types[index] = type;
831       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "integer(kind=%d)",
832                 gfc_integer_kinds[index].kind);
833       PUSH_TYPE (name_buf, type);
834     }
835
836   for (index = 0; gfc_logical_kinds[index].kind != 0; ++index)
837     {
838       type = gfc_build_logical_type (&gfc_logical_kinds[index]);
839       gfc_logical_types[index] = type;
840       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "logical(kind=%d)",
841                 gfc_logical_kinds[index].kind);
842       PUSH_TYPE (name_buf, type);
843     }
844
845   for (index = 0; gfc_real_kinds[index].kind != 0; index++)
846     {
847       type = gfc_build_real_type (&gfc_real_kinds[index]);
848       gfc_real_types[index] = type;
849       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "real(kind=%d)",
850                 gfc_real_kinds[index].kind);
851       PUSH_TYPE (name_buf, type);
852
853       if (gfc_real_kinds[index].c_float128)
854         float128_type_node = type;
855
856       type = gfc_build_complex_type (type);
857       gfc_complex_types[index] = type;
858       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "complex(kind=%d)",
859                 gfc_real_kinds[index].kind);
860       PUSH_TYPE (name_buf, type);
861
862       if (gfc_real_kinds[index].c_float128)
863         complex_float128_type_node = type;
864     }
865
866   for (index = 0; gfc_character_kinds[index].kind != 0; ++index)
867     {
868       type = gfc_build_uint_type (gfc_character_kinds[index].bit_size);
869       type = build_qualified_type (type, TYPE_UNQUALIFIED);
870       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "character(kind=%d)",
871                 gfc_character_kinds[index].kind);
872       PUSH_TYPE (name_buf, type);
873       gfc_character_types[index] = type;
874       gfc_pcharacter_types[index] = build_pointer_type (type);
875     }
876   gfc_character1_type_node = gfc_character_types[0];
877
878   PUSH_TYPE ("byte", unsigned_char_type_node);
879   PUSH_TYPE ("void", void_type_node);
880
881   /* DBX debugging output gets upset if these aren't set.  */
882   if (!TYPE_NAME (integer_type_node))
883     PUSH_TYPE ("c_integer", integer_type_node);
884   if (!TYPE_NAME (char_type_node))
885     PUSH_TYPE ("c_char", char_type_node);
886
887 #undef PUSH_TYPE
888
889   pvoid_type_node = build_pointer_type (void_type_node);
890   prvoid_type_node = build_qualified_type (pvoid_type_node, TYPE_QUAL_RESTRICT);
891   ppvoid_type_node = build_pointer_type (pvoid_type_node);
892   pchar_type_node = build_pointer_type (gfc_character1_type_node);
893   pfunc_type_node
894     = build_pointer_type (build_function_type_list (void_type_node, NULL_TREE));
895
896   gfc_array_index_type = gfc_get_int_type (gfc_index_integer_kind);
897   /* We cannot use gfc_index_zero_node in definition of gfc_array_range_type,
898      since this function is called before gfc_init_constants.  */
899   gfc_array_range_type
900           = build_range_type (gfc_array_index_type,
901                               build_int_cst (gfc_array_index_type, 0),
902                               NULL_TREE);
903
904   /* The maximum array element size that can be handled is determined
905      by the number of bits available to store this field in the array
906      descriptor.  */
907
908   n = TYPE_PRECISION (gfc_array_index_type) - GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
909   lo = ~ (unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
910   if (n > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
911     hi = lo >> (2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n);
912   else
913     hi = 0, lo >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n;
914   gfc_max_array_element_size
915     = build_int_cst_wide (long_unsigned_type_node, lo, hi);
916
917   boolean_type_node = gfc_get_logical_type (gfc_default_logical_kind);
918   boolean_true_node = build_int_cst (boolean_type_node, 1);
919   boolean_false_node = build_int_cst (boolean_type_node, 0);
920
921   /* ??? Shouldn't this be based on gfc_index_integer_kind or so?  */
922   gfc_charlen_int_kind = 4;
923   gfc_charlen_type_node = gfc_get_int_type (gfc_charlen_int_kind);
924 }
925
926 /* Get the type node for the given type and kind.  */
927
928 tree
929 gfc_get_int_type (int kind)
930 {
931   int index = gfc_validate_kind (BT_INTEGER, kind, true);
932   return index < 0 ? 0 : gfc_integer_types[index];
933 }
934
935 tree
936 gfc_get_real_type (int kind)
937 {
938   int index = gfc_validate_kind (BT_REAL, kind, true);
939   return index < 0 ? 0 : gfc_real_types[index];
940 }
941
942 tree
943 gfc_get_complex_type (int kind)
944 {
945   int index = gfc_validate_kind (BT_COMPLEX, kind, true);
946   return index < 0 ? 0 : gfc_complex_types[index];
947 }
948
949 tree
950 gfc_get_logical_type (int kind)
951 {
952   int index = gfc_validate_kind (BT_LOGICAL, kind, true);
953   return index < 0 ? 0 : gfc_logical_types[index];
954 }
955
956 tree
957 gfc_get_char_type (int kind)
958 {
959   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
960   return index < 0 ? 0 : gfc_character_types[index];
961 }
962
963 tree
964 gfc_get_pchar_type (int kind)
965 {
966   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
967   return index < 0 ? 0 : gfc_pcharacter_types[index];
968 }
969
970 \f
971 /* Create a character type with the given kind and length.  */
972
973 tree
974 gfc_get_character_type_len_for_eltype (tree eltype, tree len)
975 {
976   tree bounds, type;
977
978   bounds = build_range_type (gfc_charlen_type_node, gfc_index_one_node, len);
979   type = build_array_type (eltype, bounds);
980   TYPE_STRING_FLAG (type) = 1;
981
982   return type;
983 }
984
985 tree
986 gfc_get_character_type_len (int kind, tree len)
987 {
988   gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, false);
989   return gfc_get_character_type_len_for_eltype (gfc_get_char_type (kind), len);
990 }
991
992
993 /* Get a type node for a character kind.  */
994
995 tree
996 gfc_get_character_type (int kind, gfc_charlen * cl)
997 {
998   tree len;
999
1000   len = (cl == NULL) ? NULL_TREE : cl->backend_decl;
1001
1002   return gfc_get_character_type_len (kind, len);
1003 }
1004 \f
1005 /* Covert a basic type.  This will be an array for character types.  */
1006
1007 tree
1008 gfc_typenode_for_spec (gfc_typespec * spec)
1009 {
1010   tree basetype;
1011
1012   switch (spec->type)
1013     {
1014     case BT_UNKNOWN:
1015       gcc_unreachable ();
1016
1017     case BT_INTEGER:
1018       /* We use INTEGER(c_intptr_t) for C_PTR and C_FUNPTR once the symbol
1019          has been resolved.  This is done so we can convert C_PTR and
1020          C_FUNPTR to simple variables that get translated to (void *).  */
1021       if (spec->f90_type == BT_VOID)
1022         {
1023           if (spec->u.derived
1024               && spec->u.derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
1025             basetype = ptr_type_node;
1026           else
1027             basetype = pfunc_type_node;
1028         }
1029       else
1030         basetype = gfc_get_int_type (spec->kind);
1031       break;
1032
1033     case BT_REAL:
1034       basetype = gfc_get_real_type (spec->kind);
1035       break;
1036
1037     case BT_COMPLEX:
1038       basetype = gfc_get_complex_type (spec->kind);
1039       break;
1040
1041     case BT_LOGICAL:
1042       basetype = gfc_get_logical_type (spec->kind);
1043       break;
1044
1045     case BT_CHARACTER:
1046 #if 0
1047       if (spec->deferred)
1048         basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, NULL);
1049       else
1050 #endif
1051         basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, spec->u.cl);
1052       break;
1053
1054     case BT_DERIVED:
1055     case BT_CLASS:
1056       basetype = gfc_get_derived_type (spec->u.derived);
1057
1058       /* If we're dealing with either C_PTR or C_FUNPTR, we modified the
1059          type and kind to fit a (void *) and the basetype returned was a
1060          ptr_type_node.  We need to pass up this new information to the
1061          symbol that was declared of type C_PTR or C_FUNPTR.  */
1062       if (spec->u.derived->attr.is_iso_c)
1063         {
1064           spec->type = spec->u.derived->ts.type;
1065           spec->kind = spec->u.derived->ts.kind;
1066           spec->f90_type = spec->u.derived->ts.f90_type;
1067         }
1068       break;
1069     case BT_VOID:
1070       /* This is for the second arg to c_f_pointer and c_f_procpointer
1071          of the iso_c_binding module, to accept any ptr type.  */
1072       basetype = ptr_type_node;
1073       if (spec->f90_type == BT_VOID)
1074         {
1075           if (spec->u.derived
1076               && spec->u.derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
1077             basetype = ptr_type_node;
1078           else
1079             basetype = pfunc_type_node;
1080         }
1081        break;
1082     default:
1083       gcc_unreachable ();
1084     }
1085   return basetype;
1086 }
1087 \f
1088 /* Build an INT_CST for constant expressions, otherwise return NULL_TREE.  */
1089
1090 static tree
1091 gfc_conv_array_bound (gfc_expr * expr)
1092 {
1093   /* If expr is an integer constant, return that.  */
1094   if (expr != NULL && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1095     return gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer, gfc_index_integer_kind);
1096
1097   /* Otherwise return NULL.  */
1098   return NULL_TREE;
1099 }
1100 \f
1101 tree
1102 gfc_get_element_type (tree type)
1103 {
1104   tree element;
1105
1106   if (GFC_ARRAY_TYPE_P (type))
1107     {
1108       if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE)
1109         type = TREE_TYPE (type);
1110       if (GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type) == 0)
1111         {
1112           gcc_assert (GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (type) > 0);
1113           element = type;
1114         }
1115       else
1116         {
1117           gcc_assert (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE);
1118           element = TREE_TYPE (type);
1119         }
1120     }
1121   else
1122     {
1123       gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type));
1124       element = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
1125
1126       gcc_assert (TREE_CODE (element) == POINTER_TYPE);
1127       element = TREE_TYPE (element);
1128
1129       /* For arrays, which are not scalar coarrays.  */
1130       if (TREE_CODE (element) == ARRAY_TYPE)
1131         element = TREE_TYPE (element);
1132     }
1133
1134   return element;
1135 }
1136 \f
1137 /* Build an array.  This function is called from gfc_sym_type().
1138    Actually returns array descriptor type.
1139
1140    Format of array descriptors is as follows:
1141
1142     struct gfc_array_descriptor
1143     {
1144       array *data
1145       index offset;
1146       index dtype;
1147       struct descriptor_dimension dimension[N_DIM];
1148     }
1149
1150     struct descriptor_dimension
1151     {
1152       index stride;
1153       index lbound;
1154       index ubound;
1155     }
1156
1157    Translation code should use gfc_conv_descriptor_* rather than
1158    accessing the descriptor directly.  Any changes to the array
1159    descriptor type will require changes in gfc_conv_descriptor_* and
1160    gfc_build_array_initializer.
1161
1162    This is represented internally as a RECORD_TYPE. The index nodes
1163    are gfc_array_index_type and the data node is a pointer to the
1164    data.  See below for the handling of character types.
1165
1166    The dtype member is formatted as follows:
1167     rank = dtype & GFC_DTYPE_RANK_MASK // 3 bits
1168     type = (dtype & GFC_DTYPE_TYPE_MASK) >> GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT // 3 bits
1169     size = dtype >> GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT
1170
1171    I originally used nested ARRAY_TYPE nodes to represent arrays, but
1172    this generated poor code for assumed/deferred size arrays.  These
1173    require use of PLACEHOLDER_EXPR/WITH_RECORD_EXPR, which isn't part
1174    of the GENERIC grammar.  Also, there is no way to explicitly set
1175    the array stride, so all data must be packed(1).  I've tried to
1176    mark all the functions which would require modification with a GCC
1177    ARRAYS comment.
1178
1179    The data component points to the first element in the array.  The
1180    offset field is the position of the origin of the array (i.e. element
1181    (0, 0 ...)).  This may be outside the bounds of the array.
1182
1183    An element is accessed by
1184     data[offset + index0*stride0 + index1*stride1 + index2*stride2]
1185    This gives good performance as the computation does not involve the
1186    bounds of the array.  For packed arrays, this is optimized further
1187    by substituting the known strides.
1188
1189    This system has one problem: all array bounds must be within 2^31
1190    elements of the origin (2^63 on 64-bit machines).  For example
1191     integer, dimension (80000:90000, 80000:90000, 2) :: array
1192    may not work properly on 32-bit machines because 80000*80000 >
1193    2^31, so the calculation for stride2 would overflow.  This may
1194    still work, but I haven't checked, and it relies on the overflow
1195    doing the right thing.
1196
1197    The way to fix this problem is to access elements as follows:
1198     data[(index0-lbound0)*stride0 + (index1-lbound1)*stride1]
1199    Obviously this is much slower.  I will make this a compile time
1200    option, something like -fsmall-array-offsets.  Mixing code compiled
1201    with and without this switch will work.
1202
1203    (1) This can be worked around by modifying the upper bound of the
1204    previous dimension.  This requires extra fields in the descriptor
1205    (both real_ubound and fake_ubound).  */
1206
1207
1208 /* Returns true if the array sym does not require a descriptor.  */
1209
1210 int
1211 gfc_is_nodesc_array (gfc_symbol * sym)
1212 {
1213   gcc_assert (sym->attr.dimension || sym->attr.codimension);
1214
1215   /* We only want local arrays.  */
1216   if (sym->attr.pointer || sym->attr.allocatable)
1217     return 0;
1218
1219   /* We want a descriptor for associate-name arrays that do not have an
1220      explicitely known shape already.  */
1221   if (sym->assoc && sym->as->type != AS_EXPLICIT)
1222     return 0;
1223
1224   if (sym->attr.dummy)
1225     return sym->as->type != AS_ASSUMED_SHAPE;
1226
1227   if (sym->attr.result || sym->attr.function)
1228     return 0;
1229
1230   gcc_assert (sym->as->type == AS_EXPLICIT || sym->as->cp_was_assumed);
1231
1232   return 1;
1233 }
1234
1235
1236 /* Create an array descriptor type.  */
1237
1238 static tree
1239 gfc_build_array_type (tree type, gfc_array_spec * as,
1240                       enum gfc_array_kind akind, bool restricted,
1241                       bool contiguous)
1242 {
1243   tree lbound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1244   tree ubound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1245   int n;
1246
1247   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1248     {
1249       /* Create expressions for the known bounds of the array.  */
1250       if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE && as->lower[n] == NULL)
1251         lbound[n] = gfc_index_one_node;
1252       else
1253         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
1254       ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
1255     }
1256
1257   for (n = as->rank; n < as->rank + as->corank; n++)
1258     {
1259       if (as->lower[n] == NULL)
1260         lbound[n] = gfc_index_one_node;
1261       else
1262         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
1263
1264       if (n < as->rank + as->corank - 1)
1265         ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
1266     }
1267
1268   if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE)
1269     akind = contiguous ? GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT
1270                        : GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE;
1271   return gfc_get_array_type_bounds (type, as->rank, as->corank, lbound,
1272                                     ubound, 0, akind, restricted);
1273 }
1274 \f
1275 /* Returns the struct descriptor_dimension type.  */
1276
1277 static tree
1278 gfc_get_desc_dim_type (void)
1279 {
1280   tree type;
1281   tree decl, *chain = NULL;
1282
1283   if (gfc_desc_dim_type)
1284     return gfc_desc_dim_type;
1285
1286   /* Build the type node.  */
1287   type = make_node (RECORD_TYPE);
1288
1289   TYPE_NAME (type) = get_identifier ("descriptor_dimension");
1290   TYPE_PACKED (type) = 1;
1291
1292   /* Consists of the stride, lbound and ubound members.  */
1293   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1294                                     get_identifier ("stride"),
1295                                     gfc_array_index_type, &chain);
1296   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1297
1298   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1299                                     get_identifier ("lbound"),
1300                                     gfc_array_index_type, &chain);
1301   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1302
1303   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1304                                     get_identifier ("ubound"),
1305                                     gfc_array_index_type, &chain);
1306   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1307
1308   /* Finish off the type.  */
1309   gfc_finish_type (type);
1310   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
1311
1312   gfc_desc_dim_type = type;
1313   return type;
1314 }
1315
1316
1317 /* Return the DTYPE for an array.  This describes the type and type parameters
1318    of the array.  */
1319 /* TODO: Only call this when the value is actually used, and make all the
1320    unknown cases abort.  */
1321
1322 tree
1323 gfc_get_dtype (tree type)
1324 {
1325   tree size;
1326   int n;
1327   HOST_WIDE_INT i;
1328   tree tmp;
1329   tree dtype;
1330   tree etype;
1331   int rank;
1332
1333   gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type) || GFC_ARRAY_TYPE_P (type));
1334
1335   if (GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type))
1336     return GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type);
1337
1338   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
1339   etype = gfc_get_element_type (type);
1340
1341   switch (TREE_CODE (etype))
1342     {
1343     case INTEGER_TYPE:
1344       n = BT_INTEGER;
1345       break;
1346
1347     case BOOLEAN_TYPE:
1348       n = BT_LOGICAL;
1349       break;
1350
1351     case REAL_TYPE:
1352       n = BT_REAL;
1353       break;
1354
1355     case COMPLEX_TYPE:
1356       n = BT_COMPLEX;
1357       break;
1358
1359     /* We will never have arrays of arrays.  */
1360     case RECORD_TYPE:
1361       n = BT_DERIVED;
1362       break;
1363
1364     case ARRAY_TYPE:
1365       n = BT_CHARACTER;
1366       break;
1367
1368     default:
1369       /* TODO: Don't do dtype for temporary descriptorless arrays.  */
1370       /* We can strange array types for temporary arrays.  */
1371       return gfc_index_zero_node;
1372     }
1373
1374   gcc_assert (rank <= GFC_DTYPE_RANK_MASK);
1375   size = TYPE_SIZE_UNIT (etype);
1376
1377   i = rank | (n << GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT);
1378   if (size && INTEGER_CST_P (size))
1379     {
1380       if (tree_int_cst_lt (gfc_max_array_element_size, size))
1381         internal_error ("Array element size too big");
1382
1383       i += TREE_INT_CST_LOW (size) << GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
1384     }
1385   dtype = build_int_cst (gfc_array_index_type, i);
1386
1387   if (size && !INTEGER_CST_P (size))
1388     {
1389       tmp = build_int_cst (gfc_array_index_type, GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT);
1390       tmp  = fold_build2_loc (input_location, LSHIFT_EXPR,
1391                               gfc_array_index_type,
1392                               fold_convert (gfc_array_index_type, size), tmp);
1393       dtype = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
1394                                tmp, dtype);
1395     }
1396   /* If we don't know the size we leave it as zero.  This should never happen
1397      for anything that is actually used.  */
1398   /* TODO: Check this is actually true, particularly when repacking
1399      assumed size parameters.  */
1400
1401   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = dtype;
1402   return dtype;
1403 }
1404
1405
1406 /* Build an array type for use without a descriptor, packed according
1407    to the value of PACKED.  */
1408
1409 tree
1410 gfc_get_nodesc_array_type (tree etype, gfc_array_spec * as, gfc_packed packed,
1411                            bool restricted)
1412 {
1413   tree range;
1414   tree type;
1415   tree tmp;
1416   int n;
1417   int known_stride;
1418   int known_offset;
1419   mpz_t offset;
1420   mpz_t stride;
1421   mpz_t delta;
1422   gfc_expr *expr;
1423
1424   mpz_init_set_ui (offset, 0);
1425   mpz_init_set_ui (stride, 1);
1426   mpz_init (delta);
1427
1428   /* We don't use build_array_type because this does not include include
1429      lang-specific information (i.e. the bounds of the array) when checking
1430      for duplicates.  */
1431   if (as->rank)
1432     type = make_node (ARRAY_TYPE);
1433   else
1434     type = build_variant_type_copy (etype);
1435
1436   GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1437   TYPE_LANG_SPECIFIC (type)
1438       = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1439
1440   known_stride = (packed != PACKED_NO);
1441   known_offset = 1;
1442   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1443     {
1444       /* Fill in the stride and bound components of the type.  */
1445       if (known_stride)
1446         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1447       else
1448         tmp = NULL_TREE;
1449       GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (type, n) = tmp;
1450
1451       expr = as->lower[n];
1452       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1453         {
1454           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1455                                       gfc_index_integer_kind);
1456         }
1457       else
1458         {
1459           known_stride = 0;
1460           tmp = NULL_TREE;
1461         }
1462       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1463
1464       if (known_stride)
1465         {
1466           /* Calculate the offset.  */
1467           mpz_mul (delta, stride, as->lower[n]->value.integer);
1468           mpz_sub (offset, offset, delta);
1469         }
1470       else
1471         known_offset = 0;
1472
1473       expr = as->upper[n];
1474       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1475         {
1476           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1477                                   gfc_index_integer_kind);
1478         }
1479       else
1480         {
1481           tmp = NULL_TREE;
1482           known_stride = 0;
1483         }
1484       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1485
1486       if (known_stride)
1487         {
1488           /* Calculate the stride.  */
1489           mpz_sub (delta, as->upper[n]->value.integer,
1490                    as->lower[n]->value.integer);
1491           mpz_add_ui (delta, delta, 1);
1492           mpz_mul (stride, stride, delta);
1493         }
1494
1495       /* Only the first stride is known for partial packed arrays.  */
1496       if (packed == PACKED_NO || packed == PACKED_PARTIAL)
1497         known_stride = 0;
1498     }
1499   for (n = as->rank; n < as->rank + as->corank; n++)
1500     {
1501       expr = as->lower[n];
1502       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1503         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1504                                     gfc_index_integer_kind);
1505       else
1506         tmp = NULL_TREE;
1507       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1508
1509       expr = as->upper[n];
1510       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1511         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1512                                     gfc_index_integer_kind);
1513       else
1514         tmp = NULL_TREE;
1515       if (n < as->rank + as->corank - 1)
1516       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1517     }
1518
1519   if (known_offset)
1520     {
1521       GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) =
1522         gfc_conv_mpz_to_tree (offset, gfc_index_integer_kind);
1523     }
1524   else
1525     GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) = NULL_TREE;
1526
1527   if (known_stride)
1528     {
1529       GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) =
1530         gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1531     }
1532   else
1533     GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) = NULL_TREE;
1534
1535   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type) = as->rank;
1536   GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (type) = as->corank;
1537   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = NULL_TREE;
1538   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1539                             NULL_TREE);
1540   /* TODO: use main type if it is unbounded.  */
1541   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1542     build_pointer_type (build_array_type (etype, range));
1543   if (restricted)
1544     GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1545       build_qualified_type (GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type),
1546                             TYPE_QUAL_RESTRICT);
1547
1548   if (as->rank == 0)
1549     {
1550       if (packed != PACKED_STATIC  || gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB)
1551         {
1552           type = build_pointer_type (type);
1553
1554           if (restricted)
1555             type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);     
1556
1557           GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1558           TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = TYPE_LANG_SPECIFIC (TREE_TYPE (type)); 
1559         }
1560
1561       return type;
1562     }
1563
1564   if (known_stride)
1565     {
1566       mpz_sub_ui (stride, stride, 1);
1567       range = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1568     }
1569   else
1570     range = NULL_TREE;
1571
1572   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node, range);
1573   TYPE_DOMAIN (type) = range;
1574
1575   build_pointer_type (etype);
1576   TREE_TYPE (type) = etype;
1577
1578   layout_type (type);
1579
1580   mpz_clear (offset);
1581   mpz_clear (stride);
1582   mpz_clear (delta);
1583
1584   /* Represent packed arrays as multi-dimensional if they have rank >
1585      1 and with proper bounds, instead of flat arrays.  This makes for
1586      better debug info.  */
1587   if (known_offset)
1588     {
1589       tree gtype = etype, rtype, type_decl;
1590
1591       for (n = as->rank - 1; n >= 0; n--)
1592         {
1593           rtype = build_range_type (gfc_array_index_type,
1594                                     GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n),
1595                                     GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n));
1596           gtype = build_array_type (gtype, rtype);
1597         }
1598       TYPE_NAME (type) = type_decl = build_decl (input_location,
1599                                                  TYPE_DECL, NULL, gtype);
1600       DECL_ORIGINAL_TYPE (type_decl) = gtype;
1601     }
1602
1603   if (packed != PACKED_STATIC || !known_stride
1604       || (as->corank && gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB))
1605     {
1606       /* For dummy arrays and automatic (heap allocated) arrays we
1607          want a pointer to the array.  */
1608       type = build_pointer_type (type);
1609       if (restricted)
1610         type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1611       GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1612       TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = TYPE_LANG_SPECIFIC (TREE_TYPE (type));
1613     }
1614   return type;
1615 }
1616
1617 /* Return or create the base type for an array descriptor.  */
1618
1619 static tree
1620 gfc_get_array_descriptor_base (int dimen, int codimen, bool restricted)
1621 {
1622   tree fat_type, decl, arraytype, *chain = NULL;
1623   char name[16 + 2*GFC_RANK_DIGITS + 1 + 1];
1624   int idx = 2 * (codimen + dimen - 1) + restricted;
1625
1626   gcc_assert (codimen + dimen >= 1 && codimen + dimen <= GFC_MAX_DIMENSIONS);
1627
1628   if (gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB && codimen)
1629     {
1630       if (gfc_array_descriptor_base_caf[idx])
1631         return gfc_array_descriptor_base_caf[idx];
1632     }
1633   else if (gfc_array_descriptor_base[idx])
1634     return gfc_array_descriptor_base[idx];
1635
1636   /* Build the type node.  */
1637   fat_type = make_node (RECORD_TYPE);
1638
1639   sprintf (name, "array_descriptor" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT, dimen + codimen);
1640   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1641   TYPE_NAMELESS (fat_type) = 1;
1642
1643   /* Add the data member as the first element of the descriptor.  */
1644   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1645                                     get_identifier ("data"),
1646                                     (restricted
1647                                      ? prvoid_type_node
1648                                      : ptr_type_node), &chain);
1649
1650   /* Add the base component.  */
1651   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1652                                     get_identifier ("offset"),
1653                                     gfc_array_index_type, &chain);
1654   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1655
1656   /* Add the dtype component.  */
1657   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1658                                     get_identifier ("dtype"),
1659                                     gfc_array_index_type, &chain);
1660   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1661
1662   /* Build the array type for the stride and bound components.  */
1663   arraytype =
1664     build_array_type (gfc_get_desc_dim_type (),
1665                       build_range_type (gfc_array_index_type,
1666                                         gfc_index_zero_node,
1667                                         gfc_rank_cst[codimen + dimen - 1]));
1668
1669   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1670                                     get_identifier ("dim"),
1671                                     arraytype, &chain);
1672   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1673
1674   if (gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB && codimen)
1675     {
1676       decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1677                                         get_identifier ("token"),
1678                                         prvoid_type_node, &chain);
1679       TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1680     }
1681
1682   /* Finish off the type.  */
1683   gfc_finish_type (fat_type);
1684   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (fat_type)) = 1;
1685
1686   if (gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB && codimen)
1687     gfc_array_descriptor_base_caf[idx] = fat_type;
1688   else
1689     gfc_array_descriptor_base[idx] = fat_type;
1690
1691   return fat_type;
1692 }
1693
1694 /* Build an array (descriptor) type with given bounds.  */
1695
1696 tree
1697 gfc_get_array_type_bounds (tree etype, int dimen, int codimen, tree * lbound,
1698                            tree * ubound, int packed,
1699                            enum gfc_array_kind akind, bool restricted)
1700 {
1701   char name[8 + 2*GFC_RANK_DIGITS + 1 + GFC_MAX_SYMBOL_LEN];
1702   tree fat_type, base_type, arraytype, lower, upper, stride, tmp, rtype;
1703   const char *type_name;
1704   int n;
1705
1706   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen, codimen, restricted);
1707   fat_type = build_distinct_type_copy (base_type);
1708   /* Make sure that nontarget and target array type have the same canonical
1709      type (and same stub decl for debug info).  */
1710   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen, codimen, false);
1711   TYPE_CANONICAL (fat_type) = base_type;
1712   TYPE_STUB_DECL (fat_type) = TYPE_STUB_DECL (base_type);
1713
1714   tmp = TYPE_NAME (etype);
1715   if (tmp && TREE_CODE (tmp) == TYPE_DECL)
1716     tmp = DECL_NAME (tmp);
1717   if (tmp)
1718     type_name = IDENTIFIER_POINTER (tmp);
1719   else
1720     type_name = "unknown";
1721   sprintf (name, "array" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "_%.*s", dimen + codimen,
1722            GFC_MAX_SYMBOL_LEN, type_name);
1723   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1724   TYPE_NAMELESS (fat_type) = 1;
1725
1726   GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (fat_type) = 1;
1727   TYPE_LANG_SPECIFIC (fat_type)
1728     = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1729
1730   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (fat_type) = dimen;
1731   GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (fat_type) = codimen;
1732   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (fat_type) = NULL_TREE;
1733   GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (fat_type) = akind;
1734
1735   /* Build an array descriptor record type.  */
1736   if (packed != 0)
1737     stride = gfc_index_one_node;
1738   else
1739     stride = NULL_TREE;
1740   for (n = 0; n < dimen + codimen; n++)
1741     {
1742       if (n < dimen)
1743         GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (fat_type, n) = stride;
1744
1745       if (lbound)
1746         lower = lbound[n];
1747       else
1748         lower = NULL_TREE;
1749
1750       if (lower != NULL_TREE)
1751         {
1752           if (INTEGER_CST_P (lower))
1753             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (fat_type, n) = lower;
1754           else
1755             lower = NULL_TREE;
1756         }
1757
1758       if (codimen && n == dimen + codimen - 1)
1759         break;
1760
1761       upper = ubound[n];
1762       if (upper != NULL_TREE)
1763         {
1764           if (INTEGER_CST_P (upper))
1765             GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (fat_type, n) = upper;
1766           else
1767             upper = NULL_TREE;
1768         }
1769
1770       if (n >= dimen)
1771         continue;
1772
1773       if (upper != NULL_TREE && lower != NULL_TREE && stride != NULL_TREE)
1774         {
1775           tmp = fold_build2_loc (input_location, MINUS_EXPR,
1776                                  gfc_array_index_type, upper, lower);
1777           tmp = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
1778                                  gfc_array_index_type, tmp,
1779                                  gfc_index_one_node);
1780           stride = fold_build2_loc (input_location, MULT_EXPR,
1781                                     gfc_array_index_type, tmp, stride);
1782           /* Check the folding worked.  */
1783           gcc_assert (INTEGER_CST_P (stride));
1784         }
1785       else
1786         stride = NULL_TREE;
1787     }
1788   GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (fat_type) = stride;
1789
1790   /* TODO: known offsets for descriptors.  */
1791   GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (fat_type) = NULL_TREE;
1792
1793   if (dimen == 0)
1794     {
1795       arraytype =  build_pointer_type (etype);
1796       if (restricted)
1797         arraytype = build_qualified_type (arraytype, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1798
1799       GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (fat_type) = arraytype;
1800       return fat_type;
1801     }
1802
1803   /* We define data as an array with the correct size if possible.
1804      Much better than doing pointer arithmetic.  */
1805   if (stride)
1806     rtype = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1807                               int_const_binop (MINUS_EXPR, stride,
1808                                                integer_one_node));
1809   else
1810     rtype = gfc_array_range_type;
1811   arraytype = build_array_type (etype, rtype);
1812   arraytype = build_pointer_type (arraytype);
1813   if (restricted)
1814     arraytype = build_qualified_type (arraytype, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1815   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (fat_type) = arraytype;
1816
1817   /* This will generate the base declarations we need to emit debug
1818      information for this type.  FIXME: there must be a better way to
1819      avoid divergence between compilations with and without debug
1820      information.  */
1821   {
1822     struct array_descr_info info;
1823     gfc_get_array_descr_info (fat_type, &info);
1824     gfc_get_array_descr_info (build_pointer_type (fat_type), &info);
1825   }
1826
1827   return fat_type;
1828 }
1829 \f
1830 /* Build a pointer type. This function is called from gfc_sym_type().  */
1831
1832 static tree
1833 gfc_build_pointer_type (gfc_symbol * sym, tree type)
1834 {
1835   /* Array pointer types aren't actually pointers.  */
1836   if (sym->attr.dimension)
1837     return type;
1838   else
1839     return build_pointer_type (type);
1840 }
1841
1842 static tree gfc_nonrestricted_type (tree t);
1843 /* Given two record or union type nodes TO and FROM, ensure
1844    that all fields in FROM have a corresponding field in TO,
1845    their type being nonrestrict variants.  This accepts a TO
1846    node that already has a prefix of the fields in FROM.  */
1847 static void
1848 mirror_fields (tree to, tree from)
1849 {
1850   tree fto, ffrom;
1851   tree *chain;
1852
1853   /* Forward to the end of TOs fields.  */
1854   fto = TYPE_FIELDS (to);
1855   ffrom = TYPE_FIELDS (from);
1856   chain = &TYPE_FIELDS (to);
1857   while (fto)
1858     {
1859       gcc_assert (ffrom && DECL_NAME (fto) == DECL_NAME (ffrom));
1860       chain = &DECL_CHAIN (fto);
1861       fto = DECL_CHAIN (fto);
1862       ffrom = DECL_CHAIN (ffrom);
1863     }
1864
1865   /* Now add all fields remaining in FROM (starting with ffrom).  */
1866   for (; ffrom; ffrom = DECL_CHAIN (ffrom))
1867     {
1868       tree newfield = copy_node (ffrom);
1869       DECL_CONTEXT (newfield) = to;
1870       /* The store to DECL_CHAIN might seem redundant with the
1871          stores to *chain, but not clearing it here would mean
1872          leaving a chain into the old fields.  If ever
1873          our called functions would look at them confusion
1874          will arise.  */
1875       DECL_CHAIN (newfield) = NULL_TREE;
1876       *chain = newfield;
1877       chain = &DECL_CHAIN (newfield);
1878
1879       if (TREE_CODE (ffrom) == FIELD_DECL)
1880         {
1881           tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (ffrom));
1882           TREE_TYPE (newfield) = elemtype;
1883         }
1884     }
1885   *chain = NULL_TREE;
1886 }
1887
1888 /* Given a type T, returns a different type of the same structure,
1889    except that all types it refers to (recursively) are always
1890    non-restrict qualified types.  */
1891 static tree
1892 gfc_nonrestricted_type (tree t)
1893 {
1894   tree ret = t;
1895
1896   /* If the type isn't layed out yet, don't copy it.  If something
1897      needs it for real it should wait until the type got finished.  */
1898   if (!TYPE_SIZE (t))
1899     return t;
1900
1901   if (!TYPE_LANG_SPECIFIC (t))
1902     TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
1903       = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1904   /* If we're dealing with this very node already further up
1905      the call chain (recursion via pointers and struct members)
1906      we haven't yet determined if we really need a new type node.
1907      Assume we don't, return T itself.  */
1908   if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type == error_mark_node)
1909     return t;
1910
1911   /* If we have calculated this all already, just return it.  */
1912   if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type)
1913     return TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type;
1914
1915   /* Mark this type.  */
1916   TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = error_mark_node;
1917
1918   switch (TREE_CODE (t))
1919     {
1920       default:
1921         break;
1922
1923       case POINTER_TYPE:
1924       case REFERENCE_TYPE:
1925         {
1926           tree totype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (t));
1927           if (totype == TREE_TYPE (t))
1928             ret = t;
1929           else if (TREE_CODE (t) == POINTER_TYPE)
1930             ret = build_pointer_type (totype);
1931           else
1932             ret = build_reference_type (totype);
1933           ret = build_qualified_type (ret,
1934                                       TYPE_QUALS (t) & ~TYPE_QUAL_RESTRICT);
1935         }
1936         break;
1937
1938       case ARRAY_TYPE:
1939         {
1940           tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (t));
1941           if (elemtype == TREE_TYPE (t))
1942             ret = t;
1943           else
1944             {
1945               ret = build_variant_type_copy (t);
1946               TREE_TYPE (ret) = elemtype;
1947               if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
1948                   && GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t))
1949                 {
1950                   tree dataptr_type = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t);
1951                   dataptr_type = gfc_nonrestricted_type (dataptr_type);
1952                   if (dataptr_type != GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t))
1953                     {
1954                       TYPE_LANG_SPECIFIC (ret)
1955                         = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct
1956                                                                lang_type));
1957                       *TYPE_LANG_SPECIFIC (ret) = *TYPE_LANG_SPECIFIC (t);
1958                       GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (ret) = dataptr_type;
1959                     }
1960                 }
1961             }
1962         }
1963         break;
1964
1965       case RECORD_TYPE:
1966       case UNION_TYPE:
1967       case QUAL_UNION_TYPE:
1968         {
1969           tree field;
1970           /* First determine if we need a new type at all.
1971              Careful, the two calls to gfc_nonrestricted_type per field
1972              might return different values.  That happens exactly when
1973              one of the fields reaches back to this very record type
1974              (via pointers).  The first calls will assume that we don't
1975              need to copy T (see the error_mark_node marking).  If there
1976              are any reasons for copying T apart from having to copy T,
1977              we'll indeed copy it, and the second calls to
1978              gfc_nonrestricted_type will use that new node if they
1979              reach back to T.  */
1980           for (field = TYPE_FIELDS (t); field; field = DECL_CHAIN (field))
1981             if (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL)
1982               {
1983                 tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (field));
1984                 if (elemtype != TREE_TYPE (field))
1985                   break;
1986               }
1987           if (!field)
1988             break;
1989           ret = build_variant_type_copy (t);
1990           TYPE_FIELDS (ret) = NULL_TREE;
1991
1992           /* Here we make sure that as soon as we know we have to copy
1993              T, that also fields reaching back to us will use the new
1994              copy.  It's okay if that copy still contains the old fields,
1995              we won't look at them.  */
1996           TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = ret;
1997           mirror_fields (ret, t);
1998         }
1999         break;
2000     }
2001
2002   TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = ret;
2003   return ret;
2004 }
2005
2006 \f
2007 /* Return the type for a symbol.  Special handling is required for character
2008    types to get the correct level of indirection.
2009    For functions return the return type.
2010    For subroutines return void_type_node.
2011    Calling this multiple times for the same symbol should be avoided,
2012    especially for character and array types.  */
2013
2014 tree
2015 gfc_sym_type (gfc_symbol * sym)
2016 {
2017   tree type;
2018   int byref;
2019   bool restricted;
2020
2021   /* Procedure Pointers inside COMMON blocks.  */
2022   if (sym->attr.proc_pointer && sym->attr.in_common)
2023     {
2024       /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type calls gfc_sym_type.  */
2025       sym->attr.proc_pointer = 0;
2026       type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym));
2027       sym->attr.proc_pointer = 1;
2028       return type;
2029     }
2030
2031   if (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE && !sym->attr.function)
2032     return void_type_node;
2033
2034   /* In the case of a function the fake result variable may have a
2035      type different from the function type, so don't return early in
2036      that case.  */
2037   if (sym->backend_decl && !sym->attr.function)
2038     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
2039
2040   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
2041       && ((sym->attr.function && sym->attr.is_bind_c)
2042           || (sym->attr.result
2043               && sym->ns->proc_name
2044               && sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c)))
2045     type = gfc_character1_type_node;
2046   else
2047     type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
2048
2049   if (sym->attr.dummy && !sym->attr.function && !sym->attr.value)
2050     byref = 1;
2051   else
2052     byref = 0;
2053
2054   restricted = !sym->attr.target && !sym->attr.pointer
2055                && !sym->attr.proc_pointer && !sym->attr.cray_pointee;
2056   if (!restricted)
2057     type = gfc_nonrestricted_type (type);
2058
2059   if (sym->attr.dimension || sym->attr.codimension)
2060     {
2061       if (gfc_is_nodesc_array (sym))
2062         {
2063           /* If this is a character argument of unknown length, just use the
2064              base type.  */
2065           if (sym->ts.type != BT_CHARACTER
2066               || !(sym->attr.dummy || sym->attr.function)
2067               || sym->ts.u.cl->backend_decl)
2068             {
2069               type = gfc_get_nodesc_array_type (type, sym->as,
2070                                                 byref ? PACKED_FULL
2071                                                       : PACKED_STATIC,
2072                                                 restricted);
2073               byref = 0;
2074             }
2075
2076           if (sym->attr.cray_pointee)
2077             GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
2078         }
2079       else
2080         {
2081           enum gfc_array_kind akind = GFC_ARRAY_UNKNOWN;
2082           if (sym->attr.pointer)
2083             akind = sym->attr.contiguous ? GFC_ARRAY_POINTER_CONT
2084                                          : GFC_ARRAY_POINTER;
2085           else if (sym->attr.allocatable)
2086             akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
2087           type = gfc_build_array_type (type, sym->as, akind, restricted,
2088                                        sym->attr.contiguous);
2089         }
2090     }
2091   else
2092     {
2093       if (sym->attr.allocatable || sym->attr.pointer
2094           || gfc_is_associate_pointer (sym))
2095         type = gfc_build_pointer_type (sym, type);
2096       if (sym->attr.pointer || sym->attr.cray_pointee)
2097         GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
2098     }
2099
2100   /* We currently pass all parameters by reference.
2101      See f95_get_function_decl.  For dummy function parameters return the
2102      function type.  */
2103   if (byref)
2104     {
2105       /* We must use pointer types for potentially absent variables.  The
2106          optimizers assume a reference type argument is never NULL.  */
2107       if (sym->attr.optional || sym->ns->proc_name->attr.entry_master)
2108         type = build_pointer_type (type);
2109       else
2110         {
2111           type = build_reference_type (type);
2112           if (restricted)
2113             type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
2114         }
2115     }
2116
2117   return (type);
2118 }
2119 \f
2120 /* Layout and output debug info for a record type.  */
2121
2122 void
2123 gfc_finish_type (tree type)
2124 {
2125   tree decl;
2126
2127   decl = build_decl (input_location,
2128                      TYPE_DECL, NULL_TREE, type);
2129   TYPE_STUB_DECL (type) = decl;
2130   layout_type (type);
2131   rest_of_type_compilation (type, 1);
2132   rest_of_decl_compilation (decl, 1, 0);
2133 }
2134 \f
2135 /* Add a field of given NAME and TYPE to the context of a UNION_TYPE
2136    or RECORD_TYPE pointed to by CONTEXT.  The new field is chained
2137    to the end of the field list pointed to by *CHAIN.
2138
2139    Returns a pointer to the new field.  */
2140
2141 static tree
2142 gfc_add_field_to_struct_1 (tree context, tree name, tree type, tree **chain)
2143 {
2144   tree decl = build_decl (input_location, FIELD_DECL, name, type);
2145
2146   DECL_CONTEXT (decl) = context;
2147   DECL_CHAIN (decl) = NULL_TREE;
2148   if (TYPE_FIELDS (context) == NULL_TREE)
2149     TYPE_FIELDS (context) = decl;
2150   if (chain != NULL)
2151     {
2152       if (*chain != NULL)
2153         **chain = decl;
2154       *chain = &DECL_CHAIN (decl);
2155     }
2156
2157   return decl;
2158 }
2159
2160 /* Like `gfc_add_field_to_struct_1', but adds alignment
2161    information.  */
2162
2163 tree
2164 gfc_add_field_to_struct (tree context, tree name, tree type, tree **chain)
2165 {
2166   tree decl = gfc_add_field_to_struct_1 (context, name, type, chain);
2167
2168   DECL_INITIAL (decl) = 0;
2169   DECL_ALIGN (decl) = 0;
2170   DECL_USER_ALIGN (decl) = 0;
2171
2172   return decl;
2173 }
2174
2175
2176 /* Copy the backend_decl and component backend_decls if
2177    the two derived type symbols are "equal", as described
2178    in 4.4.2 and resolved by gfc_compare_derived_types.  */
2179
2180 int
2181 gfc_copy_dt_decls_ifequal (gfc_symbol *from, gfc_symbol *to,
2182                            bool from_gsym)
2183 {
2184   gfc_component *to_cm;
2185   gfc_component *from_cm;
2186
2187   if (from->backend_decl == NULL
2188         || !gfc_compare_derived_types (from, to))
2189     return 0;
2190
2191   to->backend_decl = from->backend_decl;
2192
2193   to_cm = to->components;
2194   from_cm = from->components;
2195
2196   /* Copy the component declarations.  If a component is itself
2197      a derived type, we need a copy of its component declarations.
2198      This is done by recursing into gfc_get_derived_type and
2199      ensures that the component's component declarations have
2200      been built.  If it is a character, we need the character 
2201      length, as well.  */
2202   for (; to_cm; to_cm = to_cm->next, from_cm = from_cm->next)
2203     {
2204       to_cm->backend_decl = from_cm->backend_decl;
2205       if (from_cm->ts.type == BT_DERIVED
2206           && (!from_cm->attr.pointer || from_gsym))
2207         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.u.derived);
2208       else if (from_cm->ts.type == BT_CLASS
2209                && (!CLASS_DATA (from_cm)->attr.class_pointer || from_gsym))
2210         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.u.derived);
2211       else if (from_cm->ts.type == BT_CHARACTER)
2212         to_cm->ts.u.cl->backend_decl = from_cm->ts.u.cl->backend_decl;
2213     }
2214
2215   return 1;
2216 }
2217
2218
2219 /* Build a tree node for a procedure pointer component.  */
2220
2221 tree
2222 gfc_get_ppc_type (gfc_component* c)
2223 {
2224   tree t;
2225
2226   /* Explicit interface.  */
2227   if (c->attr.if_source != IFSRC_UNKNOWN && c->ts.interface)
2228     return build_pointer_type (gfc_get_function_type (c->ts.interface));
2229
2230   /* Implicit interface (only return value may be known).  */
2231   if (c->attr.function && !c->attr.dimension && c->ts.type != BT_CHARACTER)
2232     t = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
2233   else
2234     t = void_type_node;
2235
2236   return build_pointer_type (build_function_type_list (t, NULL_TREE));
2237 }
2238
2239
2240 /* Build a tree node for a derived type.  If there are equal
2241    derived types, with different local names, these are built
2242    at the same time.  If an equal derived type has been built
2243    in a parent namespace, this is used.  */
2244
2245 tree
2246 gfc_get_derived_type (gfc_symbol * derived)
2247 {
2248   tree typenode = NULL, field = NULL, field_type = NULL;
2249   tree canonical = NULL_TREE;
2250   tree *chain = NULL;
2251   bool got_canonical = false;
2252   gfc_component *c;
2253   gfc_dt_list *dt;
2254   gfc_namespace *ns;
2255
2256   gcc_assert (derived && derived->attr.flavor == FL_DERIVED);
2257
2258   /* See if it's one of the iso_c_binding derived types.  */
2259   if (derived->attr.is_iso_c == 1)
2260     {
2261       if (derived->backend_decl)
2262         return derived->backend_decl;
2263
2264       if (derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
2265         derived->backend_decl = ptr_type_node;
2266       else
2267         derived->backend_decl = pfunc_type_node;
2268
2269       derived->ts.kind = gfc_index_integer_kind;
2270       derived->ts.type = BT_INTEGER;
2271       /* Set the f90_type to BT_VOID as a way to recognize something of type
2272          BT_INTEGER that needs to fit a void * for the purpose of the
2273          iso_c_binding derived types.  */
2274       derived->ts.f90_type = BT_VOID;
2275       
2276       return derived->backend_decl;
2277     }
2278
2279   /* If use associated, use the module type for this one.  */
2280   if (gfc_option.flag_whole_file
2281         && derived->backend_decl == NULL
2282         && derived->attr.use_assoc
2283         && derived->module
2284         && gfc_get_module_backend_decl (derived))
2285     goto copy_derived_types;
2286
2287   /* If a whole file compilation, the derived types from an earlier
2288      namespace can be used as the canonical type.  */
2289   if (gfc_option.flag_whole_file
2290         && derived->backend_decl == NULL
2291         && !derived->attr.use_assoc
2292         && gfc_global_ns_list)
2293     {
2294       for (ns = gfc_global_ns_list;
2295            ns->translated && !got_canonical;
2296            ns = ns->sibling)
2297         {
2298           dt = ns->derived_types;
2299           for (; dt && !canonical; dt = dt->next)
2300             {
2301               gfc_copy_dt_decls_ifequal (dt->derived, derived, true);
2302               if (derived->backend_decl)
2303                 got_canonical = true;
2304             }
2305         }
2306     }
2307
2308   /* Store up the canonical type to be added to this one.  */
2309   if (got_canonical)
2310     {
2311       if (TYPE_CANONICAL (derived->backend_decl))
2312         canonical = TYPE_CANONICAL (derived->backend_decl);
2313       else
2314         canonical = derived->backend_decl;
2315
2316       derived->backend_decl = NULL_TREE;
2317     }
2318
2319   /* derived->backend_decl != 0 means we saw it before, but its
2320      components' backend_decl may have not been built.  */
2321   if (derived->backend_decl)
2322     {
2323       /* Its components' backend_decl have been built or we are
2324          seeing recursion through the formal arglist of a procedure
2325          pointer component.  */
2326       if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl)
2327             || derived->attr.proc_pointer_comp)
2328         return derived->backend_decl;
2329       else
2330         typenode = derived->backend_decl;
2331     }
2332   else
2333     {
2334       /* We see this derived type first time, so build the type node.  */
2335       typenode = make_node (RECORD_TYPE);
2336       TYPE_NAME (typenode) = get_identifier (derived->name);
2337       TYPE_PACKED (typenode) = gfc_option.flag_pack_derived;
2338       derived->backend_decl = typenode;
2339     }
2340
2341   /* Go through the derived type components, building them as
2342      necessary. The reason for doing this now is that it is
2343      possible to recurse back to this derived type through a
2344      pointer component (PR24092). If this happens, the fields
2345      will be built and so we can return the type.  */
2346   for (c = derived->components; c; c = c->next)
2347     {
2348       if (c->ts.type != BT_DERIVED && c->ts.type != BT_CLASS)
2349         continue;
2350
2351       if ((!c->attr.pointer && !c->attr.proc_pointer)
2352           || c->ts.u.derived->backend_decl == NULL)
2353         c->ts.u.derived->backend_decl = gfc_get_derived_type (c->ts.u.derived);
2354
2355       if (c->ts.u.derived && c->ts.u.derived->attr.is_iso_c)
2356         {
2357           /* Need to copy the modified ts from the derived type.  The
2358              typespec was modified because C_PTR/C_FUNPTR are translated
2359              into (void *) from derived types.  */
2360           c->ts.type = c->ts.u.derived->ts.type;
2361           c->ts.kind = c->ts.u.derived->ts.kind;
2362           c->ts.f90_type = c->ts.u.derived->ts.f90_type;
2363           if (c->initializer)
2364             {
2365               c->initializer->ts.type = c->ts.type;
2366               c->initializer->ts.kind = c->ts.kind;
2367               c->initializer->ts.f90_type = c->ts.f90_type;
2368               c->initializer->expr_type = EXPR_NULL;
2369             }
2370         }
2371     }
2372
2373   if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl))
2374     return derived->backend_decl;
2375
2376   /* Build the type member list. Install the newly created RECORD_TYPE
2377      node as DECL_CONTEXT of each FIELD_DECL.  */
2378   for (c = derived->components; c; c = c->next)
2379     {
2380       if (c->attr.proc_pointer)
2381         field_type = gfc_get_ppc_type (c);
2382       else if (c->ts.type == BT_DERIVED || c->ts.type == BT_CLASS)
2383         field_type = c->ts.u.derived->backend_decl;
2384       else
2385         {
2386           if (c->ts.type == BT_CHARACTER)
2387             {
2388               /* Evaluate the string length.  */
2389               gfc_conv_const_charlen (c->ts.u.cl);
2390               gcc_assert (c->ts.u.cl->backend_decl);
2391             }
2392
2393           field_type = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
2394         }
2395
2396       /* This returns an array descriptor type.  Initialization may be
2397          required.  */
2398       if (c->attr.dimension && !c->attr.proc_pointer)
2399         {
2400           if (c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
2401             {
2402               enum gfc_array_kind akind;
2403               if (c->attr.pointer)
2404                 akind = c->attr.contiguous ? GFC_ARRAY_POINTER_CONT
2405                                            : GFC_ARRAY_POINTER;
2406               else
2407                 akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
2408               /* Pointers to arrays aren't actually pointer types.  The
2409                  descriptors are separate, but the data is common.  */
2410               field_type = gfc_build_array_type (field_type, c->as, akind,
2411                                                  !c->attr.target
2412                                                  && !c->attr.pointer,
2413                                                  c->attr.contiguous);
2414             }
2415           else
2416             field_type = gfc_get_nodesc_array_type (field_type, c->as,
2417                                                     PACKED_STATIC,
2418                                                     !c->attr.target);
2419         }
2420       else if ((c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
2421                && !c->attr.proc_pointer)
2422         field_type = build_pointer_type (field_type);
2423
2424       if (c->attr.pointer)
2425         field_type = gfc_nonrestricted_type (field_type);
2426
2427       /* vtype fields can point to different types to the base type.  */
2428       if (c->ts.type == BT_DERIVED && c->ts.u.derived->attr.vtype)
2429           field_type = build_pointer_type_for_mode (TREE_TYPE (field_type),
2430                                                     ptr_mode, true);
2431
2432       field = gfc_add_field_to_struct (typenode,
2433                                        get_identifier (c->name),
2434                                        field_type, &chain);
2435       if (c->loc.lb)
2436         gfc_set_decl_location (field, &c->loc);
2437       else if (derived->declared_at.lb)
2438         gfc_set_decl_location (field, &derived->declared_at);
2439
2440       DECL_PACKED (field) |= TYPE_PACKED (typenode);
2441
2442       gcc_assert (field);
2443       if (!c->backend_decl)
2444         c->backend_decl = field;
2445     }
2446
2447   /* Now lay out the derived type, including the fields.  */
2448   if (canonical)
2449     TYPE_CANONICAL (typenode) = canonical;
2450
2451   gfc_finish_type (typenode);
2452   gfc_set_decl_location (TYPE_STUB_DECL (typenode), &derived->declared_at);
2453   if (derived->module && derived->ns->proc_name
2454       && derived->ns->proc_name->attr.flavor == FL_MODULE)
2455     {
2456       if (derived->ns->proc_name->backend_decl
2457           && TREE_CODE (derived->ns->proc_name->backend_decl)
2458              == NAMESPACE_DECL)
2459         {
2460           TYPE_CONTEXT (typenode) = derived->ns->proc_name->backend_decl;
2461           DECL_CONTEXT (TYPE_STUB_DECL (typenode))
2462             = derived->ns->proc_name->backend_decl;
2463         }
2464     }
2465
2466   derived->backend_decl = typenode;
2467
2468 copy_derived_types:
2469
2470   for (dt = gfc_derived_types; dt; dt = dt->next)
2471     gfc_copy_dt_decls_ifequal (derived, dt->derived, false);
2472
2473   return derived->backend_decl;
2474 }
2475
2476
2477 int
2478 gfc_return_by_reference (gfc_symbol * sym)
2479 {
2480   if (!sym->attr.function)
2481     return 0;
2482
2483   if (sym->attr.dimension)
2484     return 1;
2485
2486   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
2487       && !sym->attr.is_bind_c
2488       && (!sym->attr.result
2489           || !sym->ns->proc_name
2490           || !sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c))
2491     return 1;
2492
2493   /* Possibly return complex numbers by reference for g77 compatibility.
2494      We don't do this for calls to intrinsics (as the library uses the
2495      -fno-f2c calling convention), nor for calls to functions which always
2496      require an explicit interface, as no compatibility problems can
2497      arise there.  */
2498   if (gfc_option.flag_f2c
2499       && sym->ts.type == BT_COMPLEX
2500       && !sym->attr.intrinsic && !sym->attr.always_explicit)
2501     return 1;
2502
2503   return 0;
2504 }
2505 \f
2506 static tree
2507 gfc_get_mixed_entry_union (gfc_namespace *ns)
2508 {
2509   tree type;
2510   tree *chain = NULL;
2511   char name[GFC_MAX_SYMBOL_LEN + 1];
2512   gfc_entry_list *el, *el2;
2513
2514   gcc_assert (ns->proc_name->attr.mixed_entry_master);
2515   gcc_assert (memcmp (ns->proc_name->name, "master.", 7) == 0);
2516
2517   snprintf (name, GFC_MAX_SYMBOL_LEN, "munion.%s", ns->proc_name->name + 7);
2518
2519   /* Build the type node.  */
2520   type = make_node (UNION_TYPE);
2521
2522   TYPE_NAME (type) = get_identifier (name);
2523
2524   for (el = ns->entries; el; el = el->next)
2525     {
2526       /* Search for duplicates.  */
2527       for (el2 = ns->entries; el2 != el; el2 = el2->next)
2528         if (el2->sym->result == el->sym->result)
2529           break;
2530
2531       if (el == el2)
2532         gfc_add_field_to_struct_1 (type,
2533                                    get_identifier (el->sym->result->name),
2534                                    gfc_sym_type (el->sym->result), &chain);
2535     }
2536
2537   /* Finish off the type.  */
2538   gfc_finish_type (type);
2539   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
2540   return type;
2541 }
2542 \f
2543 /* Create a "fn spec" based on the formal arguments;
2544    cf. create_function_arglist.  */
2545
2546 static tree
2547 create_fn_spec (gfc_symbol *sym, tree fntype)
2548 {
2549   char spec[150];
2550   size_t spec_len;
2551   gfc_formal_arglist *f;
2552   tree tmp;
2553
2554   memset (&spec, 0, sizeof (spec));
2555   spec[0] = '.';
2556   spec_len = 1;
2557
2558   if (sym->attr.entry_master)
2559     spec[spec_len++] = 'R';
2560   if (gfc_return_by_reference (sym))
2561     {
2562       gfc_symbol *result = sym->result ? sym->result : sym;
2563
2564       if (result->attr.pointer || sym->attr.proc_pointer)
2565         spec[spec_len++] = '.';
2566       else
2567         spec[spec_len++] = 'w';
2568       if (sym->ts.type == BT_CHARACTER)
2569         spec[spec_len++] = 'R';
2570     }
2571
2572   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2573     if (spec_len < sizeof (spec))
2574       {
2575         if (!f->sym || f->sym->attr.pointer || f->sym->attr.target
2576             || f->sym->attr.external || f->sym->attr.cray_pointer
2577             || (f->sym->ts.type == BT_DERIVED
2578                 && (f->sym->ts.u.derived->attr.proc_pointer_comp
2579                     || f->sym->ts.u.derived->attr.pointer_comp))
2580             || (f->sym->ts.type == BT_CLASS
2581                 && (CLASS_DATA (f->sym)->ts.u.derived->attr.proc_pointer_comp
2582                     || CLASS_DATA (f->sym)->ts.u.derived->attr.pointer_comp)))
2583           spec[spec_len++] = '.';
2584         else if (f->sym->attr.intent == INTENT_IN)
2585           spec[spec_len++] = 'r';
2586         else if (f->sym)
2587           spec[spec_len++] = 'w';
2588       }
2589
2590   tmp = build_tree_list (NULL_TREE, build_string (spec_len, spec));
2591   tmp = tree_cons (get_identifier ("fn spec"), tmp, TYPE_ATTRIBUTES (fntype));
2592   return build_type_attribute_variant (fntype, tmp);
2593 }
2594
2595
2596 tree
2597 gfc_get_function_type (gfc_symbol * sym)
2598 {
2599   tree type;
2600   VEC(tree,gc) *typelist;
2601   gfc_formal_arglist *f;
2602   gfc_symbol *arg;
2603   int alternate_return;
2604   bool is_varargs = true;
2605
2606   /* Make sure this symbol is a function, a subroutine or the main
2607      program.  */
2608   gcc_assert (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE
2609               || sym->attr.flavor == FL_PROGRAM);
2610
2611   if (sym->backend_decl)
2612     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
2613
2614   alternate_return = 0;
2615   typelist = NULL;
2616
2617   if (sym->attr.entry_master)
2618     /* Additional parameter for selecting an entry point.  */
2619     VEC_safe_push (tree, gc, typelist, gfc_array_index_type);
2620
2621   if (sym->result)
2622     arg = sym->result;
2623   else
2624     arg = sym;
2625
2626   if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2627     gfc_conv_const_charlen (arg->ts.u.cl);
2628
2629   /* Some functions we use an extra parameter for the return value.  */
2630   if (gfc_return_by_reference (sym))
2631     {
2632       type = gfc_sym_type (arg);
2633       if (arg->ts.type == BT_COMPLEX
2634           || arg->attr.dimension
2635           || arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2636         type = build_reference_type (type);
2637
2638       VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2639       if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2640         {
2641           if (!arg->ts.deferred)
2642             /* Transfer by value.  */
2643             VEC_safe_push (tree, gc, typelist, gfc_charlen_type_node);
2644           else
2645             /* Deferred character lengths are transferred by reference
2646                so that the value can be returned.  */
2647             VEC_safe_push (tree, gc, typelist,
2648                            build_pointer_type (gfc_charlen_type_node));
2649         }
2650     }
2651
2652   /* Build the argument types for the function.  */
2653   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2654     {
2655       arg = f->sym;
2656       if (arg)
2657         {
2658           /* Evaluate constant character lengths here so that they can be
2659              included in the type.  */
2660           if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2661             gfc_conv_const_charlen (arg->ts.u.cl);
2662
2663           if (arg->attr.flavor == FL_PROCEDURE)
2664             {
2665               type = gfc_get_function_type (arg);
2666               type = build_pointer_type (type);
2667             }
2668           else
2669             type = gfc_sym_type (arg);
2670
2671           /* Parameter Passing Convention
2672
2673              We currently pass all parameters by reference.
2674              Parameters with INTENT(IN) could be passed by value.
2675              The problem arises if a function is called via an implicit
2676              prototype. In this situation the INTENT is not known.
2677              For this reason all parameters to global functions must be
2678              passed by reference.  Passing by value would potentially
2679              generate bad code.  Worse there would be no way of telling that
2680              this code was bad, except that it would give incorrect results.
2681
2682              Contained procedures could pass by value as these are never
2683              used without an explicit interface, and cannot be passed as
2684              actual parameters for a dummy procedure.  */
2685
2686           VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2687         }
2688       else
2689         {
2690           if (sym->attr.subroutine)
2691             alternate_return = 1;
2692         }
2693     }
2694
2695   /* Add hidden string length parameters.  */
2696   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2697     {
2698       arg = f->sym;
2699       if (arg && arg->ts.type == BT_CHARACTER && !sym->attr.is_bind_c)
2700         {
2701           if (!arg->ts.deferred)
2702             /* Transfer by value.  */
2703             type = gfc_charlen_type_node;
2704           else
2705             /* Deferred character lengths are transferred by reference
2706                so that the value can be returned.  */
2707             type = build_pointer_type (gfc_charlen_type_node);
2708
2709           VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2710         }
2711     }
2712
2713   if (!VEC_empty (tree, typelist)
2714       || sym->attr.is_main_program
2715       || sym->attr.if_source != IFSRC_UNKNOWN)
2716     is_varargs = false;
2717
2718   if (alternate_return)
2719     type = integer_type_node;
2720   else if (!sym->attr.function || gfc_return_by_reference (sym))
2721     type = void_type_node;
2722   else if (sym->attr.mixed_entry_master)
2723     type = gfc_get_mixed_entry_union (sym->ns);
2724   else if (gfc_option.flag_f2c
2725            && sym->ts.type == BT_REAL
2726            && sym->ts.kind == gfc_default_real_kind
2727            && !sym->attr.always_explicit)
2728     {
2729       /* Special case: f2c calling conventions require that (scalar) 
2730          default REAL functions return the C type double instead.  f2c
2731          compatibility is only an issue with functions that don't
2732          require an explicit interface, as only these could be
2733          implemented in Fortran 77.  */
2734       sym->ts.kind = gfc_default_double_kind;
2735       type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
2736       sym->ts.kind = gfc_default_real_kind;
2737     }
2738   else if (sym->result && sym->result->attr.proc_pointer)
2739     /* Procedure pointer return values.  */
2740     {
2741       if (sym->result->attr.result && strcmp (sym->name,"ppr@") != 0)
2742         {
2743           /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type
2744              is called recursively.  */
2745           sym->result->attr.proc_pointer = 0;
2746           type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym->result));
2747           sym->result->attr.proc_pointer = 1;
2748         }
2749       else
2750        type = gfc_sym_type (sym->result);
2751     }
2752   else
2753     type = gfc_sym_type (sym);
2754
2755   if (is_varargs)
2756     type = build_varargs_function_type_vec (type, typelist);
2757   else
2758     type = build_function_type_vec (type, typelist);
2759   type = create_fn_spec (sym, type);
2760
2761   return type;
2762 }
2763 \f
2764 /* Language hooks for middle-end access to type nodes.  */
2765
2766 /* Return an integer type with BITS bits of precision,
2767    that is unsigned if UNSIGNEDP is nonzero, otherwise signed.  */
2768
2769 tree
2770 gfc_type_for_size (unsigned bits, int unsignedp)
2771 {
2772   if (!unsignedp)
2773     {
2774       int i;
2775       for (i = 0; i <= MAX_INT_KINDS; ++i)
2776         {
2777           tree type = gfc_integer_types[i];
2778           if (type && bits == TYPE_PRECISION (type))
2779             return type;
2780         }
2781
2782       /* Handle TImode as a special case because it is used by some backends
2783          (e.g. ARM) even though it is not available for normal use.  */
2784 #if HOST_BITS_PER_WIDE_INT >= 64
2785       if (bits == TYPE_PRECISION (intTI_type_node))
2786         return intTI_type_node;
2787 #endif
2788     }
2789   else
2790     {
2791       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intQI_type_node))
2792         return unsigned_intQI_type_node;
2793       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intHI_type_node))
2794         return unsigned_intHI_type_node;
2795       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intSI_type_node))
2796         return unsigned_intSI_type_node;
2797       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intDI_type_node))
2798         return unsigned_intDI_type_node;
2799       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intTI_type_node))
2800         return unsigned_intTI_type_node;
2801     }
2802
2803   return NULL_TREE;
2804 }
2805
2806 /* Return a data type that has machine mode MODE.  If the mode is an
2807    integer, then UNSIGNEDP selects between signed and unsigned types.  */
2808
2809 tree
2810 gfc_type_for_mode (enum machine_mode mode, int unsignedp)
2811 {
2812   int i;
2813   tree *base;
2814
2815   if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_FLOAT)
2816     base = gfc_real_types;
2817   else if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_COMPLEX_FLOAT)
2818     base = gfc_complex_types;
2819   else if (SCALAR_INT_MODE_P (mode))
2820     return gfc_type_for_size (GET_MODE_PRECISION (mode), unsignedp);
2821   else if (VECTOR_MODE_P (mode))
2822     {
2823       enum machine_mode inner_mode = GET_MODE_INNER (mode);
2824       tree inner_type = gfc_type_for_mode (inner_mode, unsignedp);
2825       if (inner_type != NULL_TREE)
2826         return build_vector_type_for_mode (inner_type, mode);
2827       return NULL_TREE;
2828     }
2829   else
2830     return NULL_TREE;
2831
2832   for (i = 0; i <= MAX_REAL_KINDS; ++i)
2833     {
2834       tree type = base[i];
2835       if (type && mode == TYPE_MODE (type))
2836         return type;
2837     }
2838
2839   return NULL_TREE;
2840 }
2841
2842 /* Return TRUE if TYPE is a type with a hidden descriptor, fill in INFO
2843    in that case.  */
2844
2845 bool
2846 gfc_get_array_descr_info (const_tree type, struct array_descr_info *info)
2847 {
2848   int rank, dim;
2849   bool indirect = false;
2850   tree etype, ptype, field, t, base_decl;
2851   tree data_off, dim_off, dim_size, elem_size;
2852   tree lower_suboff, upper_suboff, stride_suboff;
2853
2854   if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2855     {
2856       if (! POINTER_TYPE_P (type))
2857         return false;
2858       type = TREE_TYPE (type);
2859       if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2860         return false;
2861       indirect = true;
2862     }
2863
2864   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
2865   if (rank >= (int) (sizeof (info->dimen) / sizeof (info->dimen[0])))
2866     return false;
2867
2868   etype = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
2869   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (etype));
2870   etype = TREE_TYPE (etype);
2871
2872   /* If the type is not a scalar coarray.  */
2873   if (TREE_CODE (etype) == ARRAY_TYPE)
2874     etype = TREE_TYPE (etype);
2875
2876   /* Can't handle variable sized elements yet.  */
2877   if (int_size_in_bytes (etype) <= 0)
2878     return false;
2879   /* Nor non-constant lower bounds in assumed shape arrays.  */
2880   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE
2881       || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT)
2882     {
2883       for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2884         if (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim) == NULL_TREE
2885             || TREE_CODE (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim)) != INTEGER_CST)
2886           return false;
2887     }
2888
2889   memset (info, '\0', sizeof (*info));
2890   info->ndimensions = rank;
2891   info->element_type = etype;
2892   ptype = build_pointer_type (gfc_array_index_type);
2893   base_decl = GFC_TYPE_ARRAY_BASE_DECL (type, indirect);
2894   if (!base_decl)
2895     {
2896       base_decl = build_decl (input_location, VAR_DECL, NULL_TREE,
2897                               indirect ? build_pointer_type (ptype) : ptype);
2898       GFC_TYPE_ARRAY_BASE_DECL (type, indirect) = base_decl;
2899     }
2900   info->base_decl = base_decl;
2901   if (indirect)
2902     base_decl = build1 (INDIRECT_REF, ptype, base_decl);
2903
2904   if (GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type))
2905     elem_size = GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type);
2906   else
2907     elem_size = fold_convert (gfc_array_index_type, TYPE_SIZE_UNIT (etype));
2908   field = TYPE_FIELDS (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
2909   data_off = byte_position (field);
2910   field = DECL_CHAIN (field);
2911   field = DECL_CHAIN (field);
2912   field = DECL_CHAIN (field);
2913   dim_off = byte_position (field);
2914   dim_size = TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2915   field = TYPE_FIELDS (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2916   stride_suboff = byte_position (field);
2917   field = DECL_CHAIN (field);
2918   lower_suboff = byte_position (field);
2919   field = DECL_CHAIN (field);
2920   upper_suboff = byte_position (field);
2921
2922   t = base_decl;
2923   if (!integer_zerop (data_off))
2924     t = fold_build_pointer_plus (t, data_off);
2925   t = build1 (NOP_EXPR, build_pointer_type (ptr_type_node), t);
2926   info->data_location = build1 (INDIRECT_REF, ptr_type_node, t);
2927   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
2928     info->allocated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
2929                               info->data_location, null_pointer_node);
2930   else if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER
2931            || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER_CONT)
2932     info->associated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
2933                                info->data_location, null_pointer_node);
2934
2935   for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2936     {
2937       t = fold_build_pointer_plus (base_decl,
2938                                    size_binop (PLUS_EXPR,
2939                                                dim_off, lower_suboff));
2940       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2941       info->dimen[dim].lower_bound = t;
2942       t = fold_build_pointer_plus (base_decl,
2943                                    size_binop (PLUS_EXPR,
2944                                                dim_off, upper_suboff));
2945       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2946       info->dimen[dim].upper_bound = t;
2947       if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE
2948           || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT)
2949         {
2950           /* Assumed shape arrays have known lower bounds.  */
2951           info->dimen[dim].upper_bound
2952             = build2 (MINUS_EXPR, gfc_array_index_type,
2953                       info->dimen[dim].upper_bound,
2954                       info->dimen[dim].lower_bound);
2955           info->dimen[dim].lower_bound
2956             = fold_convert (gfc_array_index_type,
2957                             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim));
2958           info->dimen[dim].upper_bound
2959             = build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
2960                       info->dimen[dim].lower_bound,
2961                       info->dimen[dim].upper_bound);
2962         }
2963       t = fold_build_pointer_plus (base_decl,
2964                                    size_binop (PLUS_EXPR,
2965                                                dim_off, stride_suboff));
2966       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2967       t = build2 (MULT_EXPR, gfc_array_index_type, t, elem_size);
2968       info->dimen[dim].stride = t;
2969       dim_off = size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, dim_size);
2970     }
2971
2972   return true;
2973 }
2974
2975 #include "gt-fortran-trans-types.h"