OSDN Git Service

052d1ff6848ce9a80f8e41ca0a704fc722a8f1b7
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / f / g77.texi
1 \input texinfo  @c -*-texinfo-*-
2 @c %**start of header
3 @setfilename g77.info
4
5 @set last-update 1999-06-06
6 @set copyrights-g77 1995-1999
7
8 @include root.texi
9
10 @c This tells @include'd files that they're part of the overall G77 doc
11 @c set.  (They might be part of a higher-level doc set too.)
12 @set DOC-G77
13
14 @c @setfilename useg77.info
15 @c @setfilename portg77.info
16 @c To produce the full manual, use the "g77.info" setfilename, and
17 @c make sure the following do NOT begin with '@c' (and the @clear lines DO)
18 @set INTERNALS
19 @set USING
20 @c To produce a user-only manual, use the "useg77.info" setfilename, and
21 @c make sure the following does NOT begin with '@c':
22 @c @clear INTERNALS
23 @c To produce a porter-only manual, use the "portg77.info" setfilename,
24 @c and make sure the following does NOT begin with '@c':
25 @c @clear USING
26
27 @c 6/27/96 FSF DO wants smallbook fmt for 1st bound edition. (from gcc.texi)
28 @c @smallbook
29
30 @c i also commented out the finalout command, so if there *are* any
31 @c overfulls, you'll (hopefully) see the rectangle in the right hand
32 @c margin. -- burley 1999-03-13 (from mew's comment in gcc.texi).
33 @c @finalout
34
35 @ifset INTERNALS
36 @ifset USING
37 @settitle Using and Porting GNU Fortran
38 @end ifset
39 @end ifset
40 @c seems reasonable to assume at least one of INTERNALS or USING is set...
41 @ifclear INTERNALS
42 @settitle Using GNU Fortran
43 @end ifclear
44 @ifclear USING
45 @settitle Porting GNU Fortran
46 @end ifclear
47 @c then again, have some fun
48 @ifclear INTERNALS
49 @ifclear USING
50 @settitle Doing Squat with GNU Fortran
51 @end ifclear
52 @end ifclear
53
54 @syncodeindex fn cp
55 @syncodeindex vr cp
56 @c %**end of header
57
58 @c Cause even numbered pages to be printed on the left hand side of
59 @c the page and odd numbered pages to be printed on the right hand
60 @c side of the page.  Using this, you can print on both sides of a
61 @c sheet of paper and have the text on the same part of the sheet.
62
63 @c The text on right hand pages is pushed towards the right hand
64 @c margin and the text on left hand pages is pushed toward the left
65 @c hand margin.
66 @c (To provide the reverse effect, set bindingoffset to -0.75in.)
67
68 @c @tex
69 @c \global\bindingoffset=0.75in
70 @c \global\normaloffset =0.75in
71 @c @end tex
72
73 @ifinfo
74 @dircategory Programming
75 @direntry
76 * g77: (g77).                  The GNU Fortran compiler.
77 @end direntry
78 @ifset INTERNALS
79 @ifset USING
80 This file documents the use and the internals of the GNU Fortran (@code{g77})
81 compiler.
82 It corresponds to the @value{which-g77} version of @code{g77}.
83 @end ifset
84 @end ifset
85 @ifclear USING
86 This file documents the internals of the GNU Fortran (@code{g77}) compiler.
87 It corresponds to the @value{which-g77} version of @code{g77}.
88 @end ifclear
89 @ifclear INTERNALS
90 This file documents the use of the GNU Fortran (@code{g77}) compiler.
91 It corresponds to the @value{which-g77} version of @code{g77}.
92 @end ifclear
93
94 Published by the Free Software Foundation
95 59 Temple Place - Suite 330
96 Boston, MA 02111-1307 USA
97
98 Copyright (C) @value{copyrights-g77} Free Software Foundation, Inc.
99
100 Permission is granted to make and distribute verbatim copies of
101 this manual provided the copyright notice and this permission notice
102 are preserved on all copies.
103
104 @ignore
105 Permission is granted to process this file through Tex and print the
106 results, provided the printed document carries copying permission
107 notice identical to this one except for the removal of this paragraph
108 (this paragraph not being relevant to the printed manual).
109
110 @end ignore
111 Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
112 manual under the conditions for verbatim copying, provided also that the
113 sections entitled ``GNU General Public License,'' ``Funding for Free
114 Software,'' and ``Protect Your Freedom---Fight `Look And Feel'@w{}'' are
115 included exactly as in the original, and provided that the entire
116 resulting derived work is distributed under the terms of a permission
117 notice identical to this one.
118
119 Permission is granted to copy and distribute translations of this manual
120 into another language, under the above conditions for modified versions,
121 except that the sections entitled ``GNU General Public License,''
122 ``Funding for Free Software,'' and ``Protect Your Freedom---Fight `Look
123 And Feel'@w{}'', and this permission notice, may be included in
124 translations approved by the Free Software Foundation instead of in the
125 original English.
126 @end ifinfo
127
128 Contributed by James Craig Burley (@email{@value{email-burley}}).
129 Inspired by a first pass at translating @file{g77-0.5.16/f/DOC} that
130 was contributed to Craig by David Ronis (@email{ronis@@onsager.chem.mcgill.ca}).
131
132 @setchapternewpage odd
133 @c @finalout
134 @titlepage
135 @ifset INTERNALS
136 @ifset USING
137 @center @titlefont{Using and Porting GNU Fortran}
138
139 @end ifset
140 @end ifset
141 @ifclear INTERNALS
142 @title Using GNU Fortran
143 @end ifclear
144 @ifclear USING
145 @title Porting GNU Fortran
146 @end ifclear
147 @sp 2
148 @center James Craig Burley
149 @sp 3
150 @center Last updated @value{last-update}
151 @sp 1
152 @center for version @value{version-g77}
153 @page
154 @vskip 0pt plus 1filll
155 Copyright @copyright{} @value{copyrights-g77} Free Software Foundation, Inc.
156 @sp 2
157 For the @value{which-g77} Version*
158 @sp 1
159 Published by the Free Software Foundation @*
160 59 Temple Place - Suite 330@*
161 Boston, MA 02111-1307, USA@*
162 @c Last printed ??ber, 19??.@*
163 @c Printed copies are available for $? each.@*
164 @c ISBN ???
165 @sp 1
166 Permission is granted to make and distribute verbatim copies of
167 this manual provided the copyright notice and this permission notice
168 are preserved on all copies.
169
170 Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
171 manual under the conditions for verbatim copying, provided also that the
172 sections entitled ``GNU General Public License,'' ``Funding for Free
173 Software,'' and ``Protect Your Freedom---Fight `Look And Feel'@w{}'' are
174 included exactly as in the original, and provided that the entire
175 resulting derived work is distributed under the terms of a permission
176 notice identical to this one.
177
178 Permission is granted to copy and distribute translations of this manual
179 into another language, under the above conditions for modified versions,
180 except that the sections entitled ``GNU General Public License,''
181 ``Funding for Free Software,'' and ``Protect Your Freedom---Fight `Look
182 And Feel'@w{}'', and this permission notice, may be included in
183 translations approved by the Free Software Foundation instead of in the
184 original English.
185 @end titlepage
186 @page
187
188 @ifinfo
189
190 @node Top, Copying,, (DIR)
191 @top Introduction
192 @cindex Introduction
193
194 @ifset INTERNALS
195 @ifset USING
196 This manual documents how to run, install and port @code{g77},
197 as well as its new features and incompatibilities,
198 and how to report bugs.
199 It corresponds to the @value{which-g77} version of @code{g77}.
200 @end ifset
201 @end ifset
202
203 @ifclear INTERNALS
204 This manual documents how to run and install @code{g77},
205 as well as its new features and incompatibilities, and how to report
206 bugs.
207 It corresponds to the @value{which-g77} version of @code{g77}.
208 @end ifclear
209 @ifclear USING
210 This manual documents how to port @code{g77},
211 as well as its new features and incompatibilities,
212 and how to report bugs.
213 It corresponds to the @value{which-g77} version of @code{g77}.
214 @end ifclear
215
216 @end ifinfo
217
218 @ifset DEVELOPMENT
219 @emph{Warning:} This document is still under development,
220 and might not accurately reflect the @code{g77} code base
221 of which it is a part.
222 Efforts are made to keep it somewhat up-to-date,
223 but they are particularly concentrated
224 on any version of this information
225 that is distributed as part of a @emph{released} @code{g77}.
226
227 In particular, while this document is intended to apply to
228 the @value{which-g77} version of @code{g77},
229 only an official @emph{release} of that version
230 is expected to contain documentation that is
231 most consistent with the @code{g77} product in that version.
232 @end ifset
233
234 @menu
235 * Copying::         GNU General Public License says
236                     how you can copy and share GNU Fortran.
237 * Contributors::    People who have contributed to GNU Fortran.
238 * Funding::         How to help assure continued work for free software.
239 * Funding GNU Fortran::  How to help assure continued work on GNU Fortran.
240 * Look and Feel::   Protect your freedom---fight ``look and feel''.
241 @ifset USING
242 * Getting Started:: Finding your way around this manual.
243 * What is GNU Fortran?::  How @code{g77} fits into the universe.
244 * G77 and GCC::     You can compile Fortran, C, or other programs.
245 * Invoking G77::    Command options supported by @code{g77}.
246 * News::            News about recent releases of @code{g77}.
247 * Changes::         User-visible changes to recent releases of @code{g77}.
248 * Language::        The GNU Fortran language.
249 * Compiler::        The GNU Fortran compiler.
250 * Other Dialects::  Dialects of Fortran supported by @code{g77}.
251 * Other Compilers:: Fortran compilers other than @code{g77}.
252 * Other Languages:: Languages other than Fortran.
253 * Installation::    How to configure, compile and install GNU Fortran.
254 * Debugging and Interfacing::  How @code{g77} generates code.
255 * Collected Fortran Wisdom::  How to avoid Trouble.
256 * Trouble::         If you have trouble with GNU Fortran.
257 * Open Questions::  Things we'd like to know.
258 * Bugs::            How, why, and where to report bugs.
259 * Service::         How to find suppliers of support for GNU Fortran.
260 @end ifset
261 @ifset INTERNALS
262 * Adding Options::  Guidance on teaching @code{g77} about new options.
263 * Projects::        Projects for @code{g77} internals hackers.
264 * Front End::       Design and implementation of the @code{g77} front end.
265 @end ifset
266
267 * M: Diagnostics.   Diagnostics produced by @code{g77}.
268
269 * Index::           Index of concepts and symbol names.
270 @end menu
271 @c yes, the "M: " @emph{is} intentional -- bad.def references it (CMPAMBIG)!
272
273 @node Copying
274 @unnumbered GNU GENERAL PUBLIC LICENSE
275 @center Version 2, June 1991
276
277 @display
278 Copyright @copyright{} 1989, 1991 Free Software Foundation, Inc.
279 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA
280
281 Everyone is permitted to copy and distribute verbatim copies
282 of this license document, but changing it is not allowed.
283 @end display
284
285 @unnumberedsec Preamble
286
287   The licenses for most software are designed to take away your
288 freedom to share and change it.  By contrast, the GNU General Public
289 License is intended to guarantee your freedom to share and change free
290 software---to make sure the software is free for all its users.  This
291 General Public License applies to most of the Free Software
292 Foundation's software and to any other program whose authors commit to
293 using it.  (Some other Free Software Foundation software is covered by
294 the GNU Library General Public License instead.)  You can apply it to
295 your programs, too.
296
297   When we speak of free software, we are referring to freedom, not
298 price.  Our General Public Licenses are designed to make sure that you
299 have the freedom to distribute copies of free software (and charge for
300 this service if you wish), that you receive source code or can get it
301 if you want it, that you can change the software or use pieces of it
302 in new free programs; and that you know you can do these things.
303
304   To protect your rights, we need to make restrictions that forbid
305 anyone to deny you these rights or to ask you to surrender the rights.
306 These restrictions translate to certain responsibilities for you if you
307 distribute copies of the software, or if you modify it.
308
309   For example, if you distribute copies of such a program, whether
310 gratis or for a fee, you must give the recipients all the rights that
311 you have.  You must make sure that they, too, receive or can get the
312 source code.  And you must show them these terms so they know their
313 rights.
314
315   We protect your rights with two steps: (1) copyright the software, and
316 (2) offer you this license which gives you legal permission to copy,
317 distribute and/or modify the software.
318
319   Also, for each author's protection and ours, we want to make certain
320 that everyone understands that there is no warranty for this free
321 software.  If the software is modified by someone else and passed on, we
322 want its recipients to know that what they have is not the original, so
323 that any problems introduced by others will not reflect on the original
324 authors' reputations.
325
326   Finally, any free program is threatened constantly by software
327 patents.  We wish to avoid the danger that redistributors of a free
328 program will individually obtain patent licenses, in effect making the
329 program proprietary.  To prevent this, we have made it clear that any
330 patent must be licensed for everyone's free use or not licensed at all.
331
332   The precise terms and conditions for copying, distribution and
333 modification follow.
334
335 @iftex
336 @unnumberedsec TERMS AND CONDITIONS FOR COPYING, DISTRIBUTION AND MODIFICATION
337 @end iftex
338 @ifinfo
339 @center TERMS AND CONDITIONS FOR COPYING, DISTRIBUTION AND MODIFICATION
340 @end ifinfo
341
342 @enumerate 0
343 @item
344 This License applies to any program or other work which contains
345 a notice placed by the copyright holder saying it may be distributed
346 under the terms of this General Public License.  The ``Program'', below,
347 refers to any such program or work, and a ``work based on the Program''
348 means either the Program or any derivative work under copyright law:
349 that is to say, a work containing the Program or a portion of it,
350 either verbatim or with modifications and/or translated into another
351 language.  (Hereinafter, translation is included without limitation in
352 the term ``modification''.)  Each licensee is addressed as ``you''.
353
354 Activities other than copying, distribution and modification are not
355 covered by this License; they are outside its scope.  The act of
356 running the Program is not restricted, and the output from the Program
357 is covered only if its contents constitute a work based on the
358 Program (independent of having been made by running the Program).
359 Whether that is true depends on what the Program does.
360
361 @item
362 You may copy and distribute verbatim copies of the Program's
363 source code as you receive it, in any medium, provided that you
364 conspicuously and appropriately publish on each copy an appropriate
365 copyright notice and disclaimer of warranty; keep intact all the
366 notices that refer to this License and to the absence of any warranty;
367 and give any other recipients of the Program a copy of this License
368 along with the Program.
369
370 You may charge a fee for the physical act of transferring a copy, and
371 you may at your option offer warranty protection in exchange for a fee.
372
373 @item
374 You may modify your copy or copies of the Program or any portion
375 of it, thus forming a work based on the Program, and copy and
376 distribute such modifications or work under the terms of Section 1
377 above, provided that you also meet all of these conditions:
378
379 @enumerate a
380 @item
381 You must cause the modified files to carry prominent notices
382 stating that you changed the files and the date of any change.
383
384 @item
385 You must cause any work that you distribute or publish, that in
386 whole or in part contains or is derived from the Program or any
387 part thereof, to be licensed as a whole at no charge to all third
388 parties under the terms of this License.
389
390 @item
391 If the modified program normally reads commands interactively
392 when run, you must cause it, when started running for such
393 interactive use in the most ordinary way, to print or display an
394 announcement including an appropriate copyright notice and a
395 notice that there is no warranty (or else, saying that you provide
396 a warranty) and that users may redistribute the program under
397 these conditions, and telling the user how to view a copy of this
398 License.  (Exception: if the Program itself is interactive but
399 does not normally print such an announcement, your work based on
400 the Program is not required to print an announcement.)
401 @end enumerate
402
403 These requirements apply to the modified work as a whole.  If
404 identifiable sections of that work are not derived from the Program,
405 and can be reasonably considered independent and separate works in
406 themselves, then this License, and its terms, do not apply to those
407 sections when you distribute them as separate works.  But when you
408 distribute the same sections as part of a whole which is a work based
409 on the Program, the distribution of the whole must be on the terms of
410 this License, whose permissions for other licensees extend to the
411 entire whole, and thus to each and every part regardless of who wrote it.
412
413 Thus, it is not the intent of this section to claim rights or contest
414 your rights to work written entirely by you; rather, the intent is to
415 exercise the right to control the distribution of derivative or
416 collective works based on the Program.
417
418 In addition, mere aggregation of another work not based on the Program
419 with the Program (or with a work based on the Program) on a volume of
420 a storage or distribution medium does not bring the other work under
421 the scope of this License.
422
423 @item
424 You may copy and distribute the Program (or a work based on it,
425 under Section 2) in object code or executable form under the terms of
426 Sections 1 and 2 above provided that you also do one of the following:
427
428 @enumerate a
429 @item
430 Accompany it with the complete corresponding machine-readable
431 source code, which must be distributed under the terms of Sections
432 1 and 2 above on a medium customarily used for software interchange; or,
433
434 @item
435 Accompany it with a written offer, valid for at least three
436 years, to give any third party, for a charge no more than your
437 cost of physically performing source distribution, a complete
438 machine-readable copy of the corresponding source code, to be
439 distributed under the terms of Sections 1 and 2 above on a medium
440 customarily used for software interchange; or,
441
442 @item
443 Accompany it with the information you received as to the offer
444 to distribute corresponding source code.  (This alternative is
445 allowed only for noncommercial distribution and only if you
446 received the program in object code or executable form with such
447 an offer, in accord with Subsection b above.)
448 @end enumerate
449
450 The source code for a work means the preferred form of the work for
451 making modifications to it.  For an executable work, complete source
452 code means all the source code for all modules it contains, plus any
453 associated interface definition files, plus the scripts used to
454 control compilation and installation of the executable.  However, as a
455 special exception, the source code distributed need not include
456 anything that is normally distributed (in either source or binary
457 form) with the major components (compiler, kernel, and so on) of the
458 operating system on which the executable runs, unless that component
459 itself accompanies the executable.
460
461 If distribution of executable or object code is made by offering
462 access to copy from a designated place, then offering equivalent
463 access to copy the source code from the same place counts as
464 distribution of the source code, even though third parties are not
465 compelled to copy the source along with the object code.
466
467 @item
468 You may not copy, modify, sublicense, or distribute the Program
469 except as expressly provided under this License.  Any attempt
470 otherwise to copy, modify, sublicense or distribute the Program is
471 void, and will automatically terminate your rights under this License.
472 However, parties who have received copies, or rights, from you under
473 this License will not have their licenses terminated so long as such
474 parties remain in full compliance.
475
476 @item
477 You are not required to accept this License, since you have not
478 signed it.  However, nothing else grants you permission to modify or
479 distribute the Program or its derivative works.  These actions are
480 prohibited by law if you do not accept this License.  Therefore, by
481 modifying or distributing the Program (or any work based on the
482 Program), you indicate your acceptance of this License to do so, and
483 all its terms and conditions for copying, distributing or modifying
484 the Program or works based on it.
485
486 @item
487 Each time you redistribute the Program (or any work based on the
488 Program), the recipient automatically receives a license from the
489 original licensor to copy, distribute or modify the Program subject to
490 these terms and conditions.  You may not impose any further
491 restrictions on the recipients' exercise of the rights granted herein.
492 You are not responsible for enforcing compliance by third parties to
493 this License.
494
495 @item
496 If, as a consequence of a court judgment or allegation of patent
497 infringement or for any other reason (not limited to patent issues),
498 conditions are imposed on you (whether by court order, agreement or
499 otherwise) that contradict the conditions of this License, they do not
500 excuse you from the conditions of this License.  If you cannot
501 distribute so as to satisfy simultaneously your obligations under this
502 License and any other pertinent obligations, then as a consequence you
503 may not distribute the Program at all.  For example, if a patent
504 license would not permit royalty-free redistribution of the Program by
505 all those who receive copies directly or indirectly through you, then
506 the only way you could satisfy both it and this License would be to
507 refrain entirely from distribution of the Program.
508
509 If any portion of this section is held invalid or unenforceable under
510 any particular circumstance, the balance of the section is intended to
511 apply and the section as a whole is intended to apply in other
512 circumstances.
513
514 It is not the purpose of this section to induce you to infringe any
515 patents or other property right claims or to contest validity of any
516 such claims; this section has the sole purpose of protecting the
517 integrity of the free software distribution system, which is
518 implemented by public license practices.  Many people have made
519 generous contributions to the wide range of software distributed
520 through that system in reliance on consistent application of that
521 system; it is up to the author/donor to decide if he or she is willing
522 to distribute software through any other system and a licensee cannot
523 impose that choice.
524
525 This section is intended to make thoroughly clear what is believed to
526 be a consequence of the rest of this License.
527
528 @item
529 If the distribution and/or use of the Program is restricted in
530 certain countries either by patents or by copyrighted interfaces, the
531 original copyright holder who places the Program under this License
532 may add an explicit geographical distribution limitation excluding
533 those countries, so that distribution is permitted only in or among
534 countries not thus excluded.  In such case, this License incorporates
535 the limitation as if written in the body of this License.
536
537 @item
538 The Free Software Foundation may publish revised and/or new versions
539 of the General Public License from time to time.  Such new versions will
540 be similar in spirit to the present version, but may differ in detail to
541 address new problems or concerns.
542
543 Each version is given a distinguishing version number.  If the Program
544 specifies a version number of this License which applies to it and ``any
545 later version'', you have the option of following the terms and conditions
546 either of that version or of any later version published by the Free
547 Software Foundation.  If the Program does not specify a version number of
548 this License, you may choose any version ever published by the Free Software
549 Foundation.
550
551 @item
552 If you wish to incorporate parts of the Program into other free
553 programs whose distribution conditions are different, write to the author
554 to ask for permission.  For software which is copyrighted by the Free
555 Software Foundation, write to the Free Software Foundation; we sometimes
556 make exceptions for this.  Our decision will be guided by the two goals
557 of preserving the free status of all derivatives of our free software and
558 of promoting the sharing and reuse of software generally.
559
560 @iftex
561 @heading NO WARRANTY
562 @end iftex
563 @ifinfo
564 @center NO WARRANTY
565 @end ifinfo
566
567 @item
568 BECAUSE THE PROGRAM IS LICENSED FREE OF CHARGE, THERE IS NO WARRANTY
569 FOR THE PROGRAM, TO THE EXTENT PERMITTED BY APPLICABLE LAW.  EXCEPT WHEN
570 OTHERWISE STATED IN WRITING THE COPYRIGHT HOLDERS AND/OR OTHER PARTIES
571 PROVIDE THE PROGRAM ``AS IS'' WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EITHER EXPRESSED
572 OR IMPLIED, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
573 MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  THE ENTIRE RISK AS
574 TO THE QUALITY AND PERFORMANCE OF THE PROGRAM IS WITH YOU.  SHOULD THE
575 PROGRAM PROVE DEFECTIVE, YOU ASSUME THE COST OF ALL NECESSARY SERVICING,
576 REPAIR OR CORRECTION.
577
578 @item
579 IN NO EVENT UNLESS REQUIRED BY APPLICABLE LAW OR AGREED TO IN WRITING
580 WILL ANY COPYRIGHT HOLDER, OR ANY OTHER PARTY WHO MAY MODIFY AND/OR
581 REDISTRIBUTE THE PROGRAM AS PERMITTED ABOVE, BE LIABLE TO YOU FOR DAMAGES,
582 INCLUDING ANY GENERAL, SPECIAL, INCIDENTAL OR CONSEQUENTIAL DAMAGES ARISING
583 OUT OF THE USE OR INABILITY TO USE THE PROGRAM (INCLUDING BUT NOT LIMITED
584 TO LOSS OF DATA OR DATA BEING RENDERED INACCURATE OR LOSSES SUSTAINED BY
585 YOU OR THIRD PARTIES OR A FAILURE OF THE PROGRAM TO OPERATE WITH ANY OTHER
586 PROGRAMS), EVEN IF SUCH HOLDER OR OTHER PARTY HAS BEEN ADVISED OF THE
587 POSSIBILITY OF SUCH DAMAGES.
588 @end enumerate
589
590 @iftex
591 @heading END OF TERMS AND CONDITIONS
592 @end iftex
593 @ifinfo
594 @center END OF TERMS AND CONDITIONS
595 @end ifinfo
596
597 @page
598 @unnumberedsec How to Apply These Terms to Your New Programs
599
600   If you develop a new program, and you want it to be of the greatest
601 possible use to the public, the best way to achieve this is to make it
602 free software which everyone can redistribute and change under these terms.
603
604   To do so, attach the following notices to the program.  It is safest
605 to attach them to the start of each source file to most effectively
606 convey the exclusion of warranty; and each file should have at least
607 the ``copyright'' line and a pointer to where the full notice is found.
608
609 @smallexample
610 @var{one line to give the program's name and a brief idea of what it does.}
611 Copyright (C) 19@var{yy}  @var{name of author}
612
613 This program is free software; you can redistribute it and/or modify
614 it under the terms of the GNU General Public License as published by
615 the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
616 (at your option) any later version.
617
618 This program is distributed in the hope that it will be useful,
619 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
620 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
621 GNU General Public License for more details.
622
623 You should have received a copy of the GNU General Public License
624 along with this program; if not, write to the Free Software
625 Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
626 @end smallexample
627
628 Also add information on how to contact you by electronic and paper mail.
629
630 If the program is interactive, make it output a short notice like this
631 when it starts in an interactive mode:
632
633 @smallexample
634 Gnomovision version 69, Copyright (C) 19@var{yy} @var{name of author}
635 Gnomovision comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY; for details
636 type `show w'.
637 This is free software, and you are welcome to redistribute it
638 under certain conditions; type `show c' for details.
639 @end smallexample
640
641 The hypothetical commands @samp{show w} and @samp{show c} should show
642 the appropriate parts of the General Public License.  Of course, the
643 commands you use may be called something other than @samp{show w} and
644 @samp{show c}; they could even be mouse-clicks or menu items---whatever
645 suits your program.
646
647 You should also get your employer (if you work as a programmer) or your
648 school, if any, to sign a ``copyright disclaimer'' for the program, if
649 necessary.  Here is a sample; alter the names:
650
651 @smallexample
652 Yoyodyne, Inc., hereby disclaims all copyright interest in the program
653 `Gnomovision' (which makes passes at compilers) written by James Hacker.
654
655 @var{signature of Ty Coon}, 1 April 1989
656 Ty Coon, President of Vice
657 @end smallexample
658
659 This General Public License does not permit incorporating your program into
660 proprietary programs.  If your program is a subroutine library, you may
661 consider it more useful to permit linking proprietary applications with the
662 library.  If this is what you want to do, use the GNU Library General
663 Public License instead of this License.
664
665 @node Contributors
666 @unnumbered Contributors to GNU Fortran
667 @cindex contributors
668 @cindex credits
669
670 In addition to James Craig Burley, who wrote the front end,
671 many people have helped create and improve GNU Fortran.
672
673 @itemize @bullet
674 @item
675 The packaging and compiler portions of GNU Fortran are based largely
676 on the GNU CC compiler.
677 @xref{Contributors,,Contributors to GNU CC,gcc,Using and Porting GNU CC},
678 for more information.
679
680 @item
681 The run-time library used by GNU Fortran is a repackaged version
682 of the @code{libf2c} library (combined from the @code{libF77} and
683 @code{libI77} libraries) provided as part of @code{f2c}, available for
684 free from @code{netlib} sites on the Internet.
685
686 @item
687 Cygnus Support and The Free Software Foundation contributed
688 significant money and/or equipment to Craig's efforts.
689
690 @item
691 The following individuals served as alpha testers prior to @code{g77}'s
692 public release.  This work consisted of testing, researching, sometimes
693 debugging, and occasionally providing small amounts of code and fixes
694 for @code{g77}, plus offering plenty of helpful advice to Craig:
695
696 @itemize @w{}
697 @item
698 Jonathan Corbet
699 @item
700 Dr.@: Mark Fernyhough
701 @item
702 Takafumi Hayashi (The University of Aizu)---@email{takafumi@@u-aizu.ac.jp}
703 @item
704 Kate Hedstrom
705 @item
706 Michel Kern (INRIA and Rice University)---@email{Michel.Kern@@inria.fr}
707 @item
708 Dr.@: A. O. V. Le Blanc
709 @item
710 Dave Love
711 @item
712 Rick Lutowski
713 @item
714 Toon Moene
715 @item
716 Rick Niles
717 @item
718 Derk Reefman
719 @item
720 Wayne K. Schroll
721 @item
722 Bill Thorson
723 @item
724 Pedro A. M. Vazquez
725 @item
726 Ian Watson
727 @end itemize
728
729 @item
730 Scott Snyder (@email{snyder@@d0sgif.fnal.gov})
731 provided the patch to add rudimentary support
732 for @code{INTEGER*1}, @code{INTEGER*2}, and
733 @code{LOGICAL*1}.
734 This inspired Craig to add further support,
735 even though the resulting support
736 would still be incomplete, because version 0.6 is still
737 a ways off.
738
739 @item
740 David Ronis (@email{ronis@@onsager.chem.mcgill.ca}) inspired
741 and encouraged Craig to rewrite the documentation in texinfo
742 format by contributing a first pass at a translation of the
743 old @file{g77-0.5.16/f/DOC} file.
744
745 @item
746 Toon Moene (@email{toon@@moene.indiv.nluug.nl}) performed
747 some analysis of generated code as part of an overall project
748 to improve @code{g77} code generation to at least be as good
749 as @code{f2c} used in conjunction with @code{gcc}.
750 So far, this has resulted in the three, somewhat
751 experimental, options added by @code{g77} to the @code{gcc}
752 compiler and its back end.
753
754 (These, in turn, had made their way into the @code{egcs}
755 version of the compiler, and do not exist in @code{gcc}
756 version 2.8 or versions of @code{g77} based on that version
757 of @code{gcc}.)
758
759 @item
760 John Carr (@email{jfc@@mit.edu}) wrote the alias analysis improvements.
761
762 @item
763 Thanks to Mary Cortani and the staff at Craftwork Solutions
764 (@email{support@@craftwork.com}) for all of their support.
765
766 @item
767 Many other individuals have helped debug, test, and improve @code{g77}
768 over the past several years, and undoubtedly more people
769 will be doing so in the future.
770 If you have done so, and would like
771 to see your name listed in the above list, please ask!
772 The default is that people wish to remain anonymous.
773 @end itemize
774
775 @node Funding
776 @chapter Funding Free Software
777
778 If you want to have more free software a few years from now, it makes
779 sense for you to help encourage people to contribute funds for its
780 development.  The most effective approach known is to encourage
781 commercial redistributors to donate.
782
783 Users of free software systems can boost the pace of development by
784 encouraging for-a-fee distributors to donate part of their selling price
785 to free software developers---the Free Software Foundation, and others.
786
787 The way to convince distributors to do this is to demand it and expect
788 it from them.  So when you compare distributors, judge them partly by
789 how much they give to free software development.  Show distributors
790 they must compete to be the one who gives the most.
791
792 To make this approach work, you must insist on numbers that you can
793 compare, such as, ``We will donate ten dollars to the Frobnitz project
794 for each disk sold.''  Don't be satisfied with a vague promise, such as
795 ``A portion of the profits are donated,'' since it doesn't give a basis
796 for comparison.
797
798 Even a precise fraction ``of the profits from this disk'' is not very
799 meaningful, since creative accounting and unrelated business decisions
800 can greatly alter what fraction of the sales price counts as profit.
801 If the price you pay is $50, ten percent of the profit is probably
802 less than a dollar; it might be a few cents, or nothing at all.
803
804 Some redistributors do development work themselves.  This is useful too;
805 but to keep everyone honest, you need to inquire how much they do, and
806 what kind.  Some kinds of development make much more long-term
807 difference than others.  For example, maintaining a separate version of
808 a program contributes very little; maintaining the standard version of a
809 program for the whole community contributes much.  Easy new ports
810 contribute little, since someone else would surely do them; difficult
811 ports such as adding a new CPU to the GNU C compiler contribute more;
812 major new features or packages contribute the most.
813
814 By establishing the idea that supporting further development is ``the
815 proper thing to do'' when distributing free software for a fee, we can
816 assure a steady flow of resources into making more free software.
817
818 @display
819 Copyright (C) 1994 Free Software Foundation, Inc.
820 Verbatim copying and redistribution of this section is permitted
821 without royalty; alteration is not permitted.
822 @end display
823
824 @node Funding GNU Fortran
825 @chapter Funding GNU Fortran
826 @cindex funding improvements
827 @cindex improvements, funding
828
829 Work on GNU Fortran is still being done mostly by its author,
830 James Craig Burley (@email{@value{email-burley}}), who is a volunteer
831 for, not an employee of, the Free Software Foundation (FSF).
832 (He has a web page at @uref{@value{www-burley}}.)
833
834 As with other GNU software, funding is important because it can pay for
835 needed equipment, personnel, and so on.
836
837 @cindex FSF, funding the
838 @cindex funding the FSF
839 The FSF provides information on the best way to fund ongoing
840 development of GNU software (such as GNU Fortran) in documents
841 such as the ``GNUS Bulletin''.
842 Email @email{gnu@@gnu.org} for information on funding the FSF.
843
844 To fund specific GNU Fortran work in particular, the FSF might
845 provide a means for that, but the FSF does not provide direct funding
846 to the author of GNU Fortran to continue his work.  The FSF has
847 employee salary restrictions that can be incompatible with the
848 financial needs of some volunteers, who therefore choose to
849 remain volunteers and thus be able to be free to do contract work
850 and otherwise make their own schedules for doing GNU work.
851
852 Still, funding the FSF at least indirectly benefits work
853 on specific projects like GNU Fortran because it ensures the
854 continuing operation of the FSF offices, their workstations, their
855 network connections, and so on, which are invaluable to volunteers.
856 (Similarly, hiring Cygnus Support can help a project like GNU
857 Fortran---Cygnus has been a long-time donor of equipment usage to the author
858 of GNU Fortran, and this too has been invaluable---see @ref{Contributors}.)
859
860 Currently, the only way to directly fund the author of GNU Fortran
861 in his work on that project is to hire him for the work you want
862 him to do, or donate money to him.
863 Several people have done this
864 already, with the result that he has not needed to immediately find
865 contract work on a few occasions.
866 If more people did this, he
867 would be able to plan on not doing contract work for many months and
868 could thus devote that time to work on projects (such as the planned
869 changes for 0.6) that require longer timeframes to complete.
870 For the latest information on the status of the author, do
871 @kbd{finger -l burley@@gnu.org} on a UNIX system
872 (or any system with a command like UNIX @code{finger}).
873
874 Another important way to support work on GNU Fortran is to volunteer
875 to help out.
876 Work is needed on documentation, testing, porting
877 to various machines, and in some cases, coding (although major
878 changes planned for version 0.6 make it difficult to add manpower to this
879 area).
880 Email @email{@value{email-general}} to volunteer for this work.
881
882 @xref{Funding,,Funding Free Software}, for more information.
883
884 @node Look and Feel
885 @chapter Protect Your Freedom---Fight ``Look And Feel''
886 @c the above chapter heading overflows onto the next line. --mew 1/26/93
887
888 To preserve the ability to write free software, including replacements
889 for proprietary software, authors must be free to replicate the
890 user interface to which users of existing software have become
891 accustomed.
892
893 @xref{Look and Feel,,Protect Your Freedom---Fight ``Look And Feel'',
894 gcc,Using and Porting GNU CC}, for more information.
895
896 @node Getting Started
897 @chapter Getting Started
898 @cindex getting started
899 @cindex new users
900 @cindex newbies
901 @cindex beginners
902
903 If you don't need help getting started reading the portions
904 of this manual that are most important to you, you should skip
905 this portion of the manual.
906
907 If you are new to compilers, especially Fortran compilers, or
908 new to how compilers are structured under UNIX and UNIX-like
909 systems, you'll want to see @ref{What is GNU Fortran?}.
910
911 If you are new to GNU compilers, or have used only one GNU
912 compiler in the past and not had to delve into how it lets
913 you manage various versions and configurations of @code{gcc},
914 you should see @ref{G77 and GCC}.
915
916 Everyone except experienced @code{g77} users should
917 see @ref{Invoking G77}.
918
919 If you're acquainted with previous versions of @code{g77},
920 you should see @ref{News,,News About GNU Fortran}.
921 Further, if you've actually used previous versions of @code{g77},
922 especially if you've written or modified Fortran code to
923 be compiled by previous versions of @code{g77}, you
924 should see @ref{Changes}.
925
926 If you intend to write or otherwise compile code that is
927 not already strictly conforming ANSI FORTRAN 77---and this
928 is probably everyone---you should see @ref{Language}.
929
930 If you don't already have @code{g77} installed on your
931 system, you must see @ref{Installation}.
932
933 If you run into trouble getting Fortran code to compile,
934 link, run, or work properly, you might find answers
935 if you see @ref{Debugging and Interfacing},
936 see @ref{Collected Fortran Wisdom},
937 and see @ref{Trouble}.
938 You might also find that the problems you are encountering
939 are bugs in @code{g77}---see @ref{Bugs}, for information on
940 reporting them, after reading the other material.
941
942 If you need further help with @code{g77}, or with
943 freely redistributable software in general,
944 see @ref{Service}.
945
946 If you would like to help the @code{g77} project,
947 see @ref{Funding GNU Fortran}, for information on
948 helping financially, and see @ref{Projects}, for information
949 on helping in other ways.
950
951 If you're generally curious about the future of
952 @code{g77}, see @ref{Projects}.
953 If you're curious about its past,
954 see @ref{Contributors},
955 and see @ref{Funding GNU Fortran}.
956
957 To see a few of the questions maintainers of @code{g77} have,
958 and that you might be able to answer,
959 see @ref{Open Questions}.
960
961 @ifset USING
962 @node What is GNU Fortran?
963 @chapter What is GNU Fortran?
964 @cindex concepts, basic
965 @cindex basic concepts
966
967 GNU Fortran, or @code{g77}, is designed initially as a free replacement
968 for, or alternative to, the UNIX @code{f77} command.
969 (Similarly, @code{gcc} is designed as a replacement
970 for the UNIX @code{cc} command.)
971
972 @code{g77} also is designed to fit in well with the other
973 fine GNU compilers and tools.
974
975 Sometimes these design goals conflict---in such cases, resolution
976 often is made in favor of fitting in well with Project GNU.
977 These cases are usually identified in the appropriate
978 sections of this manual.
979
980 @cindex compilers
981 As compilers, @code{g77}, @code{gcc}, and @code{f77}
982 share the following characteristics:
983
984 @itemize @bullet
985 @cindex source code
986 @cindex file, source
987 @cindex code, source
988 @cindex source file
989 @item
990 They read a user's program, stored in a file and
991 containing instructions written in the appropriate
992 language (Fortran, C, and so on).
993 This file contains @dfn{source code}.
994
995 @cindex translation of user programs
996 @cindex machine code
997 @cindex code, machine
998 @cindex mistakes
999 @item
1000 They translate the user's program into instructions
1001 a computer can carry out more quickly than it takes
1002 to translate the instructions in the first place.
1003 These instructions are called @dfn{machine code}---code
1004 designed to be efficiently translated and processed
1005 by a machine such as a computer.
1006 Humans usually aren't as good writing machine code
1007 as they are at writing Fortran or C, because
1008 it is easy to make tiny mistakes writing machine code.
1009 When writing Fortran or C, it is easy
1010 to make big mistakes.
1011
1012 @cindex debugger
1013 @cindex bugs, finding
1014 @cindex @code{gdb}, command
1015 @cindex commands, @code{gdb}
1016 @item
1017 They provide information in the generated machine code
1018 that can make it easier to find bugs in the program
1019 (using a debugging tool, called a @dfn{debugger},
1020 such as @code{gdb}).
1021
1022 @cindex libraries
1023 @cindex linking
1024 @cindex @code{ld} command
1025 @cindex commands, @code{ld}
1026 @item
1027 They locate and gather machine code already generated
1028 to perform actions requested by statements in
1029 the user's program.
1030 This machine code is organized
1031 into @dfn{libraries} and is located and gathered
1032 during the @dfn{link} phase of the compilation
1033 process.
1034 (Linking often is thought of as a separate
1035 step, because it can be directly invoked via the
1036 @code{ld} command.
1037 However, the @code{g77} and @code{gcc}
1038 commands, as with most compiler commands, automatically
1039 perform the linking step by calling on @code{ld}
1040 directly, unless asked to not do so by the user.)
1041
1042 @cindex language, incorrect use of
1043 @cindex incorrect use of language
1044 @item
1045 They attempt to diagnose cases where the user's
1046 program contains incorrect usages of the language.
1047 The @dfn{diagnostics} produced by the compiler
1048 indicate the problem and the location in the user's
1049 source file where the problem was first noticed.
1050 The user can use this information to locate and
1051 fix the problem.
1052 @cindex diagnostics, incorrect
1053 @cindex incorrect diagnostics
1054 @cindex error messages, incorrect
1055 @cindex incorrect error messages
1056 (Sometimes an incorrect usage
1057 of the language leads to a situation where the
1058 compiler can no longer make any sense of what
1059 follows---while a human might be able to---and
1060 thus ends up complaining about many ``problems''
1061 it encounters that, in fact, stem from just one
1062 problem, usually the first one reported.)
1063
1064 @cindex warnings
1065 @cindex questionable instructions
1066 @item
1067 They attempt to diagnose cases where the user's
1068 program contains a correct usage of the language,
1069 but instructs the computer to do something questionable.
1070 These diagnostics often are in the form of @dfn{warnings},
1071 instead of the @dfn{errors} that indicate incorrect
1072 usage of the language.
1073 @end itemize
1074
1075 How these actions are performed is generally under the
1076 control of the user.
1077 Using command-line options, the user can specify
1078 how persnickety the compiler is to be regarding
1079 the program (whether to diagnose questionable usage
1080 of the language), how much time to spend making
1081 the generated machine code run faster, and so on.
1082
1083 @cindex components of g77
1084 @cindex @code{g77}, components of
1085 @code{g77} consists of several components:
1086
1087 @cindex @code{gcc}, command
1088 @cindex commands, @code{gcc}
1089 @itemize @bullet
1090 @item
1091 A modified version of the @code{gcc} command, which also might be
1092 installed as the system's @code{cc} command.
1093 (In many cases, @code{cc} refers to the
1094 system's ``native'' C compiler, which
1095 might be a non-GNU compiler, or an older version
1096 of @code{gcc} considered more stable or that is
1097 used to build the operating system kernel.)
1098
1099 @cindex @code{g77}, command
1100 @cindex commands, @code{g77}
1101 @item
1102 The @code{g77} command itself, which also might be installed as the
1103 system's @code{f77} command.
1104
1105 @cindex libg2c library
1106 @cindex libf2c library
1107 @cindex libraries, libf2c
1108 @cindex libraries, libg2c
1109 @cindex run-time, library
1110 @item
1111 The @code{libg2c} run-time library.
1112 This library contains the machine code needed to support
1113 capabilities of the Fortran language that are not directly
1114 provided by the machine code generated by the @code{g77}
1115 compilation phase.
1116
1117 @code{libg2c} is just the unique name @code{g77} gives
1118 to its version of @code{libf2c} to distinguish it from
1119 any copy of @code{libf2c} installed from @code{f2c}
1120 (or versions of @code{g77} that built @code{libf2c} under
1121 that same name)
1122 on the system.
1123
1124 The maintainer of @code{libf2c} currently is
1125 @email{dmg@@bell-labs.com}.
1126
1127 @cindex @code{f771}, program
1128 @cindex programs, @code{f771}
1129 @cindex assembler
1130 @cindex @code{as} command
1131 @cindex commands, @code{as}
1132 @cindex assembly code
1133 @cindex code, assembly
1134 @item
1135 The compiler itself, internally named @code{f771}.
1136
1137 Note that @code{f771} does not generate machine code directly---it
1138 generates @dfn{assembly code} that is a more readable form
1139 of machine code, leaving the conversion to actual machine code
1140 to an @dfn{assembler}, usually named @code{as}.
1141 @end itemize
1142
1143 @code{gcc} is often thought of as ``the C compiler'' only,
1144 but it does more than that.
1145 Based on command-line options and the names given for files
1146 on the command line, @code{gcc} determines which actions to perform, including
1147 preprocessing, compiling (in a variety of possible languages), assembling,
1148 and linking.
1149
1150 @cindex driver, gcc command as
1151 @cindex @code{gcc}, command as driver
1152 @cindex executable file
1153 @cindex files, executable
1154 @cindex cc1 program
1155 @cindex programs, cc1
1156 @cindex preprocessor
1157 @cindex cpp program
1158 @cindex programs, cpp
1159 For example, the command @samp{gcc foo.c} @dfn{drives} the file
1160 @file{foo.c} through the preprocessor @code{cpp}, then
1161 the C compiler (internally named
1162 @code{cc1}), then the assembler (usually @code{as}), then the linker
1163 (@code{ld}), producing an executable program named @file{a.out} (on
1164 UNIX systems).
1165
1166 @cindex cc1plus program
1167 @cindex programs, cc1plus
1168 As another example, the command @samp{gcc foo.cc} would do much the same as
1169 @samp{gcc foo.c}, but instead of using the C compiler named @code{cc1},
1170 @code{gcc} would use the C++ compiler (named @code{cc1plus}).
1171
1172 @cindex @code{f771}, program
1173 @cindex programs, @code{f771}
1174 In a GNU Fortran installation, @code{gcc} recognizes Fortran source
1175 files by name just like it does C and C++ source files.
1176 It knows to use the Fortran compiler named @code{f771}, instead of
1177 @code{cc1} or @code{cc1plus}, to compile Fortran files.
1178
1179 @cindex @code{gcc}, not recognizing Fortran source
1180 @cindex unrecognized file format
1181 @cindex file format not recognized
1182 Non-Fortran-related operation of @code{gcc} is generally
1183 unaffected by installing the GNU Fortran version of @code{gcc}.
1184 However, without the installed version of @code{gcc} being the
1185 GNU Fortran version, @code{gcc} will not be able to compile
1186 and link Fortran programs---and since @code{g77} uses @code{gcc}
1187 to do most of the actual work, neither will @code{g77}!
1188
1189 @cindex @code{g77}, command
1190 @cindex commands, @code{g77}
1191 The @code{g77} command is essentially just a front-end for
1192 the @code{gcc} command.
1193 Fortran users will normally use @code{g77} instead of @code{gcc},
1194 because @code{g77}
1195 knows how to specify the libraries needed to link with Fortran programs
1196 (@code{libg2c} and @code{lm}).
1197 @code{g77} can still compile and link programs and
1198 source files written in other languages, just like @code{gcc}.
1199
1200 @cindex printing version information
1201 @cindex version information, printing
1202 The command @samp{g77 -v} is a quick
1203 way to display lots of version information for the various programs
1204 used to compile a typical preprocessed Fortran source file---this
1205 produces much more output than @samp{gcc -v} currently does.
1206 (If it produces an error message near the end of the output---diagnostics
1207 from the linker, usually @code{ld}---you might
1208 have an out-of-date @code{libf2c} that improperly handles
1209 complex arithmetic.)
1210 In the output of this command, the line beginning @samp{GNU Fortran Front
1211 End} identifies the version number of GNU Fortran; immediately
1212 preceding that line is a line identifying the version of @code{gcc}
1213 with which that version of @code{g77} was built.
1214
1215 @cindex libf2c library
1216 @cindex libraries, libf2c
1217 The @code{libf2c} library is distributed with GNU Fortran for
1218 the convenience of its users, but is not part of GNU Fortran.
1219 It contains the procedures
1220 needed by Fortran programs while they are running.
1221
1222 @cindex in-line code
1223 @cindex code, in-line
1224 For example, while code generated by @code{g77} is likely
1225 to do additions, subtractions, and multiplications @dfn{in line}---in
1226 the actual compiled code---it is not likely to do trigonometric
1227 functions this way.
1228
1229 Instead, operations like trigonometric
1230 functions are compiled by the @code{f771} compiler
1231 (invoked by @code{g77} when compiling Fortran code) into machine
1232 code that, when run, calls on functions in @code{libg2c}, so
1233 @code{libg2c} must be linked with almost every useful program
1234 having any component compiled by GNU Fortran.
1235 (As mentioned above, the @code{g77} command takes
1236 care of all this for you.)
1237
1238 The @code{f771} program represents most of what is unique to GNU Fortran.
1239 While much of the @code{libg2c} component comes from
1240 the @code{libf2c} component of @code{f2c},
1241 a free Fortran-to-C converter distributed by Bellcore (AT&T),
1242 plus @code{libU77}, provided by Dave Love,
1243 and the @code{g77} command is just a small front-end to @code{gcc},
1244 @code{f771} is a combination of two rather
1245 large chunks of code.
1246
1247 @cindex GNU Back End (GBE)
1248 @cindex GBE
1249 @cindex @code{gcc}, back end
1250 @cindex back end, gcc
1251 @cindex code generator
1252 One chunk is the so-called @dfn{GNU Back End}, or GBE,
1253 which knows how to generate fast code for a wide variety of processors.
1254 The same GBE is used by the C, C++, and Fortran compiler programs @code{cc1},
1255 @code{cc1plus}, and @code{f771}, plus others.
1256 Often the GBE is referred to as the ``gcc back end'' or
1257 even just ``gcc''---in this manual, the term GBE is used
1258 whenever the distinction is important.
1259
1260 @cindex GNU Fortran Front End (FFE)
1261 @cindex FFE
1262 @cindex @code{g77}, front end
1263 @cindex front end, @code{g77}
1264 The other chunk of @code{f771} is the
1265 majority of what is unique about GNU Fortran---the code that knows how
1266 to interpret Fortran programs to determine what they are intending to
1267 do, and then communicate that knowledge to the GBE for actual compilation
1268 of those programs.
1269 This chunk is called the @dfn{Fortran Front End} (FFE).
1270 The @code{cc1} and @code{cc1plus} programs have their own front ends,
1271 for the C and C++ languages, respectively.
1272 These fronts ends are responsible for diagnosing
1273 incorrect usage of their respective languages by the
1274 programs the process, and are responsible for most of
1275 the warnings about questionable constructs as well.
1276 (The GBE handles producing some warnings, like those
1277 concerning possible references to undefined variables.)
1278
1279 Because so much is shared among the compilers for various languages,
1280 much of the behavior and many of the user-selectable options for these
1281 compilers are similar.
1282 For example, diagnostics (error messages and
1283 warnings) are similar in appearance; command-line
1284 options like @samp{-Wall} have generally similar effects; and the quality
1285 of generated code (in terms of speed and size) is roughly similar
1286 (since that work is done by the shared GBE).
1287
1288 @node G77 and GCC
1289 @chapter Compile Fortran, C, or Other Programs
1290 @cindex compiling programs
1291 @cindex programs, compiling
1292
1293 @cindex @code{gcc}, command
1294 @cindex commands, @code{gcc}
1295 A GNU Fortran installation includes a modified version of the @code{gcc}
1296 command.
1297
1298 In a non-Fortran installation, @code{gcc} recognizes C, C++,
1299 and Objective-C source files.
1300
1301 In a GNU Fortran installation, @code{gcc} also recognizes Fortran source
1302 files and accepts Fortran-specific command-line options, plus some
1303 command-line options that are designed to cater to Fortran users
1304 but apply to other languages as well.
1305
1306 @xref{G++ and GCC,,Compile C; C++; or Objective-C,gcc,Using and Porting GNU CC},
1307 for information on the way different languages are handled
1308 by the GNU CC compiler (@code{gcc}).
1309
1310 @cindex @code{g77}, command
1311 @cindex commands, @code{g77}
1312 Also provided as part of GNU Fortran is the @code{g77} command.
1313 The @code{g77} command is designed to make compiling and linking Fortran
1314 programs somewhat easier than when using the @code{gcc} command for
1315 these tasks.
1316 It does this by analyzing the command line somewhat and changing it
1317 appropriately before submitting it to the @code{gcc} command.
1318
1319 @cindex -v option
1320 @cindex @code{g77} options, -v
1321 @cindex options, -v
1322 Use the @samp{-v} option with @code{g77}
1323 to see what is going on---the first line of output is the invocation
1324 of the @code{gcc} command.
1325
1326 @node Invoking G77
1327 @chapter GNU Fortran Command Options
1328 @cindex GNU Fortran command options
1329 @cindex command options
1330 @cindex options, GNU Fortran command
1331
1332 The @code{g77} command supports all the options supported by the
1333 @code{gcc} command.
1334 @xref{Invoking GCC,,GNU CC Command Options,gcc,Using and Porting GNU CC},
1335 for information
1336 on the non-Fortran-specific aspects of the @code{gcc} command (and,
1337 therefore, the @code{g77} command).
1338
1339 @cindex options, negative forms
1340 @cindex negative forms of options
1341 All @code{gcc} and @code{g77} options
1342 are accepted both by @code{g77} and by @code{gcc}
1343 (as well as any other drivers built at the same time,
1344 such as @code{g++}),
1345 since adding @code{g77} to the @code{gcc} distribution
1346 enables acceptance of @code{g77}-specific options
1347 by all of the relevant drivers.
1348
1349 In some cases, options have positive and negative forms;
1350 the negative form of @samp{-ffoo} would be @samp{-fno-foo}.
1351 This manual documents only one of these two forms, whichever
1352 one is not the default.
1353
1354 @menu
1355 * Option Summary::      Brief list of all @code{g77} options,
1356                         without explanations.
1357 * Overall Options::     Controlling the kind of output:
1358                         an executable, object files, assembler files,
1359                         or preprocessed source.
1360 * Shorthand Options::   Options that are shorthand for other options.
1361 * Fortran Dialect Options::  Controlling the variant of Fortran language
1362                              compiled.
1363 * Warning Options::     How picky should the compiler be?
1364 * Debugging Options::   Symbol tables, measurements, and debugging dumps.
1365 * Optimize Options::    How much optimization?
1366 * Preprocessor Options:: Controlling header files and macro definitions.
1367                          Also, getting dependency information for Make.
1368 * Directory Options::   Where to find header files and libraries.
1369                         Where to find the compiler executable files.
1370 * Code Gen Options::    Specifying conventions for function calls, data layout
1371                         and register usage.
1372 * Environment Variables:: Env vars that affect GNU Fortran.
1373 @end menu
1374
1375 @node Option Summary
1376 @section Option Summary
1377
1378 Here is a summary of all the options specific to GNU Fortran, grouped
1379 by type.  Explanations are in the following sections.
1380
1381 @table @emph
1382 @item Overall Options
1383 @xref{Overall Options,,Options Controlling the Kind of Output}.
1384 @smallexample
1385 -fversion  -fset-g77-defaults  -fno-silent
1386 @end smallexample
1387
1388 @item Shorthand Options
1389 @xref{Shorthand Options}.
1390 @smallexample
1391 -ff66  -fno-f66  -ff77  -fno-f77  -fno-ugly
1392 @end smallexample
1393
1394 @item Fortran Language Options
1395 @xref{Fortran Dialect Options,,Options Controlling Fortran Dialect}.
1396 @smallexample
1397 -ffree-form  -fno-fixed-form  -ff90
1398 -fvxt  -fdollar-ok  -fno-backslash
1399 -fno-ugly-args  -fno-ugly-assign  -fno-ugly-assumed
1400 -fugly-comma  -fugly-complex  -fugly-init  -fugly-logint
1401 -fonetrip  -ftypeless-boz
1402 -fintrin-case-initcap  -fintrin-case-upper
1403 -fintrin-case-lower  -fintrin-case-any
1404 -fmatch-case-initcap  -fmatch-case-upper
1405 -fmatch-case-lower  -fmatch-case-any
1406 -fsource-case-upper -fsource-case-lower  -fsource-case-preserve
1407 -fsymbol-case-initcap  -fsymbol-case-upper
1408 -fsymbol-case-lower  -fsymbol-case-any
1409 -fcase-strict-upper  -fcase-strict-lower
1410 -fcase-initcap  -fcase-upper  -fcase-lower  -fcase-preserve
1411 -ff2c-intrinsics-delete  -ff2c-intrinsics-hide
1412 -ff2c-intrinsics-disable  -ff2c-intrinsics-enable
1413 -fbadu77-intrinsics-delete  -fbadu77-intrinsics-hide
1414 -fbadu77-intrinsics-disable  -fbadu77-intrinsics-enable
1415 -ff90-intrinsics-delete  -ff90-intrinsics-hide
1416 -ff90-intrinsics-disable  -ff90-intrinsics-enable
1417 -fgnu-intrinsics-delete  -fgnu-intrinsics-hide
1418 -fgnu-intrinsics-disable  -fgnu-intrinsics-enable
1419 -fmil-intrinsics-delete  -fmil-intrinsics-hide
1420 -fmil-intrinsics-disable  -fmil-intrinsics-enable
1421 -funix-intrinsics-delete  -funix-intrinsics-hide
1422 -funix-intrinsics-disable  -funix-intrinsics-enable
1423 -fvxt-intrinsics-delete  -fvxt-intrinsics-hide
1424 -fvxt-intrinsics-disable  -fvxt-intrinsics-enable
1425 -ffixed-line-length-@var{n}  -ffixed-line-length-none
1426 @end smallexample
1427
1428 @item Warning Options
1429 @xref{Warning Options,,Options to Request or Suppress Warnings}.
1430 @smallexample
1431 -fsyntax-only  -pedantic  -pedantic-errors  -fpedantic
1432 -w  -Wno-globals  -Wimplicit -Wunused  -Wuninitialized
1433 -Wall  -Wsurprising
1434 -Werror  -W
1435 @end smallexample
1436
1437 @item Debugging Options
1438 @xref{Debugging Options,,Options for Debugging Your Program or GCC}.
1439 @smallexample
1440 -g
1441 @end smallexample
1442
1443 @item Optimization Options
1444 @xref{Optimize Options,,Options that Control Optimization}.
1445 @smallexample
1446 -malign-double
1447 -ffloat-store  -fforce-mem  -fforce-addr  -fno-inline
1448 -ffast-math  -fstrength-reduce  -frerun-cse-after-loop
1449 -fexpensive-optimizations  -fdelayed-branch
1450 -fschedule-insns  -fschedule-insn2  -fcaller-saves
1451 -funroll-loops  -funroll-all-loops
1452 -fno-move-all-movables  -fno-reduce-all-givs
1453 -fno-rerun-loop-opt
1454 @end smallexample
1455
1456 @item Directory Options
1457 @xref{Directory Options,,Options for Directory Search}.
1458 @smallexample
1459 -I@var{dir}  -I-
1460 @end smallexample
1461
1462 @item Code Generation Options
1463 @xref{Code Gen Options,,Options for Code Generation Conventions}.
1464 @smallexample
1465 -fno-automatic  -finit-local-zero  -fno-f2c
1466 -ff2c-library  -fno-underscoring  -fno-ident
1467 -fpcc-struct-return  -freg-struct-return
1468 -fshort-double  -fno-common  -fpack-struct
1469 -fzeros  -fno-second-underscore
1470 -fdebug-kludge  -femulate-complex
1471 -falias-check  -fargument-alias
1472 -fargument-noalias  -fno-argument-noalias-global
1473 -fno-globals  -fflatten-arrays
1474 -fbounds-check  -ffortran-bounds-check
1475 @end smallexample
1476 @end table
1477
1478 @menu
1479 * Overall Options::     Controlling the kind of output:
1480                         an executable, object files, assembler files,
1481                         or preprocessed source.
1482 * Shorthand Options::   Options that are shorthand for other options.
1483 * Fortran Dialect Options::  Controlling the variant of Fortran language
1484                              compiled.
1485 * Warning Options::     How picky should the compiler be?
1486 * Debugging Options::   Symbol tables, measurements, and debugging dumps.
1487 * Optimize Options::    How much optimization?
1488 * Preprocessor Options:: Controlling header files and macro definitions.
1489                          Also, getting dependency information for Make.
1490 * Directory Options::   Where to find header files and libraries.
1491                         Where to find the compiler executable files.
1492 * Code Gen Options::    Specifying conventions for function calls, data layout
1493                         and register usage.
1494 @end menu
1495
1496 @node Overall Options
1497 @section Options Controlling the Kind of Output
1498 @cindex overall options
1499 @cindex options, overall
1500
1501 Compilation can involve as many as four stages: preprocessing, code
1502 generation (often what is really meant by the term ``compilation''),
1503 assembly, and linking, always in that order.  The first three
1504 stages apply to an individual source file, and end by producing an
1505 object file; linking combines all the object files (those newly
1506 compiled, and those specified as input) into an executable file.
1507
1508 @cindex file name suffix
1509 @cindex suffixes, file name
1510 @cindex file name extension
1511 @cindex extensions, file name
1512 @cindex file type
1513 @cindex types, file
1514 For any given input file, the file name suffix determines what kind of
1515 program is contained in the file---that is, the language in which the
1516 program is written is generally indicated by the suffix.
1517 Suffixes specific to GNU Fortran are listed below.
1518 @xref{Overall Options,,gcc,Using and Porting GNU CC}, for
1519 information on suffixes recognized by GNU CC.
1520
1521 @table @code
1522 @cindex .f filename suffix
1523 @cindex .for filename suffix
1524 @cindex .FOR filename suffix
1525 @item @var{file}.f
1526 @item @var{file}.for
1527 @item @var{file}.FOR
1528 Fortran source code that should not be preprocessed.
1529
1530 Such source code cannot contain any preprocessor directives, such
1531 as @code{#include}, @code{#define}, @code{#if}, and so on.
1532
1533 You can force @samp{.f} files to be preprocessed by @code{cpp} by using
1534 @samp{-x f77-cpp-input}.
1535 @xref{LEX}.
1536
1537 @cindex preprocessor
1538 @cindex C preprocessor
1539 @cindex cpp preprocessor
1540 @cindex Fortran preprocessor
1541 @cindex cpp program
1542 @cindex programs, cpp
1543 @cindex .F filename suffix
1544 @cindex .fpp filename suffix
1545 @cindex .FPP filename suffix
1546 @item @var{file}.F
1547 @item @var{file}.fpp
1548 @item @var{file}.FPP
1549 Fortran source code that must be preprocessed (by the C preprocessor
1550 @code{cpp}, which is part of GNU CC).
1551
1552 Note that preprocessing is not extended to the contents of
1553 files included by the @code{INCLUDE} directive---the @code{#include}
1554 preprocessor directive must be used instead.
1555
1556 @cindex Ratfor preprocessor
1557 @cindex programs, @code{ratfor}
1558 @cindex @samp{.r} filename suffix
1559 @cindex @code{ratfor}
1560 @item @var{file}.r
1561 Ratfor source code, which must be preprocessed by the @code{ratfor}
1562 command, which is available separately (as it is not yet part of the GNU
1563 Fortran distribution).
1564 One version in Fortran, adapted for use with @code{g77}, is at
1565 @uref{ftp://members.aol.com/n8tm/rat7.uue} (of uncertain copyright
1566 status).  Another, public domain version in C is at
1567 @uref{http://sepwww.stanford.edu/sep/prof/ratfor.shar.2}.
1568 @end table
1569
1570 UNIX users typically use the @file{@var{file}.f} and @file{@var{file}.F}
1571 nomenclature.
1572 Users of other operating systems, especially those that cannot
1573 distinguish upper-case
1574 letters from lower-case letters in their file names, typically use
1575 the @file{@var{file}.for} and @file{@var{file}.fpp} nomenclature.
1576
1577 @cindex #define
1578 @cindex #include
1579 @cindex #if
1580 Use of the preprocessor @code{cpp} allows use of C-like
1581 constructs such as @code{#define} and @code{#include}, but can
1582 lead to unexpected, even mistaken, results due to Fortran's source file
1583 format.
1584 It is recommended that use of the C preprocessor
1585 be limited to @code{#include} and, in
1586 conjunction with @code{#define}, only @code{#if} and related directives,
1587 thus avoiding in-line macro expansion entirely.
1588 This recommendation applies especially
1589 when using the traditional fixed source form.
1590 With free source form,
1591 fewer unexpected transformations are likely to happen, but use of
1592 constructs such as Hollerith and character constants can nevertheless
1593 present problems, especially when these are continued across multiple
1594 source lines.
1595 These problems result, primarily, from differences between the way
1596 such constants are interpreted by the C preprocessor and by a Fortran
1597 compiler.
1598
1599 Another example of a problem that results from using the C preprocessor
1600 is that a Fortran comment line that happens to contain any
1601 characters ``interesting'' to the C preprocessor,
1602 such as a backslash at the end of the line,
1603 is not recognized by the preprocessor as a comment line,
1604 so instead of being passed through ``raw'',
1605 the line is edited according to the rules for the preprocessor.
1606 For example, the backslash at the end of the line is removed,
1607 along with the subsequent newline, resulting in the next
1608 line being effectively commented out---unfortunate if that
1609 line is a non-comment line of important code!
1610
1611 @emph{Note:} The @samp{-traditional} and @samp{-undef} flags are supplied
1612 to @code{cpp} by default, to help avoid unpleasant surprises.
1613 @xref{Preprocessor Options,,Options Controlling the Preprocessor,
1614 gcc,Using and Porting GNU CC}.
1615 This means that ANSI C preprocessor features (such as the @samp{#}
1616 operator) aren't available, and only variables in the C reserved
1617 namespace (generally, names with a leading underscore) are liable to
1618 substitution by C predefines.
1619 Thus, if you want to do system-specific
1620 tests, use, for example, @samp{#ifdef __linux__} rather than @samp{#ifdef linux}.
1621 Use the @samp{-v} option to see exactly how the preprocessor is invoked.
1622
1623 @cindex /*
1624 Unfortunately, the @samp{-traditional} flag will not avoid an error from
1625 anything that @code{cpp} sees as an unterminated C comment, such as:
1626 @smallexample
1627 C Some Fortran compilers accept /* as starting
1628 C an inline comment.
1629 @end smallexample
1630 @xref{Trailing Comment}.
1631
1632 The following options that affect overall processing are recognized
1633 by the @code{g77} and @code{gcc} commands in a GNU Fortran installation:
1634
1635 @table @code
1636 @cindex -fversion option
1637 @cindex options, -fversion
1638 @cindex printing version information
1639 @cindex version information, printing
1640 @cindex consistency checks
1641 @cindex internal consistency checks
1642 @cindex checks, of internal consistency
1643 @item -fversion
1644 Ensure that the @code{g77}-specific version of the compiler phase is reported,
1645 if run,
1646 and, starting in @code{egcs} version 1.1,
1647 that internal consistency checks in the @file{f771} program are run.
1648
1649 This option is supplied automatically when @samp{-v} or @samp{--verbose}
1650 is specified as a command-line option for @code{g77} or @code{gcc}
1651 and when the resulting commands compile Fortran source files.
1652
1653 @cindex -fset-g77-defaults option
1654 @cindex options, -fset-g77-defaults
1655 @item -fset-g77-defaults
1656 @emph{Version info:}
1657 This option is obsolete in @code{egcs}
1658 as of version 1.1.
1659 The effect is instead achieved
1660 by the @code{lang_init_options} routine
1661 in @file{gcc/gcc/f/com.c}.
1662
1663 @cindex consistency checks
1664 @cindex internal consistency checks
1665 @cindex checks, of internal consistency
1666 Set up whatever @code{gcc} options are to apply to Fortran
1667 compilations, and avoid running internal consistency checks
1668 that might take some time.
1669
1670 This option is supplied automatically when compiling Fortran code
1671 via the @code{g77} or @code{gcc} command.
1672 The description of this option is provided so that users seeing
1673 it in the output of, say, @samp{g77 -v} understand why it is
1674 there.
1675
1676 @cindex modifying g77
1677 @cindex code, modifying
1678 Also, developers who run @code{f771} directly might want to specify it
1679 by hand to get the same defaults as they would running @code{f771}
1680 via @code{g77} or @code{gcc}.
1681 However, such developers should, after linking a new @code{f771}
1682 executable, invoke it without this option once,
1683 e.g. via @kbd{./f771 -quiet < /dev/null},
1684 to ensure that they have not introduced any
1685 internal inconsistencies (such as in the table of
1686 intrinsics) before proceeding---@code{g77} will crash
1687 with a diagnostic if it detects an inconsistency.
1688
1689 @cindex -fno-silent option
1690 @cindex options, -fno-silent
1691 @cindex f2c compatibility
1692 @cindex compatibility, f2c
1693 @cindex status, compilation
1694 @cindex compilation, status
1695 @cindex reporting compilation status
1696 @cindex printing compilation status
1697 @item -fno-silent
1698 Print (to @code{stderr}) the names of the program units as
1699 they are compiled, in a form similar to that used by popular
1700 UNIX @code{f77} implementations and @code{f2c}.
1701 @end table
1702
1703 @xref{Overall Options,,Options Controlling the Kind of Output,
1704 gcc,Using and Porting GNU CC}, for information
1705 on more options that control the overall operation of the @code{gcc} command
1706 (and, by extension, the @code{g77} command).
1707
1708 @node Shorthand Options
1709 @section Shorthand Options
1710 @cindex shorthand options
1711 @cindex options, shorthand
1712 @cindex macro options
1713 @cindex options, macro
1714
1715 The following options serve as ``shorthand''
1716 for other options accepted by the compiler:
1717
1718 @table @code
1719 @cindex -fugly option
1720 @cindex options, -fugly
1721 @item -fugly
1722 @cindex ugly features
1723 @cindex features, ugly
1724 @emph{Note:} This option is no longer supported.
1725 The information, below, is provided to aid
1726 in the conversion of old scripts.
1727
1728 Specify that certain ``ugly'' constructs are to be quietly accepted.
1729 Same as:
1730
1731 @smallexample
1732 -fugly-args -fugly-assign -fugly-assumed
1733 -fugly-comma -fugly-complex -fugly-init
1734 -fugly-logint
1735 @end smallexample
1736
1737 These constructs are considered inappropriate to use in new
1738 or well-maintained portable Fortran code, but widely used
1739 in old code.
1740 @xref{Distensions}, for more information.
1741
1742 @cindex -fno-ugly option
1743 @cindex options, -fno-ugly
1744 @item -fno-ugly
1745 @cindex ugly features
1746 @cindex features, ugly
1747 Specify that all ``ugly'' constructs are to be noisily rejected.
1748 Same as:
1749
1750 @smallexample
1751 -fno-ugly-args -fno-ugly-assign -fno-ugly-assumed
1752 -fno-ugly-comma -fno-ugly-complex -fno-ugly-init
1753 -fno-ugly-logint
1754 @end smallexample
1755
1756 @xref{Distensions}, for more information.
1757
1758 @cindex -ff66 option
1759 @cindex options, -ff66
1760 @item -ff66
1761 @cindex FORTRAN 66
1762 @cindex compatibility, FORTRAN 66
1763 Specify that the program is written in idiomatic FORTRAN 66.
1764 Same as @samp{-fonetrip -fugly-assumed}.
1765
1766 The @samp{-fno-f66} option is the inverse of @samp{-ff66}.
1767 As such, it is the same as @samp{-fno-onetrip -fno-ugly-assumed}.
1768
1769 The meaning of this option is likely to be refined as future
1770 versions of @code{g77} provide more compatibility with other
1771 existing and obsolete Fortran implementations.
1772
1773 @cindex -ff77 option
1774 @cindex options, -ff77
1775 @item -ff77
1776 @cindex UNIX f77
1777 @cindex f2c compatibility
1778 @cindex compatibility, f2c
1779 @cindex f77 compatibility
1780 @cindex compatibility, f77
1781 Specify that the program is written in idiomatic UNIX FORTRAN 77
1782 and/or the dialect accepted by the @code{f2c} product.
1783 Same as @samp{-fbackslash -fno-typeless-boz}.
1784
1785 The meaning of this option is likely to be refined as future
1786 versions of @code{g77} provide more compatibility with other
1787 existing and obsolete Fortran implementations.
1788
1789 @cindex -fno-f77 option
1790 @cindex options, -fno-f77
1791 @item -fno-f77
1792 @cindex UNIX f77
1793 The @samp{-fno-f77} option is @emph{not} the inverse
1794 of @samp{-ff77}.
1795 It specifies that the program is not written in idiomatic UNIX
1796 FORTRAN 77 or @code{f2c}, but in a more widely portable dialect.
1797 @samp{-fno-f77} is the same as @samp{-fno-backslash}.
1798
1799 The meaning of this option is likely to be refined as future
1800 versions of @code{g77} provide more compatibility with other
1801 existing and obsolete Fortran implementations.
1802 @end table
1803
1804 @node Fortran Dialect Options
1805 @section Options Controlling Fortran Dialect
1806 @cindex dialect options
1807 @cindex language, dialect options
1808 @cindex options, dialect
1809
1810 The following options control the dialect of Fortran
1811 that the compiler accepts:
1812
1813 @table @code
1814 @cindex -ffree-form option
1815 @cindex options, -ffree-form
1816 @cindex -fno-fixed-form option
1817 @cindex options, -fno-fixed-form
1818 @cindex source file format
1819 @cindex free form
1820 @cindex fixed form
1821 @cindex Fortran 90, features
1822 @item -ffree-form
1823 @item -fno-fixed-form
1824 Specify that the source file is written in free form
1825 (introduced in Fortran 90) instead of the more-traditional fixed form.
1826
1827 @cindex -ff90 option
1828 @cindex options, -ff90
1829 @cindex Fortran 90, features
1830 @item -ff90
1831 Allow certain Fortran-90 constructs.
1832
1833 This option controls whether certain
1834 Fortran 90 constructs are recognized.
1835 (Other Fortran 90 constructs
1836 might or might not be recognized depending on other options such as
1837 @samp{-fvxt}, @samp{-ff90-intrinsics-enable}, and the
1838 current level of support for Fortran 90.)
1839
1840 @xref{Fortran 90}, for more information.
1841
1842 @cindex -fvxt option
1843 @cindex options, -fvxt
1844 @item -fvxt
1845 @cindex Fortran 90, features
1846 @cindex VXT extensions
1847 Specify the treatment of certain constructs that have different
1848 meanings depending on whether the code is written in
1849 GNU Fortran (based on FORTRAN 77 and akin to Fortran 90)
1850 or VXT Fortran (more like VAX FORTRAN).
1851
1852 The default is @samp{-fno-vxt}.
1853 @samp{-fvxt} specifies that the VXT Fortran interpretations
1854 for those constructs are to be chosen.
1855
1856 @xref{VXT Fortran}, for more information.
1857
1858 @cindex -fdollar-ok option
1859 @cindex options, -fdollar-ok
1860 @item -fdollar-ok
1861 @cindex dollar sign
1862 @cindex symbol names
1863 @cindex character set
1864 Allow @samp{$} as a valid character in a symbol name.
1865
1866 @cindex -fno-backslash option
1867 @cindex options, -fno-backslash
1868 @item -fno-backslash
1869 @cindex backslash
1870 @cindex character constants
1871 @cindex Hollerith constants
1872 Specify that @samp{\} is not to be specially interpreted in character
1873 and Hollerith constants a la C and many UNIX Fortran compilers.
1874
1875 For example, with @samp{-fbackslash} in effect, @samp{A\nB} specifies
1876 three characters, with the second one being newline.
1877 With @samp{-fno-backslash}, it specifies four characters,
1878 @samp{A}, @samp{\}, @samp{n}, and @samp{B}.
1879
1880 Note that @code{g77} implements a fairly general form of backslash
1881 processing that is incompatible with the narrower forms supported
1882 by some other compilers.
1883 For example, @samp{'A\003B'} is a three-character string in @code{g77},
1884 whereas other compilers that support backslash might not support
1885 the three-octal-digit form, and thus treat that string as longer
1886 than three characters.
1887
1888 @xref{Backslash in Constants}, for
1889 information on why @samp{-fbackslash} is the default
1890 instead of @samp{-fno-backslash}.
1891
1892 @cindex -fno-ugly-args option
1893 @cindex options, -fno-ugly-args
1894 @item -fno-ugly-args
1895 Disallow passing Hollerith and typeless constants as actual
1896 arguments (for example, @samp{CALL FOO(4HABCD)}).
1897
1898 @xref{Ugly Implicit Argument Conversion}, for more information.
1899
1900 @cindex -fugly-assign option
1901 @cindex options, -fugly-assign
1902 @item -fugly-assign
1903 Use the same storage for a given variable regardless of
1904 whether it is used to hold an assigned-statement label
1905 (as in @samp{ASSIGN 10 TO I}) or used to hold numeric data
1906 (as in @samp{I = 3}).
1907
1908 @xref{Ugly Assigned Labels}, for more information.
1909
1910 @cindex -fugly-assumed option
1911 @cindex options, -fugly-assumed
1912 @item -fugly-assumed
1913 Assume any dummy array with a final dimension specified as @samp{1}
1914 is really an assumed-size array, as if @samp{*} had been specified
1915 for the final dimension instead of @samp{1}.
1916
1917 For example, @samp{DIMENSION X(1)} is treated as if it
1918 had read @samp{DIMENSION X(*)}.
1919
1920 @xref{Ugly Assumed-Size Arrays}, for more information.
1921
1922 @cindex -fugly-comma option
1923 @cindex options, -fugly-comma
1924 @item -fugly-comma
1925 In an external-procedure invocation,
1926 treat a trailing comma in the argument list
1927 as specification of a trailing null argument,
1928 and treat an empty argument list
1929 as specification of a single null argument.
1930
1931 For example, @samp{CALL FOO(,)} is treated as
1932 @samp{CALL FOO(%VAL(0), %VAL(0))}.
1933 That is, @emph{two} null arguments are specified
1934 by the procedure call when @samp{-fugly-comma} is in force.
1935 And @samp{F = FUNC()} is treated as @samp{F = FUNC(%VAL(0))}.
1936
1937 The default behavior, @samp{-fno-ugly-comma}, is to ignore
1938 a single trailing comma in an argument list.
1939 So, by default, @samp{CALL FOO(X,)} is treated
1940 exactly the same as @samp{CALL FOO(X)}.
1941
1942 @xref{Ugly Null Arguments}, for more information.
1943
1944 @cindex -fugly-complex option
1945 @cindex options, -fugly-complex
1946 @item -fugly-complex
1947 Do not complain about @samp{REAL(@var{expr})} or
1948 @samp{AIMAG(@var{expr})} when @var{expr} is a @code{COMPLEX}
1949 type other than @code{COMPLEX(KIND=1)}---usually
1950 this is used to permit @code{COMPLEX(KIND=2)}
1951 (@code{DOUBLE COMPLEX}) operands.
1952
1953 The @samp{-ff90} option controls the interpretation
1954 of this construct.
1955
1956 @xref{Ugly Complex Part Extraction}, for more information.
1957
1958 @cindex -fno-ugly-init option
1959 @cindex options, -fno-ugly-init
1960 @item -fno-ugly-init
1961 Disallow use of Hollerith and typeless constants as initial
1962 values (in @code{PARAMETER} and @code{DATA} statements), and
1963 use of character constants to
1964 initialize numeric types and vice versa.
1965
1966 For example, @samp{DATA I/'F'/, CHRVAR/65/, J/4HABCD/} is disallowed by
1967 @samp{-fno-ugly-init}.
1968
1969 @xref{Ugly Conversion of Initializers}, for more information.
1970
1971 @cindex -fugly-logint option
1972 @cindex options, -fugly-logint
1973 @item -fugly-logint
1974 Treat @code{INTEGER} and @code{LOGICAL} variables and
1975 expressions as potential stand-ins for each other.
1976
1977 For example, automatic conversion between @code{INTEGER} and
1978 @code{LOGICAL} is enabled, for many contexts, via this option.
1979
1980 @xref{Ugly Integer Conversions}, for more information.
1981
1982 @cindex -fonetrip option
1983 @cindex options, -fonetrip
1984 @item -fonetrip
1985 @cindex FORTRAN 66
1986 @cindex @code{DO} loops, one-trip
1987 @cindex one-trip @code{DO} loops
1988 @cindex @code{DO} loops, zero-trip
1989 @cindex zero-trip @code{DO} loops
1990 @cindex compatibility, FORTRAN 66
1991 Executable iterative @code{DO} loops are to be executed at
1992 least once each time they are reached.
1993
1994 ANSI FORTRAN 77 and more recent versions of the Fortran standard
1995 specify that the body of an iterative @code{DO} loop is not executed
1996 if the number of iterations calculated from the parameters of the
1997 loop is less than 1.
1998 (For example, @samp{DO 10 I = 1, 0}.)
1999 Such a loop is called a @dfn{zero-trip loop}.
2000
2001 Prior to ANSI FORTRAN 77, many compilers implemented @code{DO} loops
2002 such that the body of a loop would be executed at least once, even
2003 if the iteration count was zero.
2004 Fortran code written assuming this behavior is said to require
2005 @dfn{one-trip loops}.
2006 For example, some code written to the FORTRAN 66 standard
2007 expects this behavior from its @code{DO} loops, although that
2008 standard did not specify this behavior.
2009
2010 The @samp{-fonetrip} option specifies that the source file(s) being
2011 compiled require one-trip loops.
2012
2013 This option affects only those loops specified by the (iterative) @code{DO}
2014 statement and by implied-@code{DO} lists in I/O statements.
2015 Loops specified by implied-@code{DO} lists in @code{DATA} and
2016 specification (non-executable) statements are not affected.
2017
2018 @cindex -ftypeless-boz option
2019 @cindex options, -ftypeless-boz
2020 @cindex prefix-radix constants
2021 @cindex constants, prefix-radix
2022 @cindex constants, types
2023 @cindex types, constants
2024 @item -ftypeless-boz
2025 Specifies that prefix-radix non-decimal constants, such as
2026 @samp{Z'ABCD'}, are typeless instead of @code{INTEGER(KIND=1)}.
2027
2028 You can test for yourself whether a particular compiler treats
2029 the prefix form as @code{INTEGER(KIND=1)} or typeless by running the
2030 following program:
2031
2032 @smallexample
2033 EQUIVALENCE (I, R)
2034 R = Z'ABCD1234'
2035 J = Z'ABCD1234'
2036 IF (J .EQ. I) PRINT *, 'Prefix form is TYPELESS'
2037 IF (J .NE. I) PRINT *, 'Prefix form is INTEGER'
2038 END
2039 @end smallexample
2040
2041 Reports indicate that many compilers process this form as
2042 @code{INTEGER(KIND=1)}, though a few as typeless, and at least one
2043 based on a command-line option specifying some kind of
2044 compatibility.
2045
2046 @cindex -fintrin-case-initcap option
2047 @cindex options, -fintrin-case-initcap
2048 @item -fintrin-case-initcap
2049 @cindex -fintrin-case-upper option
2050 @cindex options, -fintrin-case-upper
2051 @item -fintrin-case-upper
2052 @cindex -fintrin-case-lower option
2053 @cindex options, -fintrin-case-lower
2054 @item -fintrin-case-lower
2055 @cindex -fintrin-case-any option
2056 @cindex options, -fintrin-case-any
2057 @item -fintrin-case-any
2058 Specify expected case for intrinsic names.
2059 @samp{-fintrin-case-lower} is the default.
2060
2061 @cindex -fmatch-case-initcap option
2062 @cindex options, -fmatch-case-initcap
2063 @item -fmatch-case-initcap
2064 @cindex -fmatch-case-upper option
2065 @cindex options, -fmatch-case-upper
2066 @item -fmatch-case-upper
2067 @cindex -fmatch-case-lower option
2068 @cindex options, -fmatch-case-lower
2069 @item -fmatch-case-lower
2070 @cindex -fmatch-case-any option
2071 @cindex options, -fmatch-case-any
2072 @item -fmatch-case-any
2073 Specify expected case for keywords.
2074 @samp{-fmatch-case-lower} is the default.
2075
2076 @cindex -fsource-case-upper option
2077 @cindex options, -fsource-case-upper
2078 @item -fsource-case-upper
2079 @cindex -fsource-case-lower option
2080 @cindex options, -fsource-case-lower
2081 @item -fsource-case-lower
2082 @cindex -fsource-case-preserve option
2083 @cindex options, -fsource-case-preserve
2084 @item -fsource-case-preserve
2085 Specify whether source text other than character and Hollerith constants
2086 is to be translated to uppercase, to lowercase, or preserved as is.
2087 @samp{-fsource-case-lower} is the default.
2088
2089 @cindex -fsymbol-case-initcap option
2090 @cindex options, -fsymbol-case-initcap
2091 @item -fsymbol-case-initcap
2092 @cindex -fsymbol-case-upper option
2093 @cindex options, -fsymbol-case-upper
2094 @item -fsymbol-case-upper
2095 @cindex -fsymbol-case-lower option
2096 @cindex options, -fsymbol-case-lower
2097 @item -fsymbol-case-lower
2098 @cindex -fsymbol-case-any option
2099 @cindex options, -fsymbol-case-any
2100 @item -fsymbol-case-any
2101 Specify valid cases for user-defined symbol names.
2102 @samp{-fsymbol-case-any} is the default.
2103
2104 @cindex -fcase-strict-upper option
2105 @cindex options, -fcase-strict-upper
2106 @item -fcase-strict-upper
2107 Same as @samp{-fintrin-case-upper -fmatch-case-upper -fsource-case-preserve
2108 -fsymbol-case-upper}.
2109 (Requires all pertinent source to be in uppercase.)
2110
2111 @cindex -fcase-strict-lower option
2112 @cindex options, -fcase-strict-lower
2113 @item -fcase-strict-lower
2114 Same as @samp{-fintrin-case-lower -fmatch-case-lower -fsource-case-preserve
2115 -fsymbol-case-lower}.
2116 (Requires all pertinent source to be in lowercase.)
2117
2118 @cindex -fcase-initcap option
2119 @cindex options, -fcase-initcap
2120 @item -fcase-initcap
2121 Same as @samp{-fintrin-case-initcap -fmatch-case-initcap -fsource-case-preserve
2122 -fsymbol-case-initcap}.
2123 (Requires all pertinent source to be in initial capitals,
2124 as in @samp{Print *,SqRt(Value)}.)
2125
2126 @cindex -fcase-upper option
2127 @cindex options, -fcase-upper
2128 @item -fcase-upper
2129 Same as @samp{-fintrin-case-any -fmatch-case-any -fsource-case-upper
2130 -fsymbol-case-any}.
2131 (Maps all pertinent source to uppercase.)
2132
2133 @cindex -fcase-lower option
2134 @cindex options, -fcase-lower
2135 @item -fcase-lower
2136 Same as @samp{-fintrin-case-any -fmatch-case-any -fsource-case-lower
2137 -fsymbol-case-any}.
2138 (Maps all pertinent source to lowercase.)
2139
2140 @cindex -fcase-preserve option
2141 @cindex options, -fcase-preserve
2142 @item -fcase-preserve
2143 Same as @samp{-fintrin-case-any -fmatch-case-any -fsource-case-preserve
2144 -fsymbol-case-any}.
2145 (Preserves all case in user-defined symbols,
2146 while allowing any-case matching of intrinsics and keywords.
2147 For example, @samp{call Foo(i,I)} would pass two @emph{different}
2148 variables named @samp{i} and @samp{I} to a procedure named @samp{Foo}.)
2149
2150 @cindex -fbadu77-intrinsics-delete option
2151 @cindex options, -fbadu77-intrinsics-delete
2152 @item -fbadu77-intrinsics-delete
2153 @cindex -fbadu77-intrinsics-hide option
2154 @cindex options, -fbadu77-intrinsics-hide
2155 @item -fbadu77-intrinsics-hide
2156 @cindex -fbadu77-intrinsics-disable option
2157 @cindex options, -fbadu77-intrinsics-disable
2158 @item -fbadu77-intrinsics-disable
2159 @cindex -fbadu77-intrinsics-enable option
2160 @cindex options, -fbadu77-intrinsics-enable
2161 @item -fbadu77-intrinsics-enable
2162 @cindex @code{badu77} intrinsics
2163 @cindex intrinsics, @code{badu77}
2164 Specify status of UNIX intrinsics having inappropriate forms.
2165 @samp{-fbadu77-intrinsics-enable} is the default.
2166 @xref{Intrinsic Groups}.
2167
2168 @cindex -ff2c-intrinsics-delete option
2169 @cindex options, -ff2c-intrinsics-delete
2170 @item -ff2c-intrinsics-delete
2171 @cindex -ff2c-intrinsics-hide option
2172 @cindex options, -ff2c-intrinsics-hide
2173 @item -ff2c-intrinsics-hide
2174 @cindex -ff2c-intrinsics-disable option
2175 @cindex options, -ff2c-intrinsics-disable
2176 @item -ff2c-intrinsics-disable
2177 @cindex -ff2c-intrinsics-enable option
2178 @cindex options, -ff2c-intrinsics-enable
2179 @item -ff2c-intrinsics-enable
2180 @cindex @code{f2c} intrinsics
2181 @cindex intrinsics, @code{f2c}
2182 Specify status of f2c-specific intrinsics.
2183 @samp{-ff2c-intrinsics-enable} is the default.
2184 @xref{Intrinsic Groups}.
2185
2186 @cindex -ff90-intrinsics-delete option
2187 @cindex options, -ff90-intrinsics-delete
2188 @item -ff90-intrinsics-delete
2189 @cindex -ff90-intrinsics-hide option
2190 @cindex options, -ff90-intrinsics-hide
2191 @item -ff90-intrinsics-hide
2192 @cindex -ff90-intrinsics-disable option
2193 @cindex options, -ff90-intrinsics-disable
2194 @item -ff90-intrinsics-disable
2195 @cindex -ff90-intrinsics-enable option
2196 @cindex options, -ff90-intrinsics-enable
2197 @item -ff90-intrinsics-enable
2198 @cindex Fortran 90, intrinsics
2199 @cindex intrinsics, Fortran 90
2200 Specify status of F90-specific intrinsics.
2201 @samp{-ff90-intrinsics-enable} is the default.
2202 @xref{Intrinsic Groups}.
2203
2204 @cindex -fgnu-intrinsics-delete option
2205 @cindex options, -fgnu-intrinsics-delete
2206 @item -fgnu-intrinsics-delete
2207 @cindex -fgnu-intrinsics-hide option
2208 @cindex options, -fgnu-intrinsics-hide
2209 @item -fgnu-intrinsics-hide
2210 @cindex -fgnu-intrinsics-disable option
2211 @cindex options, -fgnu-intrinsics-disable
2212 @item -fgnu-intrinsics-disable
2213 @cindex -fgnu-intrinsics-enable option
2214 @cindex options, -fgnu-intrinsics-enable
2215 @item -fgnu-intrinsics-enable
2216 @cindex Digital Fortran features
2217 @cindex @code{COMPLEX} intrinsics
2218 @cindex intrinsics, @code{COMPLEX}
2219 Specify status of Digital's COMPLEX-related intrinsics.
2220 @samp{-fgnu-intrinsics-enable} is the default.
2221 @xref{Intrinsic Groups}.
2222
2223 @cindex -fmil-intrinsics-delete option
2224 @cindex options, -fmil-intrinsics-delete
2225 @item -fmil-intrinsics-delete
2226 @cindex -fmil-intrinsics-hide option
2227 @cindex options, -fmil-intrinsics-hide
2228 @item -fmil-intrinsics-hide
2229 @cindex -fmil-intrinsics-disable option
2230 @cindex options, -fmil-intrinsics-disable
2231 @item -fmil-intrinsics-disable
2232 @cindex -fmil-intrinsics-enable option
2233 @cindex options, -fmil-intrinsics-enable
2234 @item -fmil-intrinsics-enable
2235 @cindex MIL-STD 1753
2236 @cindex intrinsics, MIL-STD 1753
2237 Specify status of MIL-STD-1753-specific intrinsics.
2238 @samp{-fmil-intrinsics-enable} is the default.
2239 @xref{Intrinsic Groups}.
2240
2241 @cindex -funix-intrinsics-delete option
2242 @cindex options, -funix-intrinsics-delete
2243 @item -funix-intrinsics-delete
2244 @cindex -funix-intrinsics-hide option
2245 @cindex options, -funix-intrinsics-hide
2246 @item -funix-intrinsics-hide
2247 @cindex -funix-intrinsics-disable option
2248 @cindex options, -funix-intrinsics-disable
2249 @item -funix-intrinsics-disable
2250 @cindex -funix-intrinsics-enable option
2251 @cindex options, -funix-intrinsics-enable
2252 @item -funix-intrinsics-enable
2253 @cindex UNIX intrinsics
2254 @cindex intrinsics, UNIX
2255 Specify status of UNIX intrinsics.
2256 @samp{-funix-intrinsics-enable} is the default.
2257 @xref{Intrinsic Groups}.
2258
2259 @cindex -fvxt-intrinsics-delete option
2260 @cindex options, -fvxt-intrinsics-delete
2261 @item -fvxt-intrinsics-delete
2262 @cindex -fvxt-intrinsics-hide option
2263 @cindex options, -fvxt-intrinsics-hide
2264 @item -fvxt-intrinsics-hide
2265 @cindex -fvxt-intrinsics-disable option
2266 @cindex options, -fvxt-intrinsics-disable
2267 @item -fvxt-intrinsics-disable
2268 @cindex -fvxt-intrinsics-enable option
2269 @cindex options, -fvxt-intrinsics-enable
2270 @item -fvxt-intrinsics-enable
2271 @cindex VXT intrinsics
2272 @cindex intrinsics, VXT
2273 Specify status of VXT intrinsics.
2274 @samp{-fvxt-intrinsics-enable} is the default.
2275 @xref{Intrinsic Groups}.
2276
2277 @cindex -ffixed-line-length-@var{n} option
2278 @cindex options, -ffixed-line-length-@var{n}
2279 @item -ffixed-line-length-@var{n}
2280 @cindex source file format
2281 @cindex lines, length
2282 @cindex length of source lines
2283 @cindex fixed form
2284 @cindex limits, lengths of source lines
2285 Set column after which characters are ignored in typical fixed-form
2286 lines in the source file, and through which spaces are assumed (as
2287 if padded to that length) after the ends of short fixed-form lines.
2288
2289 @cindex card image
2290 @cindex extended-source option
2291 Popular values for @var{n} include 72 (the
2292 standard and the default), 80 (card image), and 132 (corresponds
2293 to ``extended-source'' options in some popular compilers).
2294 @var{n} may be @samp{none}, meaning that the entire line is meaningful
2295 and that continued character constants never have implicit spaces appended
2296 to them to fill out the line.
2297 @samp{-ffixed-line-length-0} means the same thing as
2298 @samp{-ffixed-line-length-none}.
2299
2300 @xref{Source Form}, for more information.
2301 @end table
2302
2303 @node Warning Options
2304 @section Options to Request or Suppress Warnings
2305 @cindex options, warnings
2306 @cindex warnings, suppressing
2307 @cindex messages, warning
2308 @cindex suppressing warnings
2309
2310 Warnings are diagnostic messages that report constructions which
2311 are not inherently erroneous but which are risky or suggest there
2312 might have been an error.
2313
2314 You can request many specific warnings with options beginning @samp{-W},
2315 for example @samp{-Wimplicit} to request warnings on implicit
2316 declarations.  Each of these specific warning options also has a
2317 negative form beginning @samp{-Wno-} to turn off warnings;
2318 for example, @samp{-Wno-implicit}.  This manual lists only one of the
2319 two forms, whichever is not the default.
2320
2321 These options control the amount and kinds of warnings produced by GNU
2322 Fortran:
2323
2324 @table @code
2325 @cindex syntax checking
2326 @cindex -fsyntax-only option
2327 @cindex options, -fsyntax-only
2328 @item -fsyntax-only
2329 Check the code for syntax errors, but don't do anything beyond that.
2330
2331 @cindex -pedantic option
2332 @cindex options, -pedantic
2333 @item -pedantic
2334 Issue warnings for uses of extensions to ANSI FORTRAN 77.
2335 @samp{-pedantic} also applies to C-language constructs where they
2336 occur in GNU Fortran source files, such as use of @samp{\e} in a
2337 character constant within a directive like @samp{#include}.
2338
2339 Valid ANSI FORTRAN 77 programs should compile properly with or without
2340 this option.
2341 However, without this option, certain GNU extensions and traditional
2342 Fortran features are supported as well.
2343 With this option, many of them are rejected.
2344
2345 Some users try to use @samp{-pedantic} to check programs for strict ANSI
2346 conformance.
2347 They soon find that it does not do quite what they want---it finds some
2348 non-ANSI practices, but not all.
2349 However, improvements to @code{g77} in this area are welcome.
2350
2351 @cindex -pedantic-errors option
2352 @cindex options, -pedantic-errors
2353 @item -pedantic-errors
2354 Like @samp{-pedantic}, except that errors are produced rather than
2355 warnings.
2356
2357 @cindex -fpedantic option
2358 @cindex options, -fpedantic
2359 @item -fpedantic
2360 Like @samp{-pedantic}, but applies only to Fortran constructs.
2361
2362 @cindex -w option
2363 @cindex options, -w
2364 @item -w
2365 Inhibit all warning messages.
2366
2367 @cindex -Wno-globals option
2368 @cindex options, -Wno-globals
2369 @item -Wno-globals
2370 @cindex global names, warning
2371 @cindex warnings, global names
2372 Inhibit warnings about use of a name as both a global name
2373 (a subroutine, function, or block data program unit, or a
2374 common block) and implicitly as the name of an intrinsic
2375 in a source file.
2376
2377 Also inhibit warnings about inconsistent invocations and/or
2378 definitions of global procedures (function and subroutines).
2379 Such inconsistencies include different numbers of arguments
2380 and different types of arguments.
2381
2382 @cindex -Wimplicit option
2383 @cindex options, -Wimplicit
2384 @item -Wimplicit
2385 @cindex implicit declaration, warning
2386 @cindex warnings, implicit declaration
2387 @cindex -u option
2388 @cindex /WARNINGS=DECLARATIONS switch
2389 @cindex IMPLICIT NONE, similar effect
2390 @cindex effecting IMPLICIT NONE
2391 Warn whenever a variable, array, or function is implicitly
2392 declared.
2393 Has an effect similar to using the @code{IMPLICIT NONE} statement
2394 in every program unit.
2395 (Some Fortran compilers provide this feature by an option
2396 named @samp{-u} or @samp{/WARNINGS=DECLARATIONS}.)
2397
2398 @cindex -Wunused option
2399 @cindex options, -Wunused
2400 @item -Wunused
2401 @cindex unused variables
2402 @cindex variables, unused
2403 Warn whenever a variable is unused aside from its declaration.
2404
2405 @cindex -Wuninitialized option
2406 @cindex options, -Wuninitialized
2407 @item -Wuninitialized
2408 @cindex uninitialized variables
2409 @cindex variables, uninitialized
2410 Warn whenever an automatic variable is used without first being initialized.
2411
2412 These warnings are possible only in optimizing compilation,
2413 because they require data-flow information that is computed only
2414 when optimizing.  If you don't specify @samp{-O}, you simply won't
2415 get these warnings.
2416
2417 These warnings occur only for variables that are candidates for
2418 register allocation.  Therefore, they do not occur for a variable
2419 @c that is declared @code{VOLATILE}, or
2420 whose address is taken, or whose size
2421 is other than 1, 2, 4 or 8 bytes.  Also, they do not occur for
2422 arrays, even when they are in registers.
2423
2424 Note that there might be no warning about a variable that is used only
2425 to compute a value that itself is never used, because such
2426 computations may be deleted by data-flow analysis before the warnings
2427 are printed.
2428
2429 These warnings are made optional because GNU Fortran is not smart
2430 enough to see all the reasons why the code might be correct
2431 despite appearing to have an error.  Here is one example of how
2432 this can happen:
2433
2434 @example
2435 SUBROUTINE DISPAT(J)
2436 IF (J.EQ.1) I=1
2437 IF (J.EQ.2) I=4
2438 IF (J.EQ.3) I=5
2439 CALL FOO(I)
2440 END
2441 @end example
2442
2443 @noindent
2444 If the value of @code{J} is always 1, 2 or 3, then @code{I} is
2445 always initialized, but GNU Fortran doesn't know this.  Here is
2446 another common case:
2447
2448 @example
2449 SUBROUTINE MAYBE(FLAG)
2450 LOGICAL FLAG
2451 IF (FLAG) VALUE = 9.4
2452 @dots{}
2453 IF (FLAG) PRINT *, VALUE
2454 END
2455 @end example
2456
2457 @noindent
2458 This has no bug because @code{VALUE} is used only if it is set.
2459
2460 @cindex -Wall option
2461 @cindex options, -Wall
2462 @item -Wall
2463 @cindex all warnings
2464 @cindex warnings, all
2465 The @samp{-Wunused} and @samp{-Wuninitialized} options combined.
2466 These are all the
2467 options which pertain to usage that we recommend avoiding and that we
2468 believe is easy to avoid.
2469 (As more warnings are added to @code{g77}, some might
2470 be added to the list enabled by @samp{-Wall}.)
2471 @end table
2472
2473 The remaining @samp{-W@dots{}} options are not implied by @samp{-Wall}
2474 because they warn about constructions that we consider reasonable to
2475 use, on occasion, in clean programs.
2476
2477 @table @code
2478 @c @item -W
2479 @c Print extra warning messages for these events:
2480 @c
2481 @c @itemize @bullet
2482 @c @item
2483 @c If @samp{-Wall} or @samp{-Wunused} is also specified, warn about unused
2484 @c arguments.
2485 @c
2486 @c @end itemize
2487 @c
2488 @cindex -Wsurprising option
2489 @cindex options, -Wsurprising
2490 @item -Wsurprising
2491 Warn about ``suspicious'' constructs that are interpreted
2492 by the compiler in a way that might well be surprising to
2493 someone reading the code.
2494 These differences can result in subtle, compiler-dependent
2495 (even machine-dependent) behavioral differences.
2496 The constructs warned about include:
2497
2498 @itemize @bullet
2499 @item
2500 Expressions having two arithmetic operators in a row, such
2501 as @samp{X*-Y}.
2502 Such a construct is nonstandard, and can produce
2503 unexpected results in more complicated situations such
2504 as @samp{X**-Y*Z}.
2505 @code{g77}, along with many other compilers, interprets
2506 this example differently than many programmers, and a few
2507 other compilers.
2508 Specifically, @code{g77} interprets @samp{X**-Y*Z} as
2509 @samp{(X**(-Y))*Z}, while others might think it should
2510 be interpreted as @samp{X**(-(Y*Z))}.
2511
2512 A revealing example is the constant expression @samp{2**-2*1.},
2513 which @code{g77} evaluates to .25, while others might evaluate
2514 it to 0., the difference resulting from the way precedence affects
2515 type promotion.
2516
2517 (The @samp{-fpedantic} option also warns about expressions
2518 having two arithmetic operators in a row.)
2519
2520 @item
2521 Expressions with a unary minus followed by an operand and then
2522 a binary operator other than plus or minus.
2523 For example, @samp{-2**2} produces a warning, because
2524 the precedence is @samp{-(2**2)}, yielding -4, not
2525 @samp{(-2)**2}, which yields 4, and which might represent
2526 what a programmer expects.
2527
2528 An example of an expression producing different results
2529 in a surprising way is @samp{-I*S}, where @var{I} holds
2530 the value @samp{-2147483648} and @var{S} holds @samp{0.5}.
2531 On many systems, negating @var{I} results in the same
2532 value, not a positive number, because it is already the
2533 lower bound of what an @code{INTEGER(KIND=1)} variable can hold.
2534 So, the expression evaluates to a positive number, while
2535 the ``expected'' interpretation, @samp{(-I)*S}, would
2536 evaluate to a negative number.
2537
2538 Even cases such as @samp{-I*J} produce warnings,
2539 even though, in most configurations and situations,
2540 there is no computational difference between the
2541 results of the two interpretations---the purpose
2542 of this warning is to warn about differing interpretations
2543 and encourage a better style of coding, not to identify
2544 only those places where bugs might exist in the user's
2545 code.
2546
2547 @cindex DO statement
2548 @cindex statements, DO
2549 @item
2550 @code{DO} loops with @code{DO} variables that are not
2551 of integral type---that is, using @code{REAL}
2552 variables as loop control variables.
2553 Although such loops can be written to work in the
2554 ``obvious'' way, the way @code{g77} is required by the
2555 Fortran standard to interpret such code is likely to
2556 be quite different from the way many programmers expect.
2557 (This is true of all @code{DO} loops, but the differences
2558 are pronounced for non-integral loop control variables.)
2559
2560 @xref{Loops}, for more information.
2561 @end itemize
2562
2563 @cindex -Werror option
2564 @cindex options, -Werror
2565 @item -Werror
2566 Make all warnings into errors.
2567
2568 @cindex -W option
2569 @cindex options, -W
2570 @item -W
2571 @cindex extra warnings
2572 @cindex warnings, extra
2573 Turns on ``extra warnings'' and, if optimization is specified
2574 via @samp{-O}, the @samp{-Wuninitialized} option.
2575 (This might change in future versions of @code{g77}.)
2576
2577 ``Extra warnings'' are issued for:
2578
2579 @itemize @bullet
2580 @item
2581 @cindex unused parameters
2582 @cindex parameters, unused
2583 @cindex unused arguments
2584 @cindex arguments, unused
2585 @cindex unused dummies
2586 @cindex dummies, unused
2587 Unused parameters to a procedure (when @samp{-Wunused} also is
2588 specified).
2589
2590 @item
2591 @cindex overflow
2592 Overflows involving floating-point constants (not available
2593 for certain configurations).
2594 @end itemize
2595 @end table
2596
2597 @xref{Warning Options,,Options to Request or Suppress Warnings,
2598 gcc,Using and Porting GNU CC}, for information on more options offered
2599 by the GBE shared by @code{g77}, @code{gcc}, and other GNU compilers.
2600
2601 Some of these have no effect when compiling programs written in Fortran:
2602
2603 @table @code
2604 @cindex -Wcomment option
2605 @cindex options, -Wcomment
2606 @item -Wcomment
2607 @cindex -Wformat option
2608 @cindex options, -Wformat
2609 @item -Wformat
2610 @cindex -Wparentheses option
2611 @cindex options, -Wparentheses
2612 @item -Wparentheses
2613 @cindex -Wswitch option
2614 @cindex options, -Wswitch
2615 @item -Wswitch
2616 @cindex -Wtraditional option
2617 @cindex options, -Wtraditional
2618 @item -Wtraditional
2619 @cindex -Wshadow option
2620 @cindex options, -Wshadow
2621 @item -Wshadow
2622 @cindex -Wid-clash-@var{len} option
2623 @cindex options, -Wid-clash-@var{len}
2624 @item -Wid-clash-@var{len}
2625 @cindex -Wlarger-than-@var{len} option
2626 @cindex options, -Wlarger-than-@var{len}
2627 @item -Wlarger-than-@var{len}
2628 @cindex -Wconversion option
2629 @cindex options, -Wconversion
2630 @item -Wconversion
2631 @cindex -Waggregate-return option
2632 @cindex options, -Waggregate-return
2633 @item -Waggregate-return
2634 @cindex -Wredundant-decls option
2635 @cindex options, -Wredundant-decls
2636 @item -Wredundant-decls
2637 @cindex unsupported warnings
2638 @cindex warnings, unsupported
2639 These options all could have some relevant meaning for
2640 GNU Fortran programs, but are not yet supported.
2641 @end table
2642
2643 @node Debugging Options
2644 @section Options for Debugging Your Program or GNU Fortran
2645 @cindex options, debugging
2646 @cindex debugging information options
2647
2648 GNU Fortran has various special options that are used for debugging
2649 either your program or @code{g77}.
2650
2651 @table @code
2652 @cindex -g option
2653 @cindex options, -g
2654 @item -g
2655 Produce debugging information in the operating system's native format
2656 (stabs, COFF, XCOFF, or DWARF).  GDB can work with this debugging
2657 information.
2658
2659 @cindex common blocks
2660 @cindex equivalence areas
2661 @cindex missing debug features
2662 Support for this option in Fortran programs was incomplete up till
2663 version 0.5.26 of @code{g77}.
2664 In particular, names of variables and arrays in common blocks
2665 or that are storage-associated via @code{EQUIVALENCE} were
2666 unavailable to the debugger.
2667
2668 However, version 0.5.19 of @code{g77} does provide this information
2669 in a rudimentary way, as controlled by the
2670 @samp{-fdebug-kludge} option.
2671
2672 Because version 0.5.26 of @code{g77} enables full debug information
2673 of COMMON BLOCK and EQUIVALENCE items, this option has been disabled.
2674
2675 @xref{Code Gen Options,,Options for Code Generation Conventions},
2676 for more information.
2677 @end table
2678
2679 @xref{Debugging Options,,Options for Debugging Your Program or GNU CC,
2680 gcc,Using and Porting GNU CC}, for more information on debugging options.
2681
2682 @node Optimize Options
2683 @section Options That Control Optimization
2684 @cindex optimize options
2685 @cindex options, optimization
2686
2687 Most Fortran users will want to use no optimization when
2688 developing and testing programs, and use @samp{-O} or @samp{-O2} when
2689 compiling programs for late-cycle testing and for production use.
2690 However, note that certain diagnostics---such as for uninitialized
2691 variables---depend on the flow analysis done by @samp{-O}, i.e.@: you
2692 must use @samp{-O} or @samp{-O2} to get such diagnostics.
2693
2694 The following flags have particular applicability when
2695 compiling Fortran programs:
2696
2697 @table @code
2698 @cindex -malign-double option
2699 @cindex options, -malign-double
2700 @item -malign-double
2701 (Intel x86 architecture only.)
2702
2703 Noticeably improves performance of @code{g77} programs making
2704 heavy use of @code{REAL(KIND=2)} (@code{DOUBLE PRECISION}) data
2705 on some systems.
2706 In particular, systems using Pentium, Pentium Pro, 586, and
2707 686 implementations
2708 of the i386 architecture execute programs faster when
2709 @code{REAL(KIND=2)} (@code{DOUBLE PRECISION}) data are
2710 aligned on 64-bit boundaries
2711 in memory.
2712
2713 This option can, at least, make benchmark results more consistent
2714 across various system configurations, versions of the program,
2715 and data sets.
2716
2717 @emph{Note:} The warning in the @code{gcc} documentation about
2718 this option does not apply, generally speaking, to Fortran
2719 code compiled by @code{g77}.
2720
2721 @xref{Aligned Data}, for more information on alignment issues.
2722
2723 @emph{Also also note:} The negative form of @samp{-malign-double}
2724 is @samp{-mno-align-double}, not @samp{-benign-double}.
2725
2726 @cindex -ffloat-store option
2727 @cindex options, -ffloat-store
2728 @item -ffloat-store
2729 @cindex IEEE 754 conformance
2730 @cindex conformance, IEEE 754
2731 @cindex floating-point, precision
2732 Might help a Fortran program that depends on exact IEEE conformance on
2733 some machines, but might slow down a program that doesn't.
2734
2735 This option is effective when the floating-point unit is set to work in
2736 IEEE 854 `extended precision'---as it typically is on x86 and m68k GNU
2737 systems---rather than IEEE 754 double precision.  @samp{-ffloat-store}
2738 tries to remove the extra precision by spilling data from floating-point
2739 registers into memory and this typically involves a big performance
2740 hit.  However, it doesn't affect intermediate results, so that it is
2741 only partially effective.  `Excess precision' is avoided in code like:
2742 @smallexample
2743 a = b + c
2744 d = a * e
2745 @end smallexample
2746 but not in code like:
2747 @smallexample
2748       d = (b + c) * e
2749 @end smallexample
2750
2751 For another, potentially better, way of controlling the precision,
2752 see @ref{Floating-point precision}.
2753
2754 @cindex -fforce-mem option
2755 @cindex options, -fforce-mem
2756 @item -fforce-mem
2757 @cindex -fforce-addr option
2758 @cindex options, -fforce-addr
2759 @item -fforce-addr
2760 @cindex loops, speeding up
2761 @cindex speed, of loops
2762 Might improve optimization of loops.
2763
2764 @cindex -fno-inline option
2765 @cindex options, -fno-inline
2766 @item -fno-inline
2767 @cindex in-line code
2768 @cindex compilation, in-line
2769 @c DL: Only relevant for -O3?
2770 Don't compile statement functions inline.
2771 Might reduce the size of a program unit---which might be at
2772 expense of some speed (though it should compile faster).
2773 Note that if you are not optimizing, no functions can be expanded inline.
2774
2775 @cindex -ffast-math option
2776 @cindex options, -ffast-math
2777 @item -ffast-math
2778 @cindex IEEE 754 conformance
2779 @cindex conformance, IEEE 754
2780 Might allow some programs designed to not be too dependent
2781 on IEEE behavior for floating-point to run faster, or die trying.
2782
2783 @cindex -fstrength-reduce option
2784 @cindex options, -fstrength-reduce
2785 @item -fstrength-reduce
2786 @cindex loops, speeding up
2787 @cindex speed, of loops
2788 @c DL: normally defaulted?
2789 Might make some loops run faster.
2790
2791 @cindex -frerun-cse-after-loop option
2792 @cindex options, -frerun-cse-after-loop
2793 @item -frerun-cse-after-loop
2794 @cindex -fexpensive-optimizations option
2795 @cindex options, -fexpensive-optimizations
2796 @c DL: This is -O2?
2797 @item -fexpensive-optimizations
2798 @cindex -fdelayed-branch option
2799 @cindex options, -fdelayed-branch
2800 @item -fdelayed-branch
2801 @cindex -fschedule-insns option
2802 @cindex options, -fschedule-insns
2803 @item -fschedule-insns
2804 @cindex -fschedule-insns2 option
2805 @cindex options, -fschedule-insns2
2806 @item -fschedule-insns2
2807 @cindex -fcaller-saves option
2808 @cindex options, -fcaller-saves
2809 @item -fcaller-saves
2810 Might improve performance on some code.
2811
2812 @cindex -funroll-loops option
2813 @cindex options, -funroll-loops
2814 @item -funroll-loops
2815 @cindex loops, unrolling
2816 @cindex unrolling loops
2817 @cindex loops, optimizing
2818 @cindex indexed (iterative) @code{DO}
2819 @cindex iterative @code{DO}
2820 @c DL: fixme: Craig doesn't like `indexed' but f95 doesn't seem to
2821 @c provide a suitable term
2822 @c CB: I've decided on `iterative', for the time being, and changed
2823 @c my previous, rather bizarre, use of `imperative' to that
2824 @c (though `precomputed-trip' would be a more precise adjective)
2825 Typically improves performance on code using iterative @code{DO} loops by
2826 unrolling them and is probably generally appropriate for Fortran, though
2827 it is not turned on at any optimization level.
2828 Note that outer loop unrolling isn't done specifically; decisions about
2829 whether to unroll a loop are made on the basis of its instruction count.
2830
2831 @c DL: Fixme: This should obviously go somewhere else...
2832 Also, no `loop discovery'@footnote{@dfn{loop discovery} refers to the
2833 process by which a compiler, or indeed any reader of a program,
2834 determines which portions of the program are more likely to be executed
2835 repeatedly as it is being run.  Such discovery typically is done early
2836 when compiling using optimization techniques, so the ``discovered''
2837 loops get more attention---and more run-time resources, such as
2838 registers---from the compiler.  It is easy to ``discover'' loops that are
2839 constructed out of looping constructs in the language
2840 (such as Fortran's @code{DO}).  For some programs, ``discovering'' loops
2841 constructed out of lower-level constructs (such as @code{IF} and
2842 @code{GOTO}) can lead to generation of more optimal code
2843 than otherwise.} is done, so only loops written with @code{DO}
2844 benefit from loop optimizations, including---but not limited
2845 to---unrolling.  Loops written with @code{IF} and @code{GOTO} are not
2846 currently recognized as such.  This option unrolls only iterative
2847 @code{DO} loops, not @code{DO WHILE} loops.
2848
2849 @cindex -funroll-all-loops option
2850 @cindex options, -funroll-all-loops
2851 @cindex DO WHILE
2852 @item -funroll-all-loops
2853 @c DL: Check my understanding of -funroll-all-loops v. -funroll-loops is correct.
2854 Probably improves performance on code using @code{DO WHILE} loops by
2855 unrolling them in addition to iterative @code{DO} loops.  In the absence
2856 of @code{DO WHILE}, this option is equivalent to @samp{-funroll-loops}
2857 but possibly slower.
2858
2859 @item -fno-move-all-movables
2860 @cindex -fno-move-all-movables option
2861 @cindex options, -fno-move-all-movables
2862 @item -fno-reduce-all-givs
2863 @cindex -fno-reduce-all-givs option
2864 @cindex options, -fno-reduce-all-givs
2865 @item -fno-rerun-loop-opt
2866 @cindex -fno-rerun-loop-opt option
2867 @cindex options, -fno-rerun-loop-opt
2868 @emph{Version info:}
2869 These options are not supported by
2870 versions of @code{g77} based on @code{gcc} version 2.8.
2871
2872 Each of these might improve performance on some code.
2873
2874 Analysis of Fortran code optimization and the resulting
2875 optimizations triggered by the above options were
2876 contributed by Toon Moene (@email{toon@@moene.indiv.nluug.nl}).
2877
2878 These three options are intended to be removed someday, once
2879 they have helped determine the efficacy of various
2880 approaches to improving the performance of Fortran code.
2881
2882 Please let us know how use of these options affects
2883 the performance of your production code.
2884 We're particularly interested in code that runs faster
2885 when these options are @emph{disabled}, and in
2886 non-Fortran code that benefits when they are
2887 @emph{enabled} via the above @code{gcc} command-line options.
2888 @end table
2889
2890 @xref{Optimize Options,,Options That Control Optimization,
2891 gcc,Using and Porting GNU CC}, for more information on options
2892 to optimize the generated machine code.
2893
2894 @node Preprocessor Options
2895 @section Options Controlling the Preprocessor
2896 @cindex preprocessor options
2897 @cindex options, preprocessor
2898 @cindex cpp program
2899 @cindex programs, cpp
2900
2901 These options control the C preprocessor, which is run on each C source
2902 file before actual compilation.
2903
2904 @xref{Preprocessor Options,,Options Controlling the Preprocessor,
2905 gcc,Using and Porting GNU CC}, for information on C preprocessor options.
2906
2907 @cindex INCLUDE directive
2908 @cindex directive, INCLUDE
2909 Some of these options also affect how @code{g77} processes the
2910 @code{INCLUDE} directive.
2911 Since this directive is processed even when preprocessing
2912 is not requested, it is not described in this section.
2913 @xref{Directory Options,,Options for Directory Search}, for
2914 information on how @code{g77} processes the @code{INCLUDE} directive.
2915
2916 However, the @code{INCLUDE} directive does not apply
2917 preprocessing to the contents of the included file itself.
2918
2919 Therefore, any file that contains preprocessor directives
2920 (such as @code{#include}, @code{#define}, and @code{#if})
2921 must be included via the @code{#include} directive, not
2922 via the @code{INCLUDE} directive.
2923 Therefore, any file containing preprocessor directives,
2924 if included, is necessarily included by a file that itself
2925 contains preprocessor directives.
2926
2927 @node Directory Options
2928 @section Options for Directory Search
2929 @cindex directory, options
2930 @cindex options, directory search
2931 @cindex search path
2932
2933 These options affect how the @code{cpp} preprocessor searches
2934 for files specified via the @code{#include} directive.
2935 Therefore, when compiling Fortran programs, they are meaningful
2936 when the preprocessor is used.
2937
2938 @cindex INCLUDE directive
2939 @cindex directive, INCLUDE
2940 Some of these options also affect how @code{g77} searches
2941 for files specified via the @code{INCLUDE} directive,
2942 although files included by that directive are not,
2943 themselves, preprocessed.
2944 These options are:
2945
2946 @table @code
2947 @cindex -I- option
2948 @cindex options, -I-
2949 @item -I-
2950 @cindex -Idir option
2951 @cindex options, -Idir
2952 @item -I@var{dir}
2953 @cindex directory, search paths for inclusion
2954 @cindex inclusion, directory search paths for
2955 @cindex search paths, for included files
2956 @cindex paths, search
2957 These affect interpretation of the @code{INCLUDE} directive
2958 (as well as of the @code{#include} directive of the @code{cpp}
2959 preprocessor).
2960
2961 Note that @samp{-I@var{dir}} must be specified @emph{without} any
2962 spaces between @samp{-I} and the directory name---that is,
2963 @samp{-Ifoo/bar} is valid, but @samp{-I foo/bar}
2964 is rejected by the @code{g77} compiler (though the preprocessor supports
2965 the latter form).
2966 @c this is due to toplev.c's inflexible option processing
2967 Also note that the general behavior of @samp{-I} and
2968 @code{INCLUDE} is pretty much the same as of @samp{-I} with
2969 @code{#include} in the @code{cpp} preprocessor, with regard to
2970 looking for @file{header.gcc} files and other such things.
2971
2972 @xref{Directory Options,,Options for Directory Search,
2973 gcc,Using and Porting GNU CC}, for information on the @samp{-I} option.
2974 @end table
2975
2976 @node Code Gen Options
2977 @section Options for Code Generation Conventions
2978 @cindex code generation, conventions
2979 @cindex options, code generation
2980 @cindex run-time, options
2981
2982 These machine-independent options control the interface conventions
2983 used in code generation.
2984
2985 Most of them have both positive and negative forms; the negative form
2986 of @samp{-ffoo} would be @samp{-fno-foo}.  In the table below, only
2987 one of the forms is listed---the one which is not the default.  You
2988 can figure out the other form by either removing @samp{no-} or adding
2989 it.
2990
2991 @table @code
2992 @cindex -fno-automatic option
2993 @cindex options, -fno-automatic
2994 @item -fno-automatic
2995 @cindex SAVE statement
2996 @cindex statements, SAVE
2997 Treat each program unit as if the @code{SAVE} statement was specified
2998 for every local variable and array referenced in it.
2999 Does not affect common blocks.
3000 (Some Fortran compilers provide this option under
3001 the name @samp{-static}.)
3002
3003 @cindex -finit-local-zero option
3004 @cindex options, -finit-local-zero
3005 @item -finit-local-zero
3006 @cindex DATA statement
3007 @cindex statements, DATA
3008 @cindex initialization, of local variables
3009 @cindex variables, initialization of
3010 @cindex uninitialized variables
3011 @cindex variables, uninitialized
3012 Specify that variables and arrays that are local to a program unit
3013 (not in a common block and not passed as an argument) are to be initialized
3014 to binary zeros.
3015
3016 Since there is a run-time penalty for initialization of variables
3017 that are not given the @code{SAVE} attribute, it might be a
3018 good idea to also use @samp{-fno-automatic} with @samp{-finit-local-zero}.
3019
3020 @cindex -fno-f2c option
3021 @cindex options, -fno-f2c
3022 @item -fno-f2c
3023 @cindex @code{f2c} compatibility
3024 @cindex compatibility, @code{f2c}
3025 Do not generate code designed to be compatible with code generated
3026 by @code{f2c}; use the GNU calling conventions instead.
3027
3028 The @code{f2c} calling conventions require functions that return
3029 type @code{REAL(KIND=1)} to actually return the C type @code{double},
3030 and functions that return type @code{COMPLEX} to return the
3031 values via an extra argument in the calling sequence that points
3032 to where to store the return value.
3033 Under the GNU calling conventions, such functions simply return
3034 their results as they would in GNU C---@code{REAL(KIND=1)} functions
3035 return the C type @code{float}, and @code{COMPLEX} functions
3036 return the GNU C type @code{complex} (or its @code{struct}
3037 equivalent).
3038
3039 This does not affect the generation of code that interfaces with the
3040 @code{libg2c} library.
3041
3042 However, because the @code{libg2c} library uses @code{f2c}
3043 calling conventions, @code{g77} rejects attempts to pass
3044 intrinsics implemented by routines in this library as actual
3045 arguments when @samp{-fno-f2c} is used, to avoid bugs when
3046 they are actually called by code expecting the GNU calling
3047 conventions to work.
3048
3049 For example, @samp{INTRINSIC ABS;CALL FOO(ABS)} is
3050 rejected when @samp{-fno-f2c} is in force.
3051 (Future versions of the @code{g77} run-time library might
3052 offer routines that provide GNU-callable versions of the
3053 routines that implement the @code{f2c}-callable intrinsics
3054 that may be passed as actual arguments, so that
3055 valid programs need not be rejected when @samp{-fno-f2c}
3056 is used.)
3057
3058 @strong{Caution:} If @samp{-fno-f2c} is used when compiling any
3059 source file used in a program, it must be used when compiling
3060 @emph{all} Fortran source files used in that program.
3061
3062 @c seems kinda dumb to tell people about an option they can't use -- jcb
3063 @c then again, we want users building future-compatible libraries with it.
3064 @cindex -ff2c-library option
3065 @cindex options, -ff2c-library
3066 @item -ff2c-library
3067 Specify that use of @code{libg2c} (or the original @code{libf2c})
3068 is required.
3069 This is the default for the current version of @code{g77}.
3070
3071 Currently it is not
3072 valid to specify @samp{-fno-f2c-library}.
3073 This option is provided so users can specify it in shell
3074 scripts that build programs and libraries that require the
3075 @code{libf2c} library, even when being compiled by future
3076 versions of @code{g77} that might otherwise default to
3077 generating code for an incompatible library.
3078
3079 @cindex -fno-underscoring option
3080 @cindex options, -fno-underscoring
3081 @item -fno-underscoring
3082 @cindex underscore
3083 @cindex symbol names, underscores
3084 @cindex transforming symbol names
3085 @cindex symbol names, transforming
3086 Do not transform names of entities specified in the Fortran
3087 source file by appending underscores to them.
3088
3089 With @samp{-funderscoring} in effect, @code{g77} appends two underscores
3090 to names with underscores and one underscore to external names with
3091 no underscores.  (@code{g77} also appends two underscores to internal
3092 names with underscores to avoid naming collisions with external names.
3093 The @samp{-fno-second-underscore} option disables appending of the
3094 second underscore in all cases.)
3095
3096 This is done to ensure compatibility with code produced by many
3097 UNIX Fortran compilers, including @code{f2c}, which perform the
3098 same transformations.
3099
3100 Use of @samp{-fno-underscoring} is not recommended unless you are
3101 experimenting with issues such as integration of (GNU) Fortran into
3102 existing system environments (vis-a-vis existing libraries, tools, and
3103 so on).
3104
3105 For example, with @samp{-funderscoring}, and assuming other defaults like
3106 @samp{-fcase-lower} and that @samp{j()} and @samp{max_count()} are
3107 external functions while @samp{my_var} and @samp{lvar} are local variables,
3108 a statement like
3109
3110 @smallexample
3111 I = J() + MAX_COUNT (MY_VAR, LVAR)
3112 @end smallexample
3113
3114 @noindent
3115 is implemented as something akin to:
3116
3117 @smallexample
3118 i = j_() + max_count__(&my_var__, &lvar);
3119 @end smallexample
3120
3121 With @samp{-fno-underscoring}, the same statement is implemented as:
3122
3123 @smallexample
3124 i = j() + max_count(&my_var, &lvar);
3125 @end smallexample
3126
3127 Use of @samp{-fno-underscoring} allows direct specification of
3128 user-defined names while debugging and when interfacing @code{g77}-compiled
3129 code with other languages.
3130
3131 Note that just because the names match does @emph{not} mean that the
3132 interface implemented by @code{g77} for an external name matches the
3133 interface implemented by some other language for that same name.
3134 That is, getting code produced by @code{g77} to link to code produced
3135 by some other compiler using this or any other method can be only a
3136 small part of the overall solution---getting the code generated by
3137 both compilers to agree on issues other than naming can require
3138 significant effort, and, unlike naming disagreements, linkers normally
3139 cannot detect disagreements in these other areas.
3140
3141 Also, note that with @samp{-fno-underscoring}, the lack of appended
3142 underscores introduces the very real possibility that a user-defined
3143 external name will conflict with a name in a system library, which
3144 could make finding unresolved-reference bugs quite difficult in some
3145 cases---they might occur at program run time, and show up only as
3146 buggy behavior at run time.
3147
3148 In future versions of @code{g77}, we hope to improve naming and linking
3149 issues so that debugging always involves using the names as they appear
3150 in the source, even if the names as seen by the linker are mangled to
3151 prevent accidental linking between procedures with incompatible
3152 interfaces.
3153
3154 @cindex -fno-second-underscore option
3155 @cindex options, -fno-second-underscore
3156 @item -fno-second-underscore
3157 @cindex underscore
3158 @cindex symbol names, underscores
3159 @cindex transforming symbol names
3160 @cindex symbol names, transforming
3161 Do not append a second underscore to names of entities specified
3162 in the Fortran source file.
3163
3164 This option has no effect if @samp{-fno-underscoring} is
3165 in effect.
3166
3167 Otherwise, with this option, an external name such as @samp{MAX_COUNT}
3168 is implemented as a reference to the link-time external symbol
3169 @samp{max_count_}, instead of @samp{max_count__}.
3170
3171 @cindex -fno-ident option
3172 @cindex options, -fno-ident
3173 @item -fno-ident
3174 Ignore the @samp{#ident} directive.
3175
3176 @cindex -fzeros option
3177 @cindex options, -fzeros
3178 @item -fzeros
3179 Treat initial values of zero as if they were any other value.
3180
3181 As of version 0.5.18, @code{g77} normally treats @code{DATA} and
3182 other statements that are used to specify initial values of zero
3183 for variables and arrays as if no values were actually specified,
3184 in the sense that no diagnostics regarding multiple initializations
3185 are produced.
3186
3187 This is done to speed up compiling of programs that initialize
3188 large arrays to zeros.
3189
3190 Use @samp{-fzeros} to revert to the simpler, slower behavior
3191 that can catch multiple initializations by keeping track of
3192 all initializations, zero or otherwise.
3193
3194 @emph{Caution:} Future versions of @code{g77} might disregard this option
3195 (and its negative form, the default) or interpret it somewhat
3196 differently.
3197 The interpretation changes will affect only non-standard
3198 programs; standard-conforming programs should not be affected.
3199
3200 @cindex -fdebug-kludge option
3201 @cindex options, -fdebug-kludge
3202 @item -fdebug-kludge
3203 Emit information on @code{COMMON} and @code{EQUIVALENCE} members
3204 that might help users of debuggers work around lack of proper debugging
3205 information on such members.
3206
3207 As of version 0.5.19, @code{g77} offers this option to emit
3208 information on members of aggregate areas to help users while debugging.
3209 This information consists of establishing the type and contents of each
3210 such member so that, when a debugger is asked to print the contents,
3211 the printed information provides rudimentary debugging information.
3212 This information identifies the name of the aggregate area (either the
3213 @code{COMMON} block name, or the @code{g77}-assigned name for the
3214 @code{EQUIVALENCE} name) and the offset, in bytes, of the member from
3215 the beginning of the area.
3216
3217 Using @code{gdb}, this information is not coherently displayed in the Fortran
3218 language mode, so temporarily switching to the C language mode to display the
3219 information is suggested.
3220 Use @samp{set language c} and @samp{set language fortran} to accomplish this.
3221
3222 As of version 0.5.26 of @code{g77} this option has been disabled, as the
3223 compiler is now able to emit correct and complete debug information
3224 for COMMON BLOCK and EQUIVALENCE items.
3225
3226 For example:
3227
3228 @smallexample
3229       COMMON /X/A,B
3230       EQUIVALENCE (C,D)
3231       CHARACTER XX*50
3232       EQUIVALENCE (I,XX(20:20))
3233       END
3234
3235 GDB is free software and you are welcome to distribute copies of it
3236  under certain conditions; type "show copying" to see the conditions.
3237 There is absolutely no warranty for GDB; type "show warranty" for details.
3238 GDB 4.16 (lm-gnits-dwim), Copyright 1996 Free Software Foundation, Inc...
3239 (gdb) b MAIN__
3240 Breakpoint 1 at 0t1200000201120112: file cd.f, line 5.
3241 (gdb) r
3242 Starting program: /home/user/a.out
3243
3244 Breakpoint 1, MAIN__ () at cd.f:5
3245 Current language:  auto; currently fortran
3246 (gdb) set language c
3247 Warning: the current language does not match this frame.
3248 (gdb) p a
3249 $2 = "At (COMMON) `x_' plus 0 bytes"
3250 (gdb) p b
3251 $3 = "At (COMMON) `x_' plus 4 bytes"
3252 (gdb) p c
3253 $4 = "At (EQUIVALENCE) `__g77_equiv_c' plus 0 bytes"
3254 (gdb) p d
3255 $5 = "At (EQUIVALENCE) `__g77_equiv_c' plus 0 bytes"
3256 (gdb) p i
3257 $6 = "At (EQUIVALENCE) `__g77_equiv_xx' plus 20 bytes"
3258 (gdb) p xx
3259 $7 = "At (EQUIVALENCE) `__g77_equiv_xx' plus 1 bytes"
3260 (gdb) set language fortran
3261 (gdb)
3262 @end smallexample
3263
3264 @noindent
3265 Use @samp{-fdebug-kludge} to generate this information,
3266 which might make some programs noticeably larger.
3267
3268 @emph{Caution:} Future versions of @code{g77} might disregard this option
3269 (and its negative form).
3270 Current plans call for this to happen when published versions of @code{g77}
3271 and @code{gdb} exist that provide proper access to debugging information on
3272 @code{COMMON} and @code{EQUIVALENCE} members.  This is believed to have
3273 happened as of version 0.5.26 of @code{g77}, so that this option has been
3274 disabled starting with this release.
3275
3276 @cindex -femulate-complex option
3277 @cindex options, -femulate-complex
3278 @item -femulate-complex
3279 Implement @code{COMPLEX} arithmetic via emulation,
3280 instead of using the facilities of
3281 the @code{gcc} back end that provide direct support of
3282 @code{complex} arithmetic.
3283
3284 (@code{gcc} had some bugs in its back-end support
3285 for @code{complex} arithmetic, due primarily to the support not being
3286 completed as of version 2.8.1 and @code{egcs} 1.1.2.)
3287
3288 Use @samp{-femulate-complex} if you suspect code-generation bugs,
3289 or experience compiler crashes,
3290 that might result from @code{g77} using the @code{COMPLEX} support
3291 in the @code{gcc} back end.
3292 If using that option fixes the bugs or crashes you are seeing,
3293 that indicates a likely @code{g77} bugs
3294 (though, all compiler crashes are considered bugs),
3295 so, please report it.
3296 (Note that the known bugs, now believed fixed, produced compiler crashes
3297 rather than causing the generation of incorrect code.)
3298
3299 Use of this option should not affect how Fortran code compiled
3300 by @code{g77} works in terms of its interfaces to other code,
3301 e.g. that compiled by @code{f2c}.
3302
3303 @emph{Caution:} Future versions of @code{g77} might ignore both forms
3304 of this option.
3305
3306 @cindex -falias-check option
3307 @cindex options, -falias-check
3308 @cindex -fargument-alias option
3309 @cindex options, -fargument-alias
3310 @cindex -fargument-noalias option
3311 @cindex options, -fargument-noalias
3312 @cindex -fno-argument-noalias-global option
3313 @cindex options, -fno-argument-noalias-global
3314 @item -falias-check
3315 @item -fargument-alias
3316 @item -fargument-noalias
3317 @item -fno-argument-noalias-global
3318 @emph{Version info:}
3319 These options are not supported by
3320 versions of @code{g77} based on @code{gcc} version 2.8.
3321
3322 These options specify to what degree aliasing
3323 (overlap)
3324 is permitted between
3325 arguments (passed as pointers) and @code{COMMON} (external, or
3326 public) storage.
3327
3328 The default for Fortran code, as mandated by the FORTRAN 77 and
3329 Fortran 90 standards, is @samp{-fargument-noalias-global}.
3330 The default for code written in the C language family is
3331 @samp{-fargument-alias}.
3332
3333 Note that, on some systems, compiling with @samp{-fforce-addr} in
3334 effect can produce more optimal code when the default aliasing
3335 options are in effect (and when optimization is enabled).
3336
3337 @xref{Aliasing Assumed To Work}, for detailed information on the implications
3338 of compiling Fortran code that depends on the ability to alias dummy
3339 arguments.
3340
3341 @cindex -fno-globals option
3342 @cindex options, -fno-globals
3343 @item -fno-globals
3344 @cindex global names, warning
3345 @cindex warnings, global names
3346 @cindex in-line code
3347 @cindex compilation, in-line
3348 Disable diagnostics about inter-procedural
3349 analysis problems, such as disagreements about the
3350 type of a function or a procedure's argument,
3351 that might cause a compiler crash when attempting
3352 to inline a reference to a procedure within a
3353 program unit.
3354 (The diagnostics themselves are still produced, but
3355 as warnings, unless @samp{-Wno-globals} is specified,
3356 in which case no relevant diagnostics are produced.)
3357
3358 Further, this option disables such inlining, to
3359 avoid compiler crashes resulting from incorrect
3360 code that would otherwise be diagnosed.
3361
3362 As such, this option might be quite useful when
3363 compiling existing, ``working'' code that happens
3364 to have a few bugs that do not generally show themselves,
3365 but which @code{g77} diagnoses.
3366
3367 Use of this option therefore has the effect of
3368 instructing @code{g77} to behave more like it did
3369 up through version 0.5.19.1, when it paid little or
3370 no attention to disagreements between program units
3371 about a procedure's type and argument information,
3372 and when it performed no inlining of procedures
3373 (except statement functions).
3374
3375 Without this option, @code{g77} defaults to performing
3376 the potentially inlining procedures as it started doing
3377 in version 0.5.20, but as of version 0.5.21, it also
3378 diagnoses disagreements that might cause such inlining
3379 to crash the compiler as (fatal) errors,
3380 and warns about similar disagreements
3381 that are currently believed to not
3382 likely to result in the compiler later crashing
3383 or producing incorrect code.
3384
3385 @cindex -fflatten-arrays option
3386 @item -fflatten-arrays
3387 @cindex array performance
3388 @cindex arrays, flattening
3389 Use back end's C-like constructs
3390 (pointer plus offset)
3391 instead of its @code{ARRAY_REF} construct
3392 to handle all array references.
3393
3394 @emph{Note:} This option is not supported.
3395 It is intended for use only by @code{g77} developers,
3396 to evaluate code-generation issues.
3397 It might be removed at any time.
3398
3399 @cindex -fbounds-check option
3400 @cindex -ffortran-bounds-check option
3401 @item -fbounds-check
3402 @itemx -ffortran-bounds-check
3403 @cindex bounds checking
3404 @cindex range checking
3405 @cindex array bounds checking
3406 @cindex subscript checking
3407 @cindex substring checking
3408 @cindex checking subscripts
3409 @cindex checking substrings
3410 Enable generation of run-time checks for array subscripts
3411 and substring start and end points
3412 against the (locally) declared minimum and maximum values.
3413
3414 The current implementation uses the @code{libf2c}
3415 library routine @code{s_rnge} to print the diagnostic.
3416
3417 However, whereas @code{f2c} generates a single check per
3418 reference for a multi-dimensional array, of the computed
3419 offset against the valid offset range (0 through the size of the array),
3420 @code{g77} generates a single check per @emph{subscript} expression.
3421 This catches some cases of potential bugs that @code{f2c} does not,
3422 such as references to below the beginning of an assumed-size array.
3423
3424 @code{g77} also generates checks for @code{CHARACTER} substring references,
3425 something @code{f2c} currently does not do.
3426
3427 Use the new @samp{-ffortran-bounds-check} option
3428 to specify bounds-checking for only the Fortran code you are compiling,
3429 not necessarily for code written in other languages.
3430
3431 @emph{Note:} To provide more detailed information on the offending subscript,
3432 @code{g77} provides the @code{libg2c} run-time library routine @code{s_rnge}
3433 with somewhat differently-formatted information.
3434 Here's a sample diagnostic:
3435
3436 @smallexample
3437 Subscript out of range on file line 4, procedure rnge.f/bf.
3438 Attempt to access the -6-th element of variable b[subscript-2-of-2].
3439 Aborted
3440 @end smallexample
3441
3442 The above message indicates that the offending source line is
3443 line 4 of the file @file{rnge.f},
3444 within the program unit (or statement function) named @samp{bf}.
3445 The offended array is named @samp{b}.
3446 The offended array dimension is the second for a two-dimensional array,
3447 and the offending, computed subscript expression was @samp{-6}.
3448
3449 For a @code{CHARACTER} substring reference, the second line has
3450 this appearance:
3451
3452 @smallexample
3453 Attempt to access the 11-th element of variable a[start-substring].
3454 @end smallexample
3455
3456 This indicates that the offended @code{CHARACTER} variable or array
3457 is named @samp{a},
3458 the offended substring position is the starting (leftmost) position,
3459 and the offending substring expression is @samp{11}.
3460
3461 (Though the verbage of @code{s_rnge} is not ideal
3462 for the purpose of the @code{g77} compiler,
3463 the above information should provide adequate diagnostic abilities
3464 to it users.)
3465 @end table
3466
3467 @xref{Code Gen Options,,Options for Code Generation Conventions,
3468 gcc,Using and Porting GNU CC}, for information on more options
3469 offered by the GBE
3470 shared by @code{g77}, @code{gcc}, and other GNU compilers.
3471
3472 Some of these do @emph{not} work when compiling programs written in Fortran:
3473
3474 @table @code
3475 @cindex -fpcc-struct-return option
3476 @cindex options, -fpcc-struct-return
3477 @item -fpcc-struct-return
3478 @cindex -freg-struct-return option
3479 @cindex options, -freg-struct-return
3480 @item -freg-struct-return
3481 You should not use these except strictly the same way as you
3482 used them to build the version of @code{libg2c} with which
3483 you will be linking all code compiled by @code{g77} with the
3484 same option.
3485
3486 @cindex -fshort-double option
3487 @cindex options, -fshort-double
3488 @item -fshort-double
3489 This probably either has no effect on Fortran programs, or
3490 makes them act loopy.
3491
3492 @cindex -fno-common option
3493 @cindex options, -fno-common
3494 @item -fno-common
3495 Do not use this when compiling Fortran programs,
3496 or there will be Trouble.
3497
3498 @cindex -fpack-struct option
3499 @cindex options, -fpack-struct
3500 @item -fpack-struct
3501 This probably will break any calls to the @code{libg2c} library,
3502 at the very least, even if it is built with the same option.
3503 @end table
3504
3505 @node Environment Variables
3506 @section Environment Variables Affecting GNU Fortran
3507 @cindex environment variables
3508
3509 GNU Fortran currently does not make use of any environment
3510 variables to control its operation above and beyond those
3511 that affect the operation of @code{gcc}.
3512
3513 @xref{Environment Variables,,Environment Variables Affecting GNU CC,
3514 gcc,Using and Porting GNU CC}, for information on environment
3515 variables.
3516
3517 @include news.texi
3518
3519 @set USERVISONLY
3520 @include news.texi
3521 @clear USERVISONLY
3522
3523 @node Language
3524 @chapter The GNU Fortran Language
3525
3526 @cindex standard, ANSI FORTRAN 77
3527 @cindex ANSI FORTRAN 77 standard
3528 @cindex reference works
3529 GNU Fortran supports a variety of extensions to, and dialects
3530 of, the Fortran language.
3531 Its primary base is the ANSI FORTRAN 77 standard, currently available on
3532 the network at
3533 @uref{http://www.fortran.com/fortran/F77_std/rjcnf0001.html}
3534 or as monolithic text at
3535 @uref{http://www.fortran.com/fortran/F77_std/f77_std.html}.
3536 It offers some extensions that are popular among users
3537 of UNIX @code{f77} and @code{f2c} compilers, some that
3538 are popular among users of other compilers (such as Digital
3539 products), some that are popular among users of the
3540 newer Fortran 90 standard, and some that are introduced
3541 by GNU Fortran.
3542
3543 @cindex textbooks
3544 (If you need a text on Fortran,
3545 a few freely available electronic references have pointers from
3546 @uref{http://www.fortran.com/fortran/Books/}.  There is a `cooperative
3547 net project', @cite{User Notes on Fortran Programming} at
3548 @uref{ftp://vms.huji.ac.il/fortran/} and mirrors elsewhere; some of this
3549 material might not apply specifically to @code{g77}.)
3550
3551 Part of what defines a particular implementation of a Fortran
3552 system, such as @code{g77}, is the particular characteristics
3553 of how it supports types, constants, and so on.
3554 Much of this is left up to the implementation by the various
3555 Fortran standards and accepted practice in the industry.
3556
3557 The GNU Fortran @emph{language} is described below.
3558 Much of the material is organized along the same lines
3559 as the ANSI FORTRAN 77 standard itself.
3560
3561 @xref{Other Dialects}, for information on features @code{g77} supports
3562 that are not part of the GNU Fortran language.
3563
3564 @emph{Note}: This portion of the documentation definitely needs a lot
3565 of work!
3566
3567 @menu
3568 Relationship to the ANSI FORTRAN 77 standard:
3569 * Direction of Language Development::  Where GNU Fortran is headed.
3570 * Standard Support::  Degree of support for the standard.
3571
3572 Extensions to the ANSI FORTRAN 77 standard:
3573 * Conformance::
3574 * Notation Used::
3575 * Terms and Concepts::
3576 * Characters Lines Sequence::
3577 * Data Types and Constants::
3578 * Expressions::
3579 * Specification Statements::
3580 * Control Statements::
3581 * Functions and Subroutines::
3582 * Scope and Classes of Names::
3583 * I/O::
3584 * Fortran 90 Features::
3585 @end menu
3586
3587 @node Direction of Language Development
3588 @section Direction of Language Development
3589 @cindex direction of language development
3590 @cindex features, language
3591 @cindex language, features
3592
3593 The purpose of the following description of the GNU Fortran
3594 language is to promote wide portability of GNU Fortran programs.
3595
3596 GNU Fortran is an evolving language, due to the
3597 fact that @code{g77} itself is in beta test.
3598 Some current features of the language might later
3599 be redefined as dialects of Fortran supported by @code{g77}
3600 when better ways to express these features are added to @code{g77},
3601 for example.
3602 Such features would still be supported by
3603 @code{g77}, but would be available only when
3604 one or more command-line options were used.
3605
3606 The GNU Fortran @emph{language} is distinct from the
3607 GNU Fortran @emph{compilation system} (@code{g77}).
3608
3609 For example, @code{g77} supports various dialects of
3610 Fortran---in a sense, these are languages other than
3611 GNU Fortran---though its primary
3612 purpose is to support the GNU Fortran language, which also is
3613 described in its documentation and by its implementation.
3614
3615 On the other hand, non-GNU compilers might offer
3616 support for the GNU Fortran language, and are encouraged
3617 to do so.
3618
3619 Currently, the GNU Fortran language is a fairly fuzzy object.
3620 It represents something of a cross between what @code{g77} accepts
3621 when compiling using the prevailing defaults and what this
3622 document describes as being part of the language.
3623
3624 Future versions of @code{g77} are expected to clarify the
3625 definition of the language in the documentation.
3626 Often, this will mean adding new features to the language, in the form
3627 of both new documentation and new support in @code{g77}.
3628 However, it might occasionally mean removing a feature
3629 from the language itself to ``dialect'' status.
3630 In such a case, the documentation would be adjusted
3631 to reflect the change, and @code{g77} itself would likely be changed
3632 to require one or more command-line options to continue supporting
3633 the feature.
3634
3635 The development of the GNU Fortran language is intended to strike
3636 a balance between:
3637
3638 @itemize @bullet
3639 @item
3640 Serving as a mostly-upwards-compatible language from the
3641 de facto UNIX Fortran dialect as supported by @code{f77}.
3642
3643 @item
3644 Offering new, well-designed language features.
3645 Attributes of such features include
3646 not making existing code any harder to read
3647 (for those who might be unaware that the new
3648 features are not in use) and
3649 not making state-of-the-art
3650 compilers take longer to issue diagnostics,
3651 among others.
3652
3653 @item
3654 Supporting existing, well-written code without gratuitously
3655 rejecting non-standard constructs, regardless of the origin
3656 of the code (its dialect).
3657
3658 @item
3659 Offering default behavior and command-line options to reduce
3660 and, where reasonable, eliminate the need for programmers to make
3661 any modifications to code that already works in existing
3662 production environments.
3663
3664 @item
3665 Diagnosing constructs that have different meanings in different
3666 systems, languages, and dialects, while offering clear,
3667 less ambiguous ways to express each of the different meanings
3668 so programmers can change their code appropriately.
3669 @end itemize
3670
3671 One of the biggest practical challenges for the developers of the
3672 GNU Fortran language is meeting the sometimes contradictory demands
3673 of the above items.
3674
3675 For example, a feature might be widely used in one popular environment,
3676 but the exact same code that utilizes that feature might not work
3677 as expected---perhaps it might mean something entirely different---in
3678 another popular environment.
3679
3680 Traditionally, Fortran compilers---even portable ones---have solved this
3681 problem by simply offering the appropriate feature to users of
3682 the respective systems.
3683 This approach treats users of various Fortran systems and dialects
3684 as remote ``islands'', or camps, of programmers, and assume that these
3685 camps rarely come into contact with each other (or,
3686 especially, with each other's code).
3687
3688 Project GNU takes a radically different approach to software and language
3689 design, in that it assumes that users of GNU software do not necessarily
3690 care what kind of underlying system they are using, regardless
3691 of whether they are using software (at the user-interface
3692 level) or writing it (for example, writing Fortran or C code).
3693
3694 As such, GNU users rarely need consider just what kind of underlying
3695 hardware (or, in many cases, operating system) they are using at any
3696 particular time.
3697 They can use and write software designed for a general-purpose,
3698 widely portable, heterogenous environment---the GNU environment.
3699
3700 In line with this philosophy, GNU Fortran must evolve into a product
3701 that is widely ported and portable not only in the sense that it can
3702 be successfully built, installed, and run by users, but in the larger
3703 sense that its users can use it in the same way, and expect largely the
3704 same behaviors from it, regardless of the kind of system they are using
3705 at any particular time.
3706
3707 This approach constrains the solutions @code{g77} can use to resolve
3708 conflicts between various camps of Fortran users.
3709 If these two camps disagree about what a particular construct should
3710 mean, @code{g77} cannot simply be changed to treat that particular construct as
3711 having one meaning without comment (such as a warning), lest the users
3712 expecting it to have the other meaning are unpleasantly surprised that
3713 their code misbehaves when executed.
3714
3715 The use of the ASCII backslash character in character constants is
3716 an excellent (and still somewhat unresolved) example of this kind of
3717 controversy.
3718 @xref{Backslash in Constants}.
3719 Other examples are likely to arise in the future, as @code{g77} developers
3720 strive to improve its ability to accept an ever-wider variety of existing
3721 Fortran code without requiring significant modifications to said code.
3722
3723 Development of GNU Fortran is further constrained by the desire
3724 to avoid requiring programmers to change their code.
3725 This is important because it allows programmers, administrators,
3726 and others to more faithfully evaluate and validate @code{g77}
3727 (as an overall product and as new versions are distributed)
3728 without having to support multiple versions of their programs
3729 so that they continue to work the same way on their existing
3730 systems (non-GNU perhaps, but possibly also earlier versions
3731 of @code{g77}).
3732
3733 @node Standard Support
3734 @section ANSI FORTRAN 77 Standard Support
3735 @cindex ANSI FORTRAN 77 support
3736 @cindex standard, support for
3737 @cindex support, FORTRAN 77
3738 @cindex compatibility, FORTRAN 77
3739 @cindex FORTRAN 77 compatibility
3740
3741 GNU Fortran supports ANSI FORTRAN 77 with the following caveats.
3742 In summary, the only ANSI FORTRAN 77 features @code{g77} doesn't
3743 support are those that are probably rarely used in actual code,
3744 some of which are explicitly disallowed by the Fortran 90 standard.
3745
3746 @menu
3747 * No Passing External Assumed-length::  CHAR*(*) CFUNC restriction.
3748 * No Passing Dummy Assumed-length::     CHAR*(*) CFUNC restriction.
3749 * No Pathological Implied-DO::          No @samp{((@dots{}, I=@dots{}), I=@dots{})}.
3750 * No Useless Implied-DO::               No @samp{(A, I=1, 1)}.
3751 @end menu
3752
3753 @node No Passing External Assumed-length
3754 @subsection No Passing External Assumed-length
3755
3756 @code{g77} disallows passing of an external procedure
3757 as an actual argument if the procedure's
3758 type is declared @code{CHARACTER*(*)}.  For example:
3759
3760 @example
3761 CHARACTER*(*) CFUNC
3762 EXTERNAL CFUNC
3763 CALL FOO(CFUNC)
3764 END
3765 @end example
3766
3767 @noindent
3768 It isn't clear whether the standard considers this conforming.
3769
3770 @node No Passing Dummy Assumed-length
3771 @subsection No Passing Dummy Assumed-length
3772
3773 @code{g77} disallows passing of a dummy procedure
3774 as an actual argument if the procedure's
3775 type is declared @code{CHARACTER*(*)}.
3776
3777 @example
3778 SUBROUTINE BAR(CFUNC)
3779 CHARACTER*(*) CFUNC
3780 EXTERNAL CFUNC
3781 CALL FOO(CFUNC)
3782 END
3783 @end example
3784
3785 @noindent
3786 It isn't clear whether the standard considers this conforming.
3787
3788 @node No Pathological Implied-DO
3789 @subsection No Pathological Implied-DO
3790
3791 The @code{DO} variable for an implied-@code{DO} construct in a
3792 @code{DATA} statement may not be used as the @code{DO} variable
3793 for an outer implied-@code{DO} construct.  For example, this
3794 fragment is disallowed by @code{g77}:
3795
3796 @smallexample
3797 DATA ((A(I, I), I= 1, 10), I= 1, 10) /@dots{}/
3798 @end smallexample
3799
3800 @noindent
3801 This also is disallowed by Fortran 90, as it offers no additional
3802 capabilities and would have a variety of possible meanings.
3803
3804 Note that it is @emph{very} unlikely that any production Fortran code
3805 tries to use this unsupported construct.
3806
3807 @node No Useless Implied-DO
3808 @subsection No Useless Implied-DO
3809
3810 An array element initializer in an implied-@code{DO} construct in a
3811 @code{DATA} statement must contain at least one reference to the @code{DO}
3812 variables of each outer implied-@code{DO} construct.  For example,
3813 this fragment is disallowed by @code{g77}:
3814
3815 @smallexample
3816 DATA (A, I= 1, 1) /1./
3817 @end smallexample
3818
3819 @noindent
3820 This also is disallowed by Fortran 90, as FORTRAN 77's more permissive
3821 requirements offer no additional capabilities.
3822 However, @code{g77} doesn't necessarily diagnose all cases
3823 where this requirement is not met.
3824
3825 Note that it is @emph{very} unlikely that any production Fortran code
3826 tries to use this unsupported construct.
3827
3828 @node Conformance
3829 @section Conformance
3830
3831 (The following information augments or overrides the information in
3832 Section 1.4 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77 in specifying the GNU Fortran
3833 language.
3834 Chapter 1 of that document otherwise serves as the basis
3835 for the relevant aspects of GNU Fortran.)
3836
3837 The definition of the GNU Fortran language is akin to that of
3838 the ANSI FORTRAN 77 language in that it does not generally require
3839 conforming implementations to diagnose cases where programs do
3840 not conform to the language.
3841
3842 However, @code{g77} as a compiler is being developed in a way that
3843 is intended to enable it to diagnose such cases in an easy-to-understand
3844 manner.
3845
3846 A program that conforms to the GNU Fortran language should, when
3847 compiled, linked, and executed using a properly installed @code{g77}
3848 system, perform as described by the GNU Fortran language definition.
3849 Reasons for different behavior include, among others:
3850
3851 @itemize @bullet
3852 @item
3853 Use of resources (memory---heap, stack, and so on; disk space; CPU
3854 time; etc.) exceeds those of the system.
3855
3856 @item
3857 Range and/or precision of calculations required by the program
3858 exceeds that of the system.
3859
3860 @item
3861 Excessive reliance on behaviors that are system-dependent
3862 (non-portable Fortran code).
3863
3864 @item
3865 Bugs in the program.
3866
3867 @item
3868 Bug in @code{g77}.
3869
3870 @item
3871 Bugs in the system.
3872 @end itemize
3873
3874 Despite these ``loopholes'', the availability of a clear specification
3875 of the language of programs submitted to @code{g77}, as this document
3876 is intended to provide, is considered an important aspect of providing
3877 a robust, clean, predictable Fortran implementation.
3878
3879 The definition of the GNU Fortran language, while having no special
3880 legal status, can therefore be viewed as a sort of contract, or agreement.
3881 This agreement says, in essence, ``if you write a program in this language,
3882 and run it in an environment (such as a @code{g77} system) that supports
3883 this language, the program should behave in a largely predictable way''.
3884
3885 @node Notation Used
3886 @section Notation Used in This Chapter
3887
3888 (The following information augments or overrides the information in
3889 Section 1.5 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77 in specifying the GNU Fortran
3890 language.
3891 Chapter 1 of that document otherwise serves as the basis
3892 for the relevant aspects of GNU Fortran.)
3893
3894 In this chapter, ``must'' denotes a requirement, ``may'' denotes permission,
3895 and ``must not'' and ``may not'' denote prohibition.
3896 Terms such as ``might'', ``should'', and ``can'' generally add little or
3897 nothing in the way of weight to the GNU Fortran language itself,
3898 but are used to explain or illustrate the language.
3899
3900 For example:
3901
3902 @display
3903 ``The @code{FROBNITZ} statement must precede all executable
3904 statements in a program unit, and may not specify any dummy
3905 arguments.  It may specify local or common variables and arrays.
3906 Its use should be limited to portions of the program designed to
3907 be non-portable and system-specific, because it might cause the
3908 containing program unit to behave quite differently on different
3909 systems.''
3910 @end display
3911
3912 Insofar as the GNU Fortran language is specified,
3913 the requirements and permissions denoted by the above sample statement
3914 are limited to the placement of the statement and the kinds of
3915 things it may specify.
3916 The rest of the statement---the content regarding non-portable portions
3917 of the program and the differing behavior of program units containing
3918 the @code{FROBNITZ} statement---does not pertain the GNU Fortran
3919 language itself.
3920 That content offers advice and warnings about the @code{FROBNITZ}
3921 statement.
3922
3923 @emph{Remember:} The GNU Fortran language definition specifies
3924 both what constitutes a valid GNU Fortran program and how,
3925 given such a program, a valid GNU Fortran implementation is
3926 to interpret that program.
3927
3928 It is @emph{not} incumbent upon a valid GNU Fortran implementation
3929 to behave in any particular way, any consistent way, or any
3930 predictable way when it is asked to interpret input that is
3931 @emph{not} a valid GNU Fortran program.
3932
3933 Such input is said to have @dfn{undefined} behavior when
3934 interpreted by a valid GNU Fortran implementation, though
3935 an implementation may choose to specify behaviors for some
3936 cases of inputs that are not valid GNU Fortran programs.
3937
3938 Other notation used herein is that of the GNU texinfo format,
3939 which is used to generate printed hardcopy, on-line hypertext
3940 (Info), and on-line HTML versions, all from a single source
3941 document.
3942 This notation is used as follows:
3943
3944 @itemize @bullet
3945 @item
3946 Keywords defined by the GNU Fortran language are shown
3947 in uppercase, as in: @code{COMMON}, @code{INTEGER}, and
3948 @code{BLOCK DATA}.
3949
3950 Note that, in practice, many Fortran programs are written
3951 in lowercase---uppercase is used in this manual as a
3952 means to readily distinguish keywords and sample Fortran-related
3953 text from the prose in this document.
3954
3955 @item
3956 Portions of actual sample program, input, or output text
3957 look like this: @samp{Actual program text}.
3958
3959 Generally, uppercase is used for all Fortran-specific and
3960 Fortran-related text, though this does not always include
3961 literal text within Fortran code.
3962
3963 For example: @samp{PRINT *, 'My name is Bob'}.
3964
3965 @item
3966 A metasyntactic variable---that is, a name used in this document
3967 to serve as a placeholder for whatever text is used by the
3968 user or programmer---appears as shown in the following example:
3969
3970 ``The @code{INTEGER @var{ivar}} statement specifies that
3971 @var{ivar} is a variable or array of type @code{INTEGER}.''
3972
3973 In the above example, any valid text may be substituted for
3974 the metasyntactic variable @var{ivar} to make the statement
3975 apply to a specific instance, as long as the same text is
3976 substituted for @emph{both} occurrences of @var{ivar}.
3977
3978 @item
3979 Ellipses (``@dots{}'') are used to indicate further text that
3980 is either unimportant or expanded upon further, elsewhere.
3981
3982 @item
3983 Names of data types are in the style of Fortran 90, in most
3984 cases.
3985
3986 @xref{Kind Notation}, for information on the relationship
3987 between Fortran 90 nomenclature (such as @code{INTEGER(KIND=1)})
3988 and the more traditional, less portably concise nomenclature
3989 (such as @code{INTEGER*4}).
3990 @end itemize
3991
3992 @node Terms and Concepts
3993 @section Fortran Terms and Concepts
3994
3995 (The following information augments or overrides the information in
3996 Chapter 2 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77 in specifying the GNU Fortran
3997 language.
3998 Chapter 2 of that document otherwise serves as the basis
3999 for the relevant aspects of GNU Fortran.)
4000
4001 @menu
4002 * Syntactic Items::
4003 * Statements Comments Lines::
4004 * Scope of Names and Labels::
4005 @end menu
4006
4007 @node Syntactic Items
4008 @subsection Syntactic Items
4009
4010 (Corresponds to Section 2.2 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77.)
4011
4012 @cindex limits, lengths of names
4013 In GNU Fortran, a symbolic name is at least one character long,
4014 and has no arbitrary upper limit on length.
4015 However, names of entities requiring external linkage (such as
4016 external functions, external subroutines, and @code{COMMON} areas)
4017 might be restricted to some arbitrary length by the system.
4018 Such a restriction is no more constrained than that of one
4019 through six characters.
4020
4021 Underscores (@samp{_}) are accepted in symbol names after the first
4022 character (which must be a letter).
4023
4024 @node Statements Comments Lines
4025 @subsection Statements, Comments, and Lines
4026
4027 (Corresponds to Section 2.3 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77.)
4028
4029 @cindex trailing comment
4030 @cindex comment
4031 @cindex characters, comment
4032 @cindex !
4033 @cindex exclamation point
4034 @cindex continuation character
4035 @cindex characters, continuation
4036 Use of an exclamation point (@samp{!}) to begin a
4037 trailing comment (a comment that extends to the end of the same
4038 source line) is permitted under the following conditions:
4039
4040 @itemize @bullet
4041 @item
4042 The exclamation point does not appear in column 6.
4043 Otherwise, it is treated as an indicator of a continuation
4044 line.
4045
4046 @item
4047 The exclamation point appears outside a character or Hollerith
4048 constant.
4049 Otherwise, the exclamation point is considered part of the
4050 constant.
4051
4052 @item
4053 The exclamation point appears to the left of any other possible
4054 trailing comment.
4055 That is, a trailing comment may contain exclamation points
4056 in their commentary text.
4057 @end itemize
4058
4059 @cindex ;
4060 @cindex semicolon
4061 @cindex statements, separated by semicolon
4062 Use of a semicolon (@samp{;}) as a statement separator
4063 is permitted under the following conditions:
4064
4065 @itemize @bullet
4066 @item
4067 The semicolon appears outside a character or Hollerith
4068 constant.
4069 Otherwise, the semicolon is considered part of the
4070 constant.
4071
4072 @item
4073 The semicolon appears to the left of a trailing comment.
4074 Otherwise, the semicolon is considered part of that
4075 comment.
4076
4077 @item
4078 Neither a logical @code{IF} statement nor a non-construct
4079 @code{WHERE} statement (a Fortran 90 feature) may be
4080 followed (in the same, possibly continued, line) by
4081 a semicolon used as a statement separator.
4082
4083 This restriction avoids the confusion
4084 that can result when reading a line such as:
4085
4086 @smallexample
4087 IF (VALIDP) CALL FOO; CALL BAR
4088 @end smallexample
4089
4090 @noindent
4091 Some readers might think the @samp{CALL BAR} is executed
4092 only if @samp{VALIDP} is @code{.TRUE.}, while others might
4093 assume its execution is unconditional.
4094
4095 (At present, @code{g77} does not diagnose code that
4096 violates this restriction.)
4097 @end itemize
4098
4099 @node Scope of Names and Labels
4100 @subsection Scope of Symbolic Names and Statement Labels
4101 @cindex scope
4102
4103 (Corresponds to Section 2.9 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77.)
4104
4105 Included in the list of entities that have a scope of a
4106 program unit are construct names (a Fortran 90 feature).
4107 @xref{Construct Names}, for more information.
4108
4109 @node Characters Lines Sequence
4110 @section Characters, Lines, and Execution Sequence
4111
4112 (The following information augments or overrides the information in
4113 Chapter 3 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77 in specifying the GNU Fortran
4114 language.
4115 Chapter 3 of that document otherwise serves as the basis
4116 for the relevant aspects of GNU Fortran.)
4117
4118 @menu
4119 * Character Set::
4120 * Lines::
4121 * Continuation Line::
4122 * Statements::
4123 * Statement Labels::
4124 * Order::
4125 * INCLUDE::
4126 * Cpp-style directives::
4127 @end menu
4128
4129 @node Character Set
4130 @subsection GNU Fortran Character Set
4131 @cindex characters
4132
4133 (Corresponds to Section 3.1 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77.)
4134
4135 Letters include uppercase letters (the twenty-six characters
4136 of the English alphabet) and lowercase letters (their lowercase
4137 equivalent).
4138 Generally, lowercase letters may be used in place of uppercase
4139 letters, though in character and Hollerith constants, they
4140 are distinct.
4141
4142 Special characters include:
4143
4144 @itemize @bullet
4145 @item
4146 @cindex ;
4147 @cindex semicolon
4148 Semicolon (@samp{;})
4149
4150 @item
4151 @cindex !
4152 @cindex exclamation point
4153 Exclamation point (@samp{!})
4154
4155 @item
4156 @cindex "
4157 @cindex double quote
4158 Double quote (@samp{"})
4159
4160 @item
4161 @cindex \
4162 @cindex backslash
4163 Backslash (@samp{\})
4164
4165 @item
4166 @cindex ?
4167 @cindex question mark
4168 Question mark (@samp{?})
4169
4170 @item
4171 @cindex #
4172 @cindex hash mark
4173 @cindex pound sign
4174 Hash mark (@samp{#})
4175
4176 @item
4177 @cindex &
4178 @cindex ampersand
4179 Ampersand (@samp{&})
4180
4181 @item
4182 @cindex %
4183 @cindex percent sign
4184 Percent sign (@samp{%})
4185
4186 @item
4187 @cindex _
4188 @cindex underscore
4189 Underscore (@samp{_})
4190
4191 @item
4192 @cindex <
4193 @cindex open angle
4194 @cindex left angle
4195 @cindex open bracket
4196 @cindex left bracket
4197 Open angle (@samp{<})
4198
4199 @item
4200 @cindex >
4201 @cindex close angle
4202 @cindex right angle
4203 @cindex close bracket
4204 @cindex right bracket
4205 Close angle (@samp{>})
4206
4207 @item
4208 The FORTRAN 77 special characters (@key{SPC}, @samp{=},
4209 @samp{+}, @samp{-}, @samp{*}, @samp{/}, @samp{(},
4210 @samp{)}, @samp{,}, @samp{.}, @samp{$}, @samp{'},
4211 and @samp{:})
4212 @end itemize
4213
4214 @cindex blank
4215 @cindex space
4216 @cindex SPC
4217 Note that this document refers to @key{SPC} as @dfn{space},
4218 while X3.9-1978 FORTRAN 77 refers to it as @dfn{blank}.
4219
4220 @node Lines
4221 @subsection Lines
4222 @cindex lines
4223 @cindex source file format
4224 @cindex source format
4225 @cindex file, source
4226 @cindex source code
4227 @cindex code, source
4228 @cindex fixed form
4229 @cindex free form
4230
4231 (Corresponds to Section 3.2 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77.)
4232
4233 The way a Fortran compiler views source files depends entirely on the
4234 implementation choices made for the compiler, since those choices
4235 are explicitly left to the implementation by the published Fortran
4236 standards.
4237
4238 The GNU Fortran language mandates a view applicable to UNIX-like
4239 text files---files that are made up of an arbitrary number of lines,
4240 each with an arbitrary number of characters (sometimes called stream-based
4241 files).
4242
4243 This view does not apply to types of files that are specified as
4244 having a particular number of characters on every single line (sometimes
4245 referred to as record-based files).
4246
4247 Because a ``line in a program unit is a sequence of 72 characters'',
4248 to quote X3.9-1978, the GNU Fortran language specifies that a
4249 stream-based text file is translated to GNU Fortran lines as follows:
4250
4251 @itemize @bullet
4252 @item
4253 A newline in the file is the character that represents the end of
4254 a line of text to the underlying system.
4255 For example, on ASCII-based systems, a newline is the @key{NL}
4256 character, which has ASCII value 10 (decimal).
4257
4258 @item
4259 Each newline in the file serves to end the line of text that precedes
4260 it (and that does not contain a newline).
4261
4262 @item
4263 The end-of-file marker (@code{EOF}) also serves to end the line
4264 of text that precedes it (and that does not contain a newline).
4265
4266 @item
4267 @cindex blank
4268 @cindex space
4269 @cindex SPC
4270 Any line of text that is shorter than 72 characters is padded to that length
4271 with spaces (called ``blanks'' in the standard).
4272
4273 @item
4274 Any line of text that is longer than 72 characters is truncated to that
4275 length, but the truncated remainder must consist entirely of spaces.
4276
4277 @item
4278 Characters other than newline and the GNU Fortran character set
4279 are invalid.
4280 @end itemize
4281
4282 For the purposes of the remainder of this description of the GNU
4283 Fortran language, the translation described above has already
4284 taken place, unless otherwise specified.
4285
4286 The result of the above translation is that the source file appears,
4287 in terms of the remainder of this description of the GNU Fortran language,
4288 as if it had an arbitrary
4289 number of 72-character lines, each character being among the GNU Fortran
4290 character set.
4291
4292 For example, if the source file itself has two newlines in a row,
4293 the second newline becomes, after the above translation, a single
4294 line containing 72 spaces.
4295
4296 @node Continuation Line
4297 @subsection Continuation Line
4298 @cindex continuation line, number of
4299 @cindex lines, continuation
4300 @cindex number of continuation lines
4301 @cindex limits, continuation lines
4302
4303 (Corresponds to Section 3.2.3 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77.)
4304
4305 A continuation line is any line that both
4306
4307 @itemize @bullet
4308 @item
4309 Contains a continuation character, and
4310
4311 @item
4312 Contains only spaces in columns 1 through 5
4313 @end itemize
4314
4315 A continuation character is any character of the GNU Fortran character set
4316 other than space (@key{SPC}) or zero (@samp{0})
4317 in column 6, or a digit (@samp{0} through @samp{9}) in column
4318 7 through 72 of a line that has only spaces to the left of that
4319 digit.
4320
4321 The continuation character is ignored as far as the content of
4322 the statement is concerned.
4323
4324 The GNU Fortran language places no limit on the number of
4325 continuation lines in a statement.
4326 In practice, the limit depends on a variety of factors, such as
4327 available memory, statement content, and so on, but no
4328 GNU Fortran system may impose an arbitrary limit.
4329
4330 @node Statements
4331 @subsection Statements
4332
4333 (Corresponds to Section 3.3 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77.)
4334
4335 Statements may be written using an arbitrary number of continuation
4336 lines.
4337
4338 Statements may be separated using the semicolon (@samp{;}), except
4339 that the logical @code{IF} and non-construct @code{WHERE} statements
4340 may not be separated from subsequent statements using only a semicolon
4341 as statement separator.
4342
4343 The @code{END PROGRAM}, @code{END SUBROUTINE}, @code{END FUNCTION},
4344 and @code{END BLOCK DATA} statements are alternatives to the @code{END}
4345 statement.
4346 These alternatives may be written as normal statements---they are not
4347 subject to the restrictions of the @code{END} statement.
4348
4349 However, no statement other than @code{END} may have an initial line
4350 that appears to be an @code{END} statement---even @code{END PROGRAM},
4351 for example, must not be written as:
4352
4353 @example
4354       END
4355      &PROGRAM
4356 @end example
4357
4358 @node Statement Labels
4359 @subsection Statement Labels
4360
4361 (Corresponds to Section 3.4 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77.)
4362
4363 A statement separated from its predecessor via a semicolon may be
4364 labeled as follows:
4365
4366 @itemize @bullet
4367 @item
4368 The semicolon is followed by the label for the statement,
4369 which in turn follows the label.
4370
4371 @item
4372 The label must be no more than five digits in length.
4373
4374 @item
4375 The first digit of the label for the statement is not
4376 the first non-space character on a line.
4377 Otherwise, that character is treated as a continuation
4378 character.
4379 @end itemize
4380
4381 A statement may have only one label defined for it.
4382
4383 @node Order
4384 @subsection Order of Statements and Lines
4385
4386 (Corresponds to Section 3.5 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77.)
4387
4388 Generally, @code{DATA} statements may precede executable statements.
4389 However, specification statements pertaining to any entities
4390 initialized by a @code{DATA} statement must precede that @code{DATA}
4391 statement.
4392 For example,
4393 after @samp{DATA I/1/}, @samp{INTEGER I} is not permitted, but
4394 @samp{INTEGER J} is permitted.
4395
4396 The last line of a program unit may be an @code{END} statement,
4397 or may be:
4398
4399 @itemize @bullet
4400 @item
4401 An @code{END PROGRAM} statement, if the program unit is a main program.
4402
4403 @item
4404 An @code{END SUBROUTINE} statement, if the program unit is a subroutine.
4405
4406 @item
4407 An @code{END FUNCTION} statement, if the program unit is a function.
4408
4409 @item
4410 An @code{END BLOCK DATA} statement, if the program unit is a block data.
4411 @end itemize
4412
4413 @node INCLUDE
4414 @subsection Including Source Text
4415 @cindex INCLUDE directive
4416
4417 Additional source text may be included in the processing of
4418 the source file via the @code{INCLUDE} directive:
4419
4420 @example
4421 INCLUDE @var{filename}
4422 @end example
4423
4424 @noindent
4425 The source text to be included is identified by @var{filename},
4426 which is a literal GNU Fortran character constant.
4427 The meaning and interpretation of @var{filename} depends on the
4428 implementation, but typically is a filename.
4429
4430 (@code{g77} treats it as a filename that it searches for
4431 in the current directory and/or directories specified
4432 via the @samp{-I} command-line option.)
4433
4434 The effect of the @code{INCLUDE} directive is as if the
4435 included text directly replaced the directive in the source
4436 file prior to interpretation of the program.
4437 Included text may itself use @code{INCLUDE}.
4438 The depth of nested @code{INCLUDE} references depends on
4439 the implementation, but typically is a positive integer.
4440
4441 This virtual replacement treats the statements and @code{INCLUDE}
4442 directives in the included text as syntactically distinct from
4443 those in the including text.
4444
4445 Therefore, the first non-comment line of the included text
4446 must not be a continuation line.
4447 The included text must therefore have, after the non-comment
4448 lines, either an initial line (statement), an @code{INCLUDE}
4449 directive, or nothing (the end of the included text).
4450
4451 Similarly, the including text may end the @code{INCLUDE}
4452 directive with a semicolon or the end of the line, but it
4453 cannot follow an @code{INCLUDE} directive at the end of its
4454 line with a continuation line.
4455 Thus, the last statement in an included text may not be
4456 continued.
4457
4458 Any statements between two @code{INCLUDE} directives on the
4459 same line are treated as if they appeared in between the
4460 respective included texts.
4461 For example:
4462
4463 @smallexample
4464 INCLUDE 'A'; PRINT *, 'B'; INCLUDE 'C'; END PROGRAM
4465 @end smallexample
4466
4467 @noindent
4468 If the text included by @samp{INCLUDE 'A'} constitutes
4469 a @samp{PRINT *, 'A'} statement and the text included by
4470 @samp{INCLUDE 'C'} constitutes a @samp{PRINT *, 'C'} statement,
4471 then the output of the above sample program would be
4472
4473 @example
4474 A
4475 B
4476 C
4477 @end example
4478
4479 @noindent
4480 (with suitable allowances for how an implementation defines
4481 its handling of output).
4482
4483 Included text must not include itself directly or indirectly,
4484 regardless of whether the @var{filename} used to reference
4485 the text is the same.
4486
4487 Note that @code{INCLUDE} is @emph{not} a statement.
4488 As such, it is neither a non-executable or executable
4489 statement.
4490 However, if the text it includes constitutes one or more
4491 executable statements, then the placement of @code{INCLUDE}
4492 is subject to effectively the same restrictions as those
4493 on executable statements.
4494
4495 An @code{INCLUDE} directive may be continued across multiple
4496 lines as if it were a statement.
4497 This permits long names to be used for @var{filename}.
4498
4499 @node Cpp-style directives
4500 @subsection Cpp-style directives
4501 @cindex #
4502 @cindex preprocessor
4503
4504 @code{cpp} output-style @code{#} directives
4505 (@pxref{C Preprocessor Output,,, cpp, The C Preprocessor})
4506 are recognized by the compiler even
4507 when the preprocessor isn't run on the input (as it is when compiling
4508 @samp{.F} files).  (Note the distinction between these @code{cpp}
4509 @code{#} @emph{output} directives and @code{#line} @emph{input}
4510 directives.)
4511
4512 @node Data Types and Constants
4513 @section Data Types and Constants
4514
4515 (The following information augments or overrides the information in
4516 Chapter 4 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77 in specifying the GNU Fortran
4517 language.
4518 Chapter 4 of that document otherwise serves as the basis
4519 for the relevant aspects of GNU Fortran.)
4520
4521 To more concisely express the appropriate types for
4522 entities, this document uses the more concise
4523 Fortran 90 nomenclature such as @code{INTEGER(KIND=1)}
4524 instead of the more traditional, but less portably concise,
4525 byte-size-based nomenclature such as @code{INTEGER*4},
4526 wherever reasonable.
4527
4528 When referring to generic types---in contexts where the
4529 specific precision and range of a type are not important---this
4530 document uses the generic type names @code{INTEGER}, @code{LOGICAL},
4531 @code{REAL}, @code{COMPLEX}, and @code{CHARACTER}.
4532
4533 In some cases, the context requires specification of a
4534 particular type.
4535 This document uses the @samp{KIND=} notation to accomplish
4536 this throughout, sometimes supplying the more traditional
4537 notation for clarification, though the traditional notation
4538 might not work the same way on all GNU Fortran implementations.
4539
4540 Use of @samp{KIND=} makes this document more concise because
4541 @code{g77} is able to define values for @samp{KIND=} that
4542 have the same meanings on all systems, due to the way the
4543 Fortran 90 standard specifies these values are to be used.
4544
4545 (In particular, that standard permits an implementation to
4546 arbitrarily assign nonnegative values.
4547 There are four distinct sets of assignments: one to the @code{CHARACTER}
4548 type; one to the @code{INTEGER} type; one to the @code{LOGICAL} type;
4549 and the fourth to both the @code{REAL} and @code{COMPLEX} types.
4550 Implementations are free to assign these values in any order,
4551 leave gaps in the ordering of assignments, and assign more than
4552 one value to a representation.)
4553
4554 This makes @samp{KIND=} values superior to the values used
4555 in non-standard statements such as @samp{INTEGER*4}, because
4556 the meanings of the values in those statements vary from machine
4557 to machine, compiler to compiler, even operating system to
4558 operating system.
4559
4560 However, use of @samp{KIND=} is @emph{not} generally recommended
4561 when writing portable code (unless, for example, the code is
4562 going to be compiled only via @code{g77}, which is a widely
4563 ported compiler).
4564 GNU Fortran does not yet have adequate language constructs to
4565 permit use of @samp{KIND=} in a fashion that would make the
4566 code portable to Fortran 90 implementations; and, this construct
4567 is known to @emph{not} be accepted by many popular FORTRAN 77
4568 implementations, so it cannot be used in code that is to be ported
4569 to those.
4570
4571 The distinction here is that this document is able to use
4572 specific values for @samp{KIND=} to concisely document the
4573 types of various operations and operands.
4574
4575 A Fortran program should use the FORTRAN 77 designations for the
4576 appropriate GNU Fortran types---such as @code{INTEGER} for
4577 @code{INTEGER(KIND=1)}, @code{REAL} for @code{REAL(KIND=1)},
4578 and @code{DOUBLE COMPLEX} for @code{COMPLEX(KIND=2)}---and,
4579 where no such designations exist, make use of appropriate
4580 techniques (preprocessor macros, parameters, and so on)
4581 to specify the types in a fashion that may be easily adjusted
4582 to suit each particular implementation to which the program
4583 is ported.
4584 (These types generally won't need to be adjusted for ports of
4585 @code{g77}.)
4586
4587 Further details regarding GNU Fortran data types and constants
4588 are provided below.
4589
4590 @menu
4591 * Types::
4592 * Constants::
4593 * Integer Type::
4594 * Character Type::
4595 @end menu
4596
4597 @node Types
4598 @subsection Data Types
4599
4600 (Corresponds to Section 4.1 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77.)
4601
4602 GNU Fortran supports these types:
4603
4604 @enumerate
4605 @item
4606 Integer (generic type @code{INTEGER})
4607
4608 @item
4609 Real (generic type @code{REAL})
4610
4611 @item
4612 Double precision
4613
4614 @item
4615 Complex (generic type @code{COMPLEX})
4616
4617 @item
4618 Logical (generic type @code{LOGICAL})
4619
4620 @item
4621 Character (generic type @code{CHARACTER})
4622
4623 @item
4624 Double Complex
4625 @end enumerate
4626
4627 (The types numbered 1 through 6 above are standard FORTRAN 77 types.)
4628
4629 The generic types shown above are referred to in this document
4630 using only their generic type names.
4631 Such references usually indicate that any specific type (kind)
4632 of that generic type is valid.
4633
4634 For example, a context described in this document as accepting
4635 the @code{COMPLEX} type also is likely to accept the
4636 @code{DOUBLE COMPLEX} type.
4637
4638 The GNU Fortran language supports three ways to specify
4639 a specific kind of a generic type.
4640
4641 @menu
4642 * Double Notation::  As in @code{DOUBLE COMPLEX}.
4643 * Star Notation::    As in @code{INTEGER*4}.
4644 * Kind Notation::    As in @code{INTEGER(KIND=1)}.
4645 @end menu
4646
4647 @node Double Notation
4648 @subsubsection Double Notation
4649
4650 The GNU Fortran language supports two uses of the keyword
4651 @code{DOUBLE} to specify a specific kind of type:
4652
4653 @itemize @bullet
4654 @item
4655 @code{DOUBLE PRECISION}, equivalent to @code{REAL(KIND=2)}
4656
4657 @item
4658 @code{DOUBLE COMPLEX}, equivalent to @code{COMPLEX(KIND=2)}
4659 @end itemize
4660
4661 Use one of the above forms where a type name is valid.
4662
4663 While use of this notation is popular, it doesn't scale
4664 well in a language or dialect rich in intrinsic types,
4665 as is the case for the GNU Fortran language (especially
4666 planned future versions of it).
4667
4668 After all, one rarely sees type names such as @samp{DOUBLE INTEGER},
4669 @samp{QUADRUPLE REAL}, or @samp{QUARTER INTEGER}.
4670 Instead, @code{INTEGER*8}, @code{REAL*16}, and @code{INTEGER*1}
4671 often are substituted for these, respectively, even though they
4672 do not always have the same meanings on all systems.
4673 (And, the fact that @samp{DOUBLE REAL} does not exist as such
4674 is an inconsistency.)
4675
4676 Therefore, this document uses ``double notation'' only on occasion
4677 for the benefit of those readers who are accustomed to it.
4678
4679 @node Star Notation
4680 @subsubsection Star Notation
4681 @cindex *@var{n} notation
4682
4683 The following notation specifies the storage size for a type:
4684
4685 @smallexample
4686 @var{generic-type}*@var{n}
4687 @end smallexample
4688
4689 @noindent
4690 @var{generic-type} must be a generic type---one of
4691 @code{INTEGER}, @code{REAL}, @code{COMPLEX}, @code{LOGICAL},
4692 or @code{CHARACTER}.
4693 @var{n} must be one or more digits comprising a decimal
4694 integer number greater than zero.
4695
4696 Use the above form where a type name is valid.
4697
4698 The @samp{*@var{n}} notation specifies that the amount of storage
4699 occupied by variables and array elements of that type is @var{n}
4700 times the storage occupied by a @code{CHARACTER*1} variable.
4701
4702 This notation might indicate a different degree of precision and/or
4703 range for such variables and array elements, and the functions that
4704 return values of types using this notation.
4705 It does not limit the precision or range of values of that type
4706 in any particular way---use explicit code to do that.
4707
4708 Further, the GNU Fortran language requires no particular values
4709 for @var{n} to be supported by an implementation via the @samp{*@var{n}}
4710 notation.
4711 @code{g77} supports @code{INTEGER*1} (as @code{INTEGER(KIND=3)})
4712 on all systems, for example,
4713 but not all implementations are required to do so, and @code{g77}
4714 is known to not support @code{REAL*1} on most (or all) systems.
4715
4716 As a result, except for @var{generic-type} of @code{CHARACTER},
4717 uses of this notation should be limited to isolated
4718 portions of a program that are intended to handle system-specific
4719 tasks and are expected to be non-portable.
4720
4721 (Standard FORTRAN 77 supports the @samp{*@var{n}} notation for
4722 only @code{CHARACTER}, where it signifies not only the amount
4723 of storage occupied, but the number of characters in entities
4724 of that type.
4725 However, almost all Fortran compilers have supported this
4726 notation for generic types, though with a variety of meanings
4727 for @var{n}.)
4728
4729 Specifications of types using the @samp{*@var{n}} notation
4730 always are interpreted as specifications of the appropriate
4731 types described in this document using the @samp{KIND=@var{n}}
4732 notation, described below.
4733
4734 While use of this notation is popular, it doesn't serve well
4735 in the context of a widely portable dialect of Fortran, such as
4736 the GNU Fortran language.
4737
4738 For example, even on one particular machine, two or more popular
4739 Fortran compilers might well disagree on the size of a type
4740 declared @code{INTEGER*2} or @code{REAL*16}.
4741 Certainly there
4742 is known to be disagreement over such things among Fortran
4743 compilers on @emph{different} systems.
4744
4745 Further, this notation offers no elegant way to specify sizes
4746 that are not even multiples of the ``byte size'' typically
4747 designated by @code{INTEGER*1}.
4748 Use of ``absurd'' values (such as @code{INTEGER*1000}) would
4749 certainly be possible, but would perhaps be stretching the original
4750 intent of this notation beyond the breaking point in terms
4751 of widespread readability of documentation and code making use
4752 of it.
4753
4754 Therefore, this document uses ``star notation'' only on occasion
4755 for the benefit of those readers who are accustomed to it.
4756
4757 @node Kind Notation
4758 @subsubsection Kind Notation
4759 @cindex KIND= notation
4760
4761 The following notation specifies the kind-type selector of a type:
4762
4763 @smallexample
4764 @var{generic-type}(KIND=@var{n})
4765 @end smallexample
4766
4767 @noindent
4768 Use the above form where a type name is valid.
4769
4770 @var{generic-type} must be a generic type---one of
4771 @code{INTEGER}, @code{REAL}, @code{COMPLEX}, @code{LOGICAL},
4772 or @code{CHARACTER}.
4773 @var{n} must be an integer initialization expression that
4774 is a positive, nonzero value.
4775
4776 Programmers are discouraged from writing these values directly
4777 into their code.
4778 Future versions of the GNU Fortran language will offer
4779 facilities that will make the writing of code portable
4780 to @code{g77} @emph{and} Fortran 90 implementations simpler.
4781
4782 However, writing code that ports to existing FORTRAN 77
4783 implementations depends on avoiding the @samp{KIND=} construct.
4784
4785 The @samp{KIND=} construct is thus useful in the context
4786 of GNU Fortran for two reasons:
4787
4788 @itemize @bullet
4789 @item
4790 It provides a means to specify a type in a fashion that
4791 is portable across all GNU Fortran implementations (though
4792 not other FORTRAN 77 and Fortran 90 implementations).
4793
4794 @item
4795 It provides a sort of Rosetta stone for this document to use
4796 to concisely describe the types of various operations and
4797 operands.
4798 @end itemize
4799
4800 The values of @var{n} in the GNU Fortran language are
4801 assigned using a scheme that:
4802
4803 @itemize @bullet
4804 @item
4805 Attempts to maximize the ability of readers
4806 of this document to quickly familiarize themselves
4807 with assignments for popular types
4808
4809 @item
4810 Provides a unique value for each specific desired
4811 meaning
4812
4813 @item
4814 Provides a means to automatically assign new values so
4815 they have a ``natural'' relationship to existing values,
4816 if appropriate, or, if no such relationship exists, will
4817 not interfere with future values assigned on the basis
4818 of such relationships
4819
4820 @item
4821 Avoids using values that are similar to values used
4822 in the existing, popular @samp{*@var{n}} notation,
4823 to prevent readers from expecting that these implied
4824 correspondences work on all GNU Fortran implementations
4825 @end itemize
4826
4827 The assignment system accomplishes this by assigning
4828 to each ``fundamental meaning'' of a specific type a
4829 unique prime number.
4830 Combinations of fundamental meanings---for example, a type
4831 that is two times the size of some other type---are assigned
4832 values of @var{n} that are the products of the values for
4833 those fundamental meanings.
4834
4835 A prime value of @var{n} is never given more than one fundamental
4836 meaning, to avoid situations where some code or system
4837 cannot reasonably provide those meanings in the form of a
4838 single type.
4839
4840 The values of @var{n} assigned so far are:
4841
4842 @table @code
4843 @item KIND=0
4844 This value is reserved for future use.
4845
4846 The planned future use is for this value to designate,
4847 explicitly, context-sensitive kind-type selection.
4848 For example, the expression @samp{1D0 * 0.1_0} would
4849 be equivalent to @samp{1D0 * 0.1D0}.
4850
4851 @item KIND=1
4852 This corresponds to the default types for
4853 @code{REAL}, @code{INTEGER}, @code{LOGICAL}, @code{COMPLEX},
4854 and @code{CHARACTER}, as appropriate.
4855
4856 These are the ``default'' types described in the Fortran 90 standard,
4857 though that standard does not assign any particular @samp{KIND=}
4858 value to these types.
4859
4860 (Typically, these are @code{REAL*4}, @code{INTEGER*4},
4861 @code{LOGICAL*4}, and @code{COMPLEX*8}.)
4862
4863 @item KIND=2
4864 This corresponds to types that occupy twice as much
4865 storage as the default types.
4866 @code{REAL(KIND=2)} is @code{DOUBLE PRECISION} (typically @code{REAL*8}),
4867 @code{COMPLEX(KIND=2)} is @code{DOUBLE COMPLEX} (typically @code{COMPLEX*16}),
4868
4869 These are the ``double precision'' types described in the Fortran 90
4870 standard,
4871 though that standard does not assign any particular @samp{KIND=}
4872 value to these types.
4873
4874 @var{n} of 4 thus corresponds to types that occupy four times
4875 as much storage as the default types, @var{n} of 8 to types that
4876 occupy eight times as much storage, and so on.
4877
4878 The @code{INTEGER(KIND=2)} and @code{LOGICAL(KIND=2)} types
4879 are not necessarily supported by every GNU Fortran implementation.
4880
4881 @item KIND=3
4882 This corresponds to types that occupy as much
4883 storage as the default @code{CHARACTER} type,
4884 which is the same effective type as @code{CHARACTER(KIND=1)}
4885 (making that type effectively the same as @code{CHARACTER(KIND=3)}).
4886
4887 (Typically, these are @code{INTEGER*1} and @code{LOGICAL*1}.)
4888
4889 @var{n} of 6 thus corresponds to types that occupy twice as
4890 much storage as the @var{n}=3 types, @var{n} of 12 to types
4891 that occupy four times as much storage, and so on.
4892
4893 These are not necessarily supported by every GNU Fortran
4894 implementation.
4895
4896 @item KIND=5
4897 This corresponds to types that occupy half the
4898 storage as the default (@var{n}=1) types.
4899
4900 (Typically, these are @code{INTEGER*2} and @code{LOGICAL*2}.)
4901
4902 @var{n} of 25 thus corresponds to types that occupy one-quarter
4903 as much storage as the default types.
4904
4905 These are not necessarily supported by every GNU Fortran
4906 implementation.
4907
4908 @item KIND=7
4909 @cindex pointers
4910 This is valid only as @code{INTEGER(KIND=7)} and
4911 denotes the @code{INTEGER} type that has the smallest
4912 storage size that holds a pointer on the system.
4913
4914 A pointer representable by this type is capable of uniquely
4915 addressing a @code{CHARACTER*1} variable, array, array element,
4916 or substring.
4917
4918 (Typically this is equivalent to @code{INTEGER*4} or,
4919 on 64-bit systems, @code{INTEGER*8}.
4920 In a compatible C implementation, it typically would
4921 be the same size and semantics of the C type @code{void *}.)
4922 @end table
4923
4924 Note that these are @emph{proposed} correspondences and might change
4925 in future versions of @code{g77}---avoid writing code depending
4926 on them while @code{g77}, and therefore the GNU Fortran language
4927 it defines, is in beta testing.
4928
4929 Values not specified in the above list are reserved to
4930 future versions of the GNU Fortran language.
4931
4932 Implementation-dependent meanings will be assigned new,
4933 unique prime numbers so as to not interfere with other
4934 implementation-dependent meanings, and offer the possibility
4935 of increasing the portability of code depending on such
4936 types by offering support for them in other GNU Fortran
4937 implementations.
4938
4939 Other meanings that might be given unique values are:
4940
4941 @itemize @bullet
4942 @item
4943 Types that make use of only half their storage size for
4944 representing precision and range.
4945
4946 For example, some compilers offer options that cause
4947 @code{INTEGER} types to occupy the amount of storage
4948 that would be needed for @code{INTEGER(KIND=2)} types, but the
4949 range remains that of @code{INTEGER(KIND=1)}.
4950
4951 @item
4952 The IEEE single floating-point type.
4953
4954 @item
4955 Types with a specific bit pattern (endianness), such as the
4956 little-endian form of @code{INTEGER(KIND=1)}.
4957 These could permit, conceptually, use of portable code and
4958 implementations on data files written by existing systems.
4959 @end itemize
4960
4961 Future @emph{prime} numbers should be given meanings in as incremental
4962 a fashion as possible, to allow for flexibility and
4963 expressiveness in combining types.
4964
4965 For example, instead of defining a prime number for little-endian
4966 IEEE doubles, one prime number might be assigned the meaning
4967 ``little-endian'', another the meaning ``IEEE double'', and the
4968 value of @var{n} for a little-endian IEEE double would thus
4969 naturally be the product of those two respective assigned values.
4970 (It could even be reasonable to have IEEE values result from the
4971 products of prime values denoting exponent and fraction sizes
4972 and meanings, hidden bit usage, availability and representations
4973 of special values such as subnormals, infinities, and Not-A-Numbers
4974 (NaNs), and so on.)
4975
4976 This assignment mechanism, while not inherently required for
4977 future versions of the GNU Fortran language, is worth using
4978 because it could ease management of the ``space'' of supported
4979 types much easier in the long run.
4980
4981 The above approach suggests a mechanism for specifying inheritance
4982 of intrinsic (built-in) types for an entire, widely portable
4983 product line.
4984 It is certainly reasonable that, unlike programmers of other languages
4985 offering inheritance mechanisms that employ verbose names for classes
4986 and subclasses, along with graphical browsers to elucidate the
4987 relationships, Fortran programmers would employ
4988 a mechanism that works by multiplying prime numbers together
4989 and finding the prime factors of such products.
4990
4991 Most of the advantages for the above scheme have been explained
4992 above.
4993 One disadvantage is that it could lead to the defining,
4994 by the GNU Fortran language, of some fairly large prime numbers.
4995 This could lead to the GNU Fortran language being declared
4996 ``munitions'' by the United States Department of Defense.
4997
4998 @node Constants
4999 @subsection Constants
5000 @cindex constants
5001 @cindex types, constants
5002
5003 (Corresponds to Section 4.2 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77.)
5004
5005 A @dfn{typeless constant} has one of the following forms:
5006
5007 @smallexample
5008 '@var{binary-digits}'B
5009 '@var{octal-digits}'O
5010 '@var{hexadecimal-digits}'Z
5011 '@var{hexadecimal-digits}'X
5012 @end smallexample
5013
5014 @noindent
5015 @var{binary-digits}, @var{octal-digits}, and @var{hexadecimal-digits}
5016 are nonempty strings of characters in the set @samp{01}, @samp{01234567},
5017 and @samp{0123456789ABCDEFabcdef}, respectively.
5018 (The value for @samp{A} (and @samp{a}) is 10, for @samp{B} and @samp{b}
5019 is 11, and so on.)
5020
5021 A prefix-radix constant, such as @samp{Z'ABCD'}, can optionally be
5022 treated as typeless.  @xref{Fortran Dialect Options,, Options
5023 Controlling Fortran Dialect}, for information on the
5024 @samp{-ftypeless-boz} option.
5025
5026 Typeless constants have values that depend on the context in which
5027 they are used.
5028
5029 All other constants, called @dfn{typed constants}, are interpreted---converted
5030 to internal form---according to their inherent type.
5031 Thus, context is @emph{never} a determining factor for the type, and hence
5032 the interpretation, of a typed constant.
5033 (All constants in the ANSI FORTRAN 77 language are typed constants.)
5034
5035 For example, @samp{1} is always type @code{INTEGER(KIND=1)} in GNU
5036 Fortran (called default INTEGER in Fortran 90),
5037 @samp{9.435784839284958} is always type @code{REAL(KIND=1)} (even if the
5038 additional precision specified is lost, and even when used in a
5039 @code{REAL(KIND=2)} context), @samp{1E0} is always type @code{REAL(KIND=2)},
5040 and @samp{1D0} is always type @code{REAL(KIND=2)}.
5041
5042 @node Integer Type
5043 @subsection Integer Type
5044
5045 (Corresponds to Section 4.3 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77.)
5046
5047 An integer constant also may have one of the following forms:
5048
5049 @smallexample
5050 B'@var{binary-digits}'
5051 O'@var{octal-digits}'
5052 Z'@var{hexadecimal-digits}'
5053 X'@var{hexadecimal-digits}'
5054 @end smallexample
5055
5056 @noindent
5057 @var{binary-digits}, @var{octal-digits}, and @var{hexadecimal-digits}
5058 are nonempty strings of characters in the set @samp{01}, @samp{01234567},
5059 and @samp{0123456789ABCDEFabcdef}, respectively.
5060 (The value for @samp{A} (and @samp{a}) is 10, for @samp{B} and @samp{b}
5061 is 11, and so on.)
5062
5063 @node Character Type
5064 @subsection Character Type
5065
5066 (Corresponds to Section 4.8 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77.)
5067
5068 @cindex double quoted character constants
5069 A character constant may be delimited by a pair of double quotes
5070 (@samp{"}) instead of apostrophes.
5071 In this case, an apostrophe within the constant represents
5072 a single apostrophe, while a double quote is represented in
5073 the source text of the constant by two consecutive double
5074 quotes with no intervening spaces.
5075
5076 @cindex zero-length CHARACTER
5077 @cindex null CHARACTER strings
5078 @cindex empty CHARACTER strings
5079 @cindex strings, empty
5080 @cindex CHARACTER, null
5081 A character constant may be empty (have a length of zero).
5082
5083 A character constant may include a substring specification,
5084 The value of such a constant is the value of the substring---for
5085 example, the value of @samp{'hello'(3:5)} is the same
5086 as the value of @samp{'llo'}.
5087
5088 @node Expressions
5089 @section Expressions
5090
5091 (The following information augments or overrides the information in
5092 Chapter 6 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77 in specifying the GNU Fortran
5093 language.
5094 Chapter 6 of that document otherwise serves as the basis
5095 for the relevant aspects of GNU Fortran.)
5096
5097 @menu
5098 * %LOC()::
5099 @end menu
5100
5101 @node %LOC()
5102 @subsection The @code{%LOC()} Construct
5103 @cindex %LOC() construct
5104
5105 @example
5106 %LOC(@var{arg})
5107 @end example
5108
5109 The @code{%LOC()} construct is an expression
5110 that yields the value of the location of its argument,
5111 @var{arg}, in memory.
5112 The size of the type of the expression depends on the system---typically,
5113 it is equivalent to either @code{INTEGER(KIND=1)} or @code{INTEGER(KIND=2)},
5114 though it is actually type @code{INTEGER(KIND=7)}.
5115
5116 The argument to @code{%LOC()} must be suitable as the
5117 left-hand side of an assignment statement.
5118 That is, it may not be a general expression involving
5119 operators such as addition, subtraction, and so on,
5120 nor may it be a constant.
5121
5122 Use of @code{%LOC()} is recommended only for code that
5123 is accessing facilities outside of GNU Fortran, such as
5124 operating system or windowing facilities.
5125 It is best to constrain such uses to isolated portions of
5126 a program---portions that deal specifically and exclusively
5127 with low-level, system-dependent facilities.
5128 Such portions might well provide a portable interface for
5129 use by the program as a whole, but are themselves not
5130 portable, and should be thoroughly tested each time they
5131 are rebuilt using a new compiler or version of a compiler.
5132
5133 Do not depend on @code{%LOC()} returning a pointer that
5134 can be safely used to @emph{define} (change) the argument.
5135 While this might work in some circumstances, it is hard
5136 to predict whether it will continue to work when a program
5137 (that works using this unsafe behavior)
5138 is recompiled using different command-line options or
5139 a different version of @code{g77}.
5140
5141 Generally, @code{%LOC()} is safe when used as an argument
5142 to a procedure that makes use of the value of the corresponding
5143 dummy argument only during its activation, and only when
5144 such use is restricted to referencing (reading) the value
5145 of the argument to @code{%LOC()}.
5146
5147 @emph{Implementation Note:} Currently, @code{g77} passes
5148 arguments (those not passed using a construct such as @code{%VAL()})
5149 by reference or descriptor, depending on the type of
5150 the actual argument.
5151 Thus, given @samp{INTEGER I}, @samp{CALL FOO(I)} would
5152 seem to mean the same thing as @samp{CALL FOO(%VAL(%LOC(I)))}, and
5153 in fact might compile to identical code.
5154
5155 However, @samp{CALL FOO(%VAL(%LOC(I)))} emphatically means
5156 ``pass, by value, the address of @samp{I} in memory''.
5157 While @samp{CALL FOO(I)} might use that same approach in a
5158 particular version of @code{g77}, another version or compiler
5159 might choose a different implementation, such as copy-in/copy-out,
5160 to effect the desired behavior---and which will therefore not
5161 necessarily compile to the same code as would
5162 @samp{CALL FOO(%VAL(%LOC(I)))}
5163 using the same version or compiler.
5164
5165 @xref{Debugging and Interfacing}, for detailed information on
5166 how this particular version of @code{g77} implements various
5167 constructs.
5168
5169 @node Specification Statements
5170 @section Specification Statements
5171
5172 (The following information augments or overrides the information in
5173 Chapter 8 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77 in specifying the GNU Fortran
5174 language.
5175 Chapter 8 of that document otherwise serves as the basis
5176 for the relevant aspects of GNU Fortran.)
5177
5178 @menu
5179 * NAMELIST::
5180 * DOUBLE COMPLEX::
5181 @end menu
5182
5183 @node NAMELIST
5184 @subsection @code{NAMELIST} Statement
5185 @cindex NAMELIST statement
5186 @cindex statements, NAMELIST
5187
5188 The @code{NAMELIST} statement, and related I/O constructs, are
5189 supported by the GNU Fortran language in essentially the same
5190 way as they are by @code{f2c}.
5191
5192 This follows Fortran 90 with the restriction that on @code{NAMELIST}
5193 input, subscripts must have the form
5194 @smallexample
5195 @var{subscript} [ @code{:} @var{subscript} [ @code{:} @var{stride}]]
5196 @end smallexample
5197 i.e.@:
5198 @smallexample
5199 &xx x(1:3,8:10:2)=1,2,3,4,5,6/
5200 @end smallexample
5201 is allowed, but not, say,
5202 @smallexample
5203 &xx x(:3,8::2)=1,2,3,4,5,6/
5204 @end smallexample
5205
5206 As an extension of the Fortran 90 form, @code{$} and @code{$END} may be
5207 used in place of @code{&} and @code{/} in @code{NAMELIST} input, so that
5208 @smallexample
5209 $&xx x(1:3,8:10:2)=1,2,3,4,5,6 $end
5210 @end smallexample
5211 could be used instead of the example above.
5212
5213 @node DOUBLE COMPLEX
5214 @subsection @code{DOUBLE COMPLEX} Statement
5215 @cindex DOUBLE COMPLEX
5216
5217 @code{DOUBLE COMPLEX} is a type-statement (and type) that
5218 specifies the type @code{COMPLEX(KIND=2)} in GNU Fortran.
5219
5220 @node Control Statements
5221 @section Control Statements
5222
5223 (The following information augments or overrides the information in
5224 Chapter 11 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77 in specifying the GNU Fortran
5225 language.
5226 Chapter 11 of that document otherwise serves as the basis
5227 for the relevant aspects of GNU Fortran.)
5228
5229 @menu
5230 * DO WHILE::
5231 * END DO::
5232 * Construct Names::
5233 * CYCLE and EXIT::
5234 @end menu
5235
5236 @node DO WHILE
5237 @subsection DO WHILE
5238 @cindex DO WHILE
5239 @cindex DO
5240 @cindex MIL-STD 1753
5241
5242 The @code{DO WHILE} statement, a feature of both the MIL-STD 1753 and
5243 Fortran 90 standards, is provided by the GNU Fortran language.
5244 The Fortran 90 ``do forever'' statement comprising just @code{DO} is
5245 also supported.
5246
5247 @node END DO
5248 @subsection END DO
5249 @cindex END DO
5250 @cindex MIL-STD 1753
5251
5252 The @code{END DO} statement is provided by the GNU Fortran language.
5253
5254 This statement is used in one of two ways:
5255
5256 @itemize @bullet
5257 @item
5258 The Fortran 90 meaning, in which it specifies the termination
5259 point of a single @code{DO} loop started with a @code{DO} statement
5260 that specifies no termination label.
5261
5262 @item
5263 The MIL-STD 1753 meaning, in which it specifies the termination
5264 point of one or more @code{DO} loops, all of which start with a
5265 @code{DO} statement that specify the label defined for the
5266 @code{END DO} statement.
5267
5268 This kind of @code{END DO} statement is merely a synonym for
5269 @code{CONTINUE}, except it is permitted only when the statement
5270 is labeled and a target of one or more labeled @code{DO} loops.
5271
5272 It is expected that this use of @code{END DO} will be removed from
5273 the GNU Fortran language in the future, though it is likely that
5274 it will long be supported by @code{g77} as a dialect form.
5275 @end itemize
5276
5277 @node Construct Names
5278 @subsection Construct Names
5279 @cindex construct names
5280
5281 The GNU Fortran language supports construct names as defined
5282 by the Fortran 90 standard.
5283 These names are local to the program unit and are defined
5284 as follows:
5285
5286 @smallexample
5287 @var{construct-name}: @var{block-statement}
5288 @end smallexample
5289
5290 @noindent
5291 Here, @var{construct-name} is the construct name itself;
5292 its definition is connoted by the single colon (@samp{:}); and
5293 @var{block-statement} is an @code{IF}, @code{DO},
5294 or @code{SELECT CASE} statement that begins a block.
5295
5296 A block that is given a construct name must also specify the
5297 same construct name in its termination statement:
5298
5299 @example
5300 END @var{block} @var{construct-name}
5301 @end example
5302
5303 @noindent
5304 Here, @var{block} must be @code{IF}, @code{DO}, or @code{SELECT},
5305 as appropriate.
5306
5307 @node CYCLE and EXIT
5308 @subsection The @code{CYCLE} and @code{EXIT} Statements
5309
5310 @cindex CYCLE statement
5311 @cindex EXIT statement
5312 @cindex statements, CYCLE
5313 @cindex statements, EXIT
5314 The @code{CYCLE} and @code{EXIT} statements specify that
5315 the remaining statements in the current iteration of a
5316 particular active (enclosing) @code{DO} loop are to be skipped.
5317
5318 @code{CYCLE} specifies that these statements are skipped,
5319 but the @code{END DO} statement that marks the end of the
5320 @code{DO} loop be executed---that is, the next iteration,
5321 if any, is to be started.
5322 If the statement marking the end of the @code{DO} loop is
5323 not @code{END DO}---in other words, if the loop is not
5324 a block @code{DO}---the @code{CYCLE} statement does not
5325 execute that statement, but does start the next iteration (if any).
5326
5327 @code{EXIT} specifies that the loop specified by the
5328 @code{DO} construct is terminated.
5329
5330 The @code{DO} loop affected by @code{CYCLE} and @code{EXIT}
5331 is the innermost enclosing @code{DO} loop when the following
5332 forms are used:
5333
5334 @example
5335 CYCLE
5336 EXIT
5337 @end example
5338
5339 Otherwise, the following forms specify the construct name
5340 of the pertinent @code{DO} loop:
5341
5342 @example
5343 CYCLE @var{construct-name}
5344 EXIT @var{construct-name}
5345 @end example
5346
5347 @code{CYCLE} and @code{EXIT} can be viewed as glorified @code{GO TO}
5348 statements.
5349 However, they cannot be easily thought of as @code{GO TO} statements
5350 in obscure cases involving FORTRAN 77 loops.
5351 For example:
5352
5353 @smallexample
5354       DO 10 I = 1, 5
5355       DO 10 J = 1, 5
5356          IF (J .EQ. 5) EXIT
5357       DO 10 K = 1, 5
5358          IF (K .EQ. 3) CYCLE
5359 10    PRINT *, 'I=', I, ' J=', J, ' K=', K
5360 20    CONTINUE
5361 @end smallexample
5362
5363 @noindent
5364 In particular, neither the @code{EXIT} nor @code{CYCLE} statements
5365 above are equivalent to a @code{GO TO} statement to either label
5366 @samp{10} or @samp{20}.
5367
5368 To understand the effect of @code{CYCLE} and @code{EXIT} in the
5369 above fragment, it is helpful to first translate it to its equivalent
5370 using only block @code{DO} loops:
5371
5372 @smallexample
5373       DO I = 1, 5
5374          DO J = 1, 5
5375             IF (J .EQ. 5) EXIT
5376             DO K = 1, 5
5377                IF (K .EQ. 3) CYCLE
5378 10             PRINT *, 'I=', I, ' J=', J, ' K=', K
5379             END DO
5380          END DO
5381       END DO
5382 20    CONTINUE
5383 @end smallexample
5384
5385 Adding new labels allows translation of @code{CYCLE} and @code{EXIT}
5386 to @code{GO TO} so they may be more easily understood by programmers
5387 accustomed to FORTRAN coding:
5388
5389 @smallexample
5390       DO I = 1, 5
5391          DO J = 1, 5
5392             IF (J .EQ. 5) GOTO 18
5393             DO K = 1, 5
5394                IF (K .EQ. 3) GO TO 12
5395 10             PRINT *, 'I=', I, ' J=', J, ' K=', K
5396 12          END DO
5397          END DO
5398 18    END DO
5399 20    CONTINUE
5400 @end smallexample
5401
5402 @noindent
5403 Thus, the @code{CYCLE} statement in the innermost loop skips over
5404 the @code{PRINT} statement as it begins the next iteration of the
5405 loop, while the @code{EXIT} statement in the middle loop ends that
5406 loop but @emph{not} the outermost loop.
5407
5408 @node Functions and Subroutines
5409 @section Functions and Subroutines
5410
5411 (The following information augments or overrides the information in
5412 Chapter 15 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77 in specifying the GNU Fortran
5413 language.
5414 Chapter 15 of that document otherwise serves as the basis
5415 for the relevant aspects of GNU Fortran.)
5416
5417 @menu
5418 * %VAL()::
5419 * %REF()::
5420 * %DESCR()::
5421 * Generics and Specifics::
5422 * REAL() and AIMAG() of Complex::
5423 * CMPLX() of DOUBLE PRECISION::
5424 * MIL-STD 1753::
5425 * f77/f2c Intrinsics::
5426 * Table of Intrinsic Functions::
5427 @end menu
5428
5429 @node %VAL()
5430 @subsection The @code{%VAL()} Construct
5431 @cindex %VAL() construct
5432
5433 @example
5434 %VAL(@var{arg})
5435 @end example
5436
5437 The @code{%VAL()} construct specifies that an argument,
5438 @var{arg}, is to be passed by value, instead of by reference
5439 or descriptor.
5440
5441 @code{%VAL()} is restricted to actual arguments in
5442 invocations of external procedures.
5443
5444 Use of @code{%VAL()} is recommended only for code that
5445 is accessing facilities outside of GNU Fortran, such as
5446 operating system or windowing facilities.
5447 It is best to constrain such uses to isolated portions of
5448 a program---portions the deal specifically and exclusively
5449 with low-level, system-dependent facilities.
5450 Such portions might well provide a portable interface for
5451 use by the program as a whole, but are themselves not
5452 portable, and should be thoroughly tested each time they
5453 are rebuilt using a new compiler or version of a compiler.
5454
5455 @emph{Implementation Note:} Currently, @code{g77} passes
5456 all arguments either by reference or by descriptor.
5457
5458 Thus, use of @code{%VAL()} tends to be restricted to cases
5459 where the called procedure is written in a language other
5460 than Fortran that supports call-by-value semantics.
5461 (C is an example of such a language.)
5462
5463 @xref{Procedures,,Procedures (SUBROUTINE and FUNCTION)},
5464 for detailed information on
5465 how this particular version of @code{g77} passes arguments
5466 to procedures.
5467
5468 @node %REF()
5469 @subsection The @code{%REF()} Construct
5470 @cindex %REF() construct
5471
5472 @example
5473 %REF(@var{arg})
5474 @end example
5475
5476 The @code{%REF()} construct specifies that an argument,
5477 @var{arg}, is to be passed by reference, instead of by
5478 value or descriptor.
5479
5480 @code{%REF()} is restricted to actual arguments in
5481 invocations of external procedures.
5482
5483 Use of @code{%REF()} is recommended only for code that
5484 is accessing facilities outside of GNU Fortran, such as
5485 operating system or windowing facilities.
5486 It is best to constrain such uses to isolated portions of
5487 a program---portions the deal specifically and exclusively
5488 with low-level, system-dependent facilities.
5489 Such portions might well provide a portable interface for
5490 use by the program as a whole, but are themselves not
5491 portable, and should be thoroughly tested each time they
5492 are rebuilt using a new compiler or version of a compiler.
5493
5494 Do not depend on @code{%REF()} supplying a pointer to the
5495 procedure being invoked.
5496 While that is a likely implementation choice, other
5497 implementation choices are available that preserve Fortran
5498 pass-by-reference semantics without passing a pointer to
5499 the argument, @var{arg}.
5500 (For example, a copy-in/copy-out implementation.)
5501
5502 @emph{Implementation Note:} Currently, @code{g77} passes
5503 all arguments
5504 (other than variables and arrays of type @code{CHARACTER})
5505 by reference.
5506 Future versions of, or dialects supported by, @code{g77} might
5507 not pass @code{CHARACTER} functions by reference.
5508
5509 Thus, use of @code{%REF()} tends to be restricted to cases
5510 where @var{arg} is type @code{CHARACTER} but the called
5511 procedure accesses it via a means other than the method
5512 used for Fortran @code{CHARACTER} arguments.
5513
5514 @xref{Procedures,,Procedures (SUBROUTINE and FUNCTION)}, for detailed information on
5515 how this particular version of @code{g77} passes arguments
5516 to procedures.
5517
5518 @node %DESCR()
5519 @subsection The @code{%DESCR()} Construct
5520 @cindex %DESCR() construct
5521
5522 @example
5523 %DESCR(@var{arg})
5524 @end example
5525
5526 The @code{%DESCR()} construct specifies that an argument,
5527 @var{arg}, is to be passed by descriptor, instead of by
5528 value or reference.
5529
5530 @code{%DESCR()} is restricted to actual arguments in
5531 invocations of external procedures.
5532
5533 Use of @code{%DESCR()} is recommended only for code that
5534 is accessing facilities outside of GNU Fortran, such as
5535 operating system or windowing facilities.
5536 It is best to constrain such uses to isolated portions of
5537 a program---portions the deal specifically and exclusively
5538 with low-level, system-dependent facilities.
5539 Such portions might well provide a portable interface for
5540 use by the program as a whole, but are themselves not
5541 portable, and should be thoroughly tested each time they
5542 are rebuilt using a new compiler or version of a compiler.
5543
5544 Do not depend on @code{%DESCR()} supplying a pointer
5545 and/or a length passed by value
5546 to the procedure being invoked.
5547 While that is a likely implementation choice, other
5548 implementation choices are available that preserve the
5549 pass-by-reference semantics without passing a pointer to
5550 the argument, @var{arg}.
5551 (For example, a copy-in/copy-out implementation.)
5552 And, future versions of @code{g77} might change the
5553 way descriptors are implemented, such as passing a
5554 single argument pointing to a record containing the
5555 pointer/length information instead of passing that same
5556 information via two arguments as it currently does.
5557
5558 @emph{Implementation Note:} Currently, @code{g77} passes
5559 all variables and arrays of type @code{CHARACTER}
5560 by descriptor.
5561 Future versions of, or dialects supported by, @code{g77} might
5562 pass @code{CHARACTER} functions by descriptor as well.
5563
5564 Thus, use of @code{%DESCR()} tends to be restricted to cases
5565 where @var{arg} is not type @code{CHARACTER} but the called
5566 procedure accesses it via a means similar to the method
5567 used for Fortran @code{CHARACTER} arguments.
5568
5569 @xref{Procedures,,Procedures (SUBROUTINE and FUNCTION)}, for detailed information on
5570 how this particular version of @code{g77} passes arguments
5571 to procedures.
5572
5573 @node Generics and Specifics
5574 @subsection Generics and Specifics
5575 @cindex generic intrinsics
5576 @cindex intrinsics, generic
5577
5578 The ANSI FORTRAN 77 language defines generic and specific
5579 intrinsics.
5580 In short, the distinctions are:
5581
5582 @itemize @bullet
5583 @item
5584 @emph{Specific} intrinsics have
5585 specific types for their arguments and a specific return
5586 type.
5587
5588 @item
5589 @emph{Generic} intrinsics are treated,
5590 on a case-by-case basis in the program's source code,
5591 as one of several possible specific intrinsics.
5592
5593 Typically, a generic intrinsic has a return type that
5594 is determined by the type of one or more of its arguments.
5595 @end itemize
5596
5597 The GNU Fortran language generalizes these concepts somewhat,
5598 especially by providing intrinsic subroutines and generic
5599 intrinsics that are treated as either a specific intrinsic subroutine
5600 or a specific intrinsic function (e.g. @code{SECOND}).
5601
5602 However, GNU Fortran avoids generalizing this concept to
5603 the point where existing code would be accepted as meaning
5604 something possibly different than what was intended.
5605
5606 For example, @code{ABS} is a generic intrinsic, so all working
5607 code written using @code{ABS} of an @code{INTEGER} argument
5608 expects an @code{INTEGER} return value.
5609 Similarly, all such code expects that @code{ABS} of an @code{INTEGER*2}
5610 argument returns an @code{INTEGER*2} return value.
5611
5612 Yet, @code{IABS} is a @emph{specific} intrinsic that accepts only
5613 an @code{INTEGER(KIND=1)} argument.
5614 Code that passes something other than an @code{INTEGER(KIND=1)}
5615 argument to @code{IABS} is not valid GNU Fortran code, because
5616 it is not clear what the author intended.
5617
5618 For example, if @samp{J} is @code{INTEGER(KIND=6)}, @samp{IABS(J)}
5619 is not defined by the GNU Fortran language, because the programmer
5620 might have used that construct to mean any of the following, subtly
5621 different, things:
5622
5623 @itemize @bullet
5624 @item
5625 Convert @samp{J} to @code{INTEGER(KIND=1)} first
5626 (as if @samp{IABS(INT(J))} had been written).
5627
5628 @item
5629 Convert the result of the intrinsic to @code{INTEGER(KIND=1)}
5630 (as if @samp{INT(ABS(J))} had been written).
5631
5632 @item
5633 No conversion (as if @samp{ABS(J)} had been written).
5634 @end itemize
5635
5636 The distinctions matter especially when types and values wider than
5637 @code{INTEGER(KIND=1)} (such as @code{INTEGER(KIND=2)}), or when
5638 operations performing more ``arithmetic'' than absolute-value, are involved.
5639
5640 The following sample program is not a valid GNU Fortran program, but
5641 might be accepted by other compilers.
5642 If so, the output is likely to be revealing in terms of how a given
5643 compiler treats intrinsics (that normally are specific) when they
5644 are given arguments that do not conform to their stated requirements:
5645
5646 @cindex JCB002 program
5647 @smallexample
5648       PROGRAM JCB002
5649 C Version 1:
5650 C Modified 1999-02-15 (Burley) to delete my email address.
5651 C Modified 1997-05-21 (Burley) to accommodate compilers that implement
5652 C INT(I1-I2) as INT(I1)-INT(I2) given INTEGER*2 I1,I2.
5653 C
5654 C Version 0:
5655 C Written by James Craig Burley 1997-02-20.
5656 C
5657 C Purpose:
5658 C Determine how compilers handle non-standard IDIM
5659 C on INTEGER*2 operands, which presumably can be
5660 C extrapolated into understanding how the compiler
5661 C generally treats specific intrinsics that are passed
5662 C arguments not of the correct types.
5663 C
5664 C If your compiler implements INTEGER*2 and INTEGER
5665 C as the same type, change all INTEGER*2 below to
5666 C INTEGER*1.
5667 C
5668       INTEGER*2 I0, I4
5669       INTEGER I1, I2, I3
5670       INTEGER*2 ISMALL, ILARGE
5671       INTEGER*2 ITOOLG, ITWO
5672       INTEGER*2 ITMP
5673       LOGICAL L2, L3, L4
5674 C
5675 C Find smallest INTEGER*2 number.
5676 C
5677       ISMALL=0
5678  10   I0 = ISMALL-1
5679       IF ((I0 .GE. ISMALL) .OR. (I0+1 .NE. ISMALL)) GOTO 20
5680       ISMALL = I0
5681       GOTO 10
5682  20   CONTINUE
5683 C
5684 C Find largest INTEGER*2 number.
5685 C
5686       ILARGE=0
5687  30   I0 = ILARGE+1
5688       IF ((I0 .LE. ILARGE) .OR. (I0-1 .NE. ILARGE)) GOTO 40
5689       ILARGE = I0
5690       GOTO 30
5691  40   CONTINUE
5692 C
5693 C Multiplying by two adds stress to the situation.
5694 C
5695       ITWO = 2
5696 C
5697 C Need a number that, added to -2, is too wide to fit in I*2.
5698 C
5699       ITOOLG = ISMALL
5700 C
5701 C Use IDIM the straightforward way.
5702 C
5703       I1 = IDIM (ILARGE, ISMALL) * ITWO + ITOOLG
5704 C
5705 C Calculate result for first interpretation.
5706 C
5707       I2 = (INT (ILARGE) - INT (ISMALL)) * ITWO + ITOOLG
5708 C
5709 C Calculate result for second interpretation.
5710 C
5711       ITMP = ILARGE - ISMALL
5712       I3 = (INT (ITMP)) * ITWO + ITOOLG
5713 C
5714 C Calculate result for third interpretation.
5715 C
5716       I4 = (ILARGE - ISMALL) * ITWO + ITOOLG
5717 C
5718 C Print results.
5719 C
5720       PRINT *, 'ILARGE=', ILARGE
5721       PRINT *, 'ITWO=', ITWO
5722       PRINT *, 'ITOOLG=', ITOOLG
5723       PRINT *, 'ISMALL=', ISMALL
5724       PRINT *, 'I1=', I1
5725       PRINT *, 'I2=', I2
5726       PRINT *, 'I3=', I3
5727       PRINT *, 'I4=', I4
5728       PRINT *
5729       L2 = (I1 .EQ. I2)
5730       L3 = (I1 .EQ. I3)
5731       L4 = (I1 .EQ. I4)
5732       IF (L2 .AND. .NOT.L3 .AND. .NOT.L4) THEN
5733          PRINT *, 'Interp 1: IDIM(I*2,I*2) => IDIM(INT(I*2),INT(I*2))'
5734          STOP
5735       END IF
5736       IF (L3 .AND. .NOT.L2 .AND. .NOT.L4) THEN
5737          PRINT *, 'Interp 2: IDIM(I*2,I*2) => INT(DIM(I*2,I*2))'
5738          STOP
5739       END IF
5740       IF (L4 .AND. .NOT.L2 .AND. .NOT.L3) THEN
5741          PRINT *, 'Interp 3: IDIM(I*2,I*2) => DIM(I*2,I*2)'
5742          STOP
5743       END IF
5744       PRINT *, 'Results need careful analysis.'
5745       END
5746 @end smallexample
5747
5748 No future version of the GNU Fortran language
5749 will likely permit specific intrinsic invocations with wrong-typed
5750 arguments (such as @code{IDIM} in the above example), since
5751 it has been determined that disagreements exist among
5752 many production compilers on the interpretation of
5753 such invocations.
5754 These disagreements strongly suggest that Fortran programmers,
5755 and certainly existing Fortran programs, disagree about the
5756 meaning of such invocations.
5757
5758 The first version of @code{JCB002} didn't accommodate some compilers'
5759 treatment of @samp{INT(I1-I2)} where @samp{I1} and @samp{I2} are
5760 @code{INTEGER*2}.
5761 In such a case, these compilers apparently convert both
5762 operands to @code{INTEGER*4} and then do an @code{INTEGER*4} subtraction,
5763 instead of doing an @code{INTEGER*2} subtraction on the
5764 original values in @samp{I1} and @samp{I2}.
5765
5766 However, the results of the careful analyses done on the outputs
5767 of programs compiled by these various compilers show that they
5768 all implement either @samp{Interp 1} or @samp{Interp 2} above.
5769
5770 Specifically, it is believed that the new version of @code{JCB002}
5771 above will confirm that:
5772
5773 @itemize @bullet
5774 @item
5775 Digital Semiconductor (``DEC'') Alpha OSF/1, HP-UX 10.0.1, AIX 3.2.5
5776 @code{f77} compilers all implement @samp{Interp 1}.
5777
5778 @item
5779 IRIX 5.3 @code{f77} compiler implements @samp{Interp 2}.
5780
5781 @item
5782 Solaris 2.5, SunOS 4.1.3, DECstation ULTRIX 4.3,
5783 and IRIX 6.1 @code{f77} compilers all implement @samp{Interp 3}.
5784 @end itemize
5785
5786 If you get different results than the above for the stated
5787 compilers, or have results for other compilers that might be
5788 worth adding to the above list, please let us know the details
5789 (compiler product, version, machine, results, and so on).
5790
5791 @node REAL() and AIMAG() of Complex
5792 @subsection @code{REAL()} and @code{AIMAG()} of Complex
5793 @cindex @code{Real} intrinsic
5794 @cindex intrinsics, @code{Real}
5795 @cindex @code{AImag} intrinsic
5796 @cindex intrinsics, @code{AImag}
5797
5798 The GNU Fortran language disallows @code{REAL(@var{expr})}
5799 and @code{AIMAG(@var{expr})},
5800 where @var{expr} is any @code{COMPLEX} type other than @code{COMPLEX(KIND=1)},
5801 except when they are used in the following way:
5802
5803 @example
5804 REAL(REAL(@var{expr}))
5805 REAL(AIMAG(@var{expr}))
5806 @end example
5807
5808 @noindent
5809 The above forms explicitly specify that the desired effect
5810 is to convert the real or imaginary part of @var{expr}, which might
5811 be some @code{REAL} type other than @code{REAL(KIND=1)},
5812 to type @code{REAL(KIND=1)},
5813 and have that serve as the value of the expression.
5814
5815 The GNU Fortran language offers clearly named intrinsics to extract the
5816 real and imaginary parts of a complex entity without any
5817 conversion:
5818
5819 @example
5820 REALPART(@var{expr})
5821 IMAGPART(@var{expr})
5822 @end example
5823
5824 To express the above using typical extended FORTRAN 77,
5825 use the following constructs
5826 (when @var{expr} is @code{COMPLEX(KIND=2)}):
5827
5828 @example
5829 DBLE(@var{expr})
5830 DIMAG(@var{expr})
5831 @end example
5832
5833 The FORTRAN 77 language offers no way
5834 to explicitly specify the real and imaginary parts of a complex expression of
5835 arbitrary type, apparently as a result of requiring support for
5836 only one @code{COMPLEX} type (@code{COMPLEX(KIND=1)}).
5837 The concepts of converting an expression to type @code{REAL(KIND=1)} and
5838 of extracting the real part of a complex expression were
5839 thus ``smooshed'' by FORTRAN 77 into a single intrinsic, since
5840 they happened to have the exact same effect in that language
5841 (due to having only one @code{COMPLEX} type).
5842
5843 @emph{Note:} When @samp{-ff90} is in effect,
5844 @code{g77} treats @samp{REAL(@var{expr})}, where @var{expr} is of
5845 type @code{COMPLEX}, as @samp{REALPART(@var{expr})},
5846 whereas with @samp{-fugly-complex -fno-f90} in effect, it is
5847 treated as @samp{REAL(REALPART(@var{expr}))}.
5848
5849 @xref{Ugly Complex Part Extraction}, for more information.
5850
5851 @node CMPLX() of DOUBLE PRECISION
5852 @subsection @code{CMPLX()} of @code{DOUBLE PRECISION}
5853 @cindex @code{Cmplx} intrinsic
5854 @cindex intrinsics, @code{Cmplx}
5855
5856 In accordance with Fortran 90 and at least some (perhaps all)
5857 other compilers, the GNU Fortran language defines @code{CMPLX()}
5858 as always returning a result that is type @code{COMPLEX(KIND=1)}.
5859
5860 This means @samp{CMPLX(D1,D2)}, where @samp{D1} and @samp{D2}
5861 are @code{REAL(KIND=2)} (@code{DOUBLE PRECISION}), is treated as:
5862
5863 @example
5864 CMPLX(SNGL(D1), SNGL(D2))
5865 @end example
5866
5867 (It was necessary for Fortran 90 to specify this behavior
5868 for @code{DOUBLE PRECISION} arguments, since that is
5869 the behavior mandated by FORTRAN 77.)
5870
5871 The GNU Fortran language also provides the @code{DCMPLX()} intrinsic,
5872 which is provided by some FORTRAN 77 compilers to construct
5873 a @code{DOUBLE COMPLEX} entity from of @code{DOUBLE PRECISION}
5874 operands.
5875 However, this solution does not scale well when more @code{COMPLEX} types
5876 (having various precisions and ranges) are offered by Fortran implementations.
5877
5878 Fortran 90 extends the @code{CMPLX()} intrinsic by adding
5879 an extra argument used to specify the desired kind of complex
5880 result.
5881 However, this solution is somewhat awkward to use, and
5882 @code{g77} currently does not support it.
5883
5884 The GNU Fortran language provides a simple way to build a complex
5885 value out of two numbers, with the precise type of the value
5886 determined by the types of the two numbers (via the usual
5887 type-promotion mechanism):
5888
5889 @example
5890 COMPLEX(@var{real}, @var{imag})
5891 @end example
5892
5893 When @var{real} and @var{imag} are the same @code{REAL} types, @code{COMPLEX()}
5894 performs no conversion other than to put them together to form a
5895 complex result of the same (complex version of real) type.
5896
5897 @xref{Complex Intrinsic}, for more information.
5898
5899 @node MIL-STD 1753
5900 @subsection MIL-STD 1753 Support
5901 @cindex MIL-STD 1753
5902
5903 The GNU Fortran language includes the MIL-STD 1753 intrinsics
5904 @code{BTEST}, @code{IAND}, @code{IBCLR}, @code{IBITS},
5905 @code{IBSET}, @code{IEOR}, @code{IOR}, @code{ISHFT},
5906 @code{ISHFTC}, @code{MVBITS}, and @code{NOT}.
5907
5908 @node f77/f2c Intrinsics
5909 @subsection @code{f77}/@code{f2c} Intrinsics
5910
5911 The bit-manipulation intrinsics supported by traditional
5912 @code{f77} and by @code{f2c} are available in the GNU Fortran language.
5913 These include @code{AND}, @code{LSHIFT}, @code{OR}, @code{RSHIFT},
5914 and @code{XOR}.
5915
5916 Also supported are the intrinsics @code{CDABS},
5917 @code{CDCOS}, @code{CDEXP}, @code{CDLOG}, @code{CDSIN},
5918 @code{CDSQRT}, @code{DCMPLX}, @code{DCONJG}, @code{DFLOAT},
5919 @code{DIMAG}, @code{DREAL}, and @code{IMAG},
5920 @code{ZABS}, @code{ZCOS}, @code{ZEXP}, @code{ZLOG}, @code{ZSIN},
5921 and @code{ZSQRT}.
5922
5923 @node Table of Intrinsic Functions
5924 @subsection Table of Intrinsic Functions
5925 @cindex intrinsics, table of
5926 @cindex table of intrinsics
5927
5928 (Corresponds to Section 15.10 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77.)
5929
5930 The GNU Fortran language adds various functions, subroutines, types,
5931 and arguments to the set of intrinsic functions in ANSI FORTRAN 77.
5932 The complete set of intrinsics supported by the GNU Fortran language
5933 is described below.
5934
5935 Note that a name is not treated as that of an intrinsic if it is
5936 specified in an @code{EXTERNAL} statement in the same program unit;
5937 if a command-line option is used to disable the groups to which
5938 the intrinsic belongs; or if the intrinsic is not named in an
5939 @code{INTRINSIC} statement and a command-line option is used to
5940 hide the groups to which the intrinsic belongs.
5941
5942 So, it is recommended that any reference in a program unit to
5943 an intrinsic procedure that is not a standard FORTRAN 77
5944 intrinsic be accompanied by an appropriate @code{INTRINSIC}
5945 statement in that program unit.
5946 This sort of defensive programming makes it more
5947 likely that an implementation will issue a diagnostic rather
5948 than generate incorrect code for such a reference.
5949
5950 The terminology used below is based on that of the Fortran 90
5951 standard, so that the text may be more concise and accurate:
5952
5953 @itemize @bullet
5954 @item
5955 @code{OPTIONAL} means the argument may be omitted.
5956
5957 @item
5958 @samp{A-1, A-2, @dots{}, A-n} means more than one argument
5959 (generally named @samp{A}) may be specified.
5960
5961 @item
5962 @samp{scalar} means the argument must not be an array (must
5963 be a variable or array element, or perhaps a constant if expressions
5964 are permitted).
5965
5966 @item
5967 @samp{DIMENSION(4)} means the argument must be an array having 4 elements.
5968
5969 @item
5970 @code{INTENT(IN)} means the argument must be an expression
5971 (such as a constant or a variable that is defined upon invocation
5972 of the intrinsic).
5973
5974 @item
5975 @code{INTENT(OUT)} means the argument must be definable by the
5976 invocation of the intrinsic (that is, must not be a constant nor
5977 an expression involving operators other than array reference and
5978 substring reference).
5979
5980 @item
5981 @code{INTENT(INOUT)} means the argument must be defined prior to,
5982 and definable by, invocation of the intrinsic (a combination of
5983 the requirements of @code{INTENT(IN)} and @code{INTENT(OUT)}.
5984
5985 @item
5986 @xref{Kind Notation}, for an explanation of @code{KIND}.
5987 @end itemize
5988
5989 @ifinfo
5990 (Note that the empty lines appearing in the menu below
5991 are not intentional---they result from a bug in the
5992 GNU @code{makeinfo} program@dots{}a program that, if it
5993 did not exist, would leave this document in far worse shape!)
5994 @end ifinfo
5995
5996 @c The actual documentation for intrinsics comes from
5997 @c intdoc.texi, which in turn is automatically generated
5998 @c from the internal g77 tables in intrin.def _and_ the
5999 @c largely hand-written text in intdoc.h.  So, if you want
6000 @c to change or add to existing documentation on intrinsics,
6001 @c you probably want to edit intdoc.h.
6002 @c
6003 @set familyF77
6004 @set familyGNU
6005 @set familyASC
6006 @set familyMIL
6007 @set familyF90
6008 @clear familyVXT
6009 @clear familyFVZ
6010 @set familyF2C
6011 @set familyF2U
6012 @clear familyBADU77
6013 @include intdoc.texi
6014
6015 @node Scope and Classes of Names
6016 @section Scope and Classes of Symbolic Names
6017 @cindex symbol names, scope and classes
6018 @cindex scope
6019
6020 (The following information augments or overrides the information in
6021 Chapter 18 of ANSI X3.9-1978 FORTRAN 77 in specifying the GNU Fortran
6022 language.
6023 Chapter 18 of that document otherwise serves as the basis
6024 for the relevant aspects of GNU Fortran.)
6025
6026 @menu
6027 * Underscores in Symbol Names::
6028 @end menu
6029
6030 @node Underscores in Symbol Names
6031 @subsection Underscores in Symbol Names
6032 @cindex underscore
6033
6034 Underscores (@samp{_}) are accepted in symbol names after the first
6035 character (which must be a letter).
6036
6037 @node I/O
6038 @section I/O
6039
6040 @cindex dollar sign
6041 A dollar sign at the end of an output format specification suppresses
6042 the newline at the end of the output.
6043
6044 @cindex <> edit descriptor
6045 @cindex edit descriptor, <>
6046 Edit descriptors in @code{FORMAT} statements may contain compile-time
6047 @code{INTEGER} constant expressions in angle brackets, such as
6048 @smallexample
6049 10    FORMAT (I<WIDTH>)
6050 @end smallexample
6051
6052 The @code{OPEN} specifier @code{NAME=} is equivalent to @code{FILE=}.
6053
6054 These Fortran 90 features are supported:
6055 @itemize @bullet
6056 @item
6057 @cindex FORMAT descriptors
6058 @cindex Z edit descriptor
6059 @cindex edit descriptor, Z
6060 @cindex O edit descriptor
6061 @cindex edit descriptor, O
6062 The @code{O} and @code{Z} edit descriptors are supported for I/O of
6063 integers in octal and hexadecimal formats, respectively.
6064 @item
6065 The @code{FILE=} specifier may be omitted in an @code{OPEN} statement if
6066 @code{STATUS='SCRATCH'} is supplied.  The @code{STATUS='REPLACE'}
6067 specifier is supported.
6068 @end itemize
6069
6070 @node Fortran 90 Features
6071 @section Fortran 90 Features
6072 @cindex Fortran 90
6073 @cindex extensions, from Fortran 90
6074
6075 For convenience this section collects a list (probably incomplete) of
6076 the Fortran 90 features supported by the GNU Fortran language, even if
6077 they are documented elsewhere.
6078 @xref{Characters Lines Sequence,,@asis{Characters, Lines, and Execution Sequence}},
6079 for information on additional fixed source form lexical issues.
6080 @cindex @samp{-ffree-form}
6081 Further, the free source form is supported through the
6082 @samp{-ffree-form} option.
6083 @cindex @samp{-ff90}
6084 Other Fortran 90 features can be turned on by the @samp{-ff90} option;
6085 see @ref{Fortran 90}.
6086 For information on the Fortran 90 intrinsics available,
6087 see @ref{Table of Intrinsic Functions}.
6088
6089 @table @asis
6090 @item Automatic arrays in procedures
6091 @item Character assignments
6092 @cindex character assignments
6093 In character assignments, the variable being assigned may occur on the
6094 right hand side of the assignment.
6095 @item Character strings
6096 @cindex double quoted character constants
6097 Strings may have zero length and substrings of character constants are
6098 permitted.  Character constants may be enclosed in double quotes
6099 (@code{"}) as well as single quotes.  @xref{Character Type}.
6100 @item Construct names
6101 (Symbolic tags on blocks.)  @xref{Construct Names}.
6102 @item @code{CYCLE} and @code{EXIT}
6103 @xref{CYCLE and EXIT,,The @code{CYCLE} and @code{EXIT} Statements}.
6104 @item @code{DOUBLE COMPLEX}
6105 @xref{DOUBLE COMPLEX,,@code{DOUBLE COMPLEX} Statement}.
6106 @item @code{DO WHILE}
6107 @xref{DO WHILE}.
6108 @item @code{END} decoration
6109 @xref{Statements}.
6110 @item @code{END DO}
6111 @xref{END DO}.
6112 @item @code{KIND}
6113 @item @code{IMPLICIT NONE}
6114 @item @code{INCLUDE} statements
6115 @xref{INCLUDE}.
6116 @item List-directed and namelist I/O on internal files
6117 @item Binary, octal and hexadecimal constants
6118 These are supported more generally than required by Fortran 90.
6119 @xref{Integer Type}.
6120 @item @samp{O} and @samp{Z} edit descriptors
6121 @item @code{NAMELIST}
6122 @xref{NAMELIST}.
6123 @item @code{OPEN} specifiers
6124 @code{STATUS='REPLACE'} is supported.
6125 The @code{FILE=} specifier may be omitted in an @code{OPEN} statement if
6126 @code{STATUS='SCRATCH'} is supplied.
6127 @item @code{FORMAT} edit descriptors
6128 @cindex FORMAT descriptors
6129 @cindex Z edit descriptor
6130 @cindex edit descriptor, Z
6131 The @code{Z} edit descriptor is supported.
6132 @item Relational operators
6133 The operators @code{<}, @code{<=}, @code{==}, @code{/=}, @code{>} and
6134 @code{>=} may be used instead of @code{.LT.}, @code{.LE.}, @code{.EQ.},
6135 @code{.NE.}, @code{.GT.} and @code{.GE.} respectively.
6136 @item @code{SELECT CASE}
6137 Not fully implemented.
6138 @xref{SELECT CASE on CHARACTER Type,, @code{SELECT CASE} on @code{CHARACTER} Type}.
6139 @item Specification statements
6140 A limited subset of the Fortran 90 syntax and semantics for variable
6141 declarations is supported, including @code{KIND}.  @xref{Kind Notation}.
6142 (@code{KIND} is of limited usefulness in the absence of the
6143 @code{KIND}-related intrinsics, since these intrinsics permit writing
6144 more widely portable code.)  An example of supported @code{KIND} usage
6145 is:
6146 @smallexample
6147 INTEGER (KIND=1) :: FOO=1, BAR=2
6148 CHARACTER (LEN=3) FOO
6149 @end smallexample
6150 @code{PARAMETER} and @code{DIMENSION} attributes aren't supported.
6151 @end table
6152
6153 @node Other Dialects
6154 @chapter Other Dialects
6155
6156 GNU Fortran supports a variety of features that are not
6157 considered part of the GNU Fortran language itself, but
6158 are representative of various dialects of Fortran that
6159 @code{g77} supports in whole or in part.
6160
6161 Any of the features listed below might be disallowed by
6162 @code{g77} unless some command-line option is specified.
6163 Currently, some of the features are accepted using the
6164 default invocation of @code{g77}, but that might change
6165 in the future.
6166
6167 @emph{Note: This portion of the documentation definitely needs a lot
6168 of work!}
6169
6170 @menu
6171 * Source Form::       Details of fixed-form and free-form source.
6172 * Trailing Comment::  Use of @samp{/*} to start a comment.
6173 * Debug Line::        Use of @samp{D} in column 1.
6174 * Dollar Signs::      Use of @samp{$} in symbolic names.
6175 * Case Sensitivity::  Uppercase and lowercase in source files.
6176 * VXT Fortran::       @dots{}versus the GNU Fortran language.
6177 * Fortran 90::        @dots{}versus the GNU Fortran language.
6178 * Pedantic Compilation::  Enforcing the standard.
6179 * Distensions::       Misfeatures supported by GNU Fortran.
6180 @end menu
6181
6182 @node Source Form
6183 @section Source Form
6184 @cindex source file format
6185 @cindex source format
6186 @cindex file, source
6187 @cindex source code
6188 @cindex code, source
6189 @cindex fixed form
6190 @cindex free form
6191
6192 GNU Fortran accepts programs written in either fixed form or
6193 free form.
6194
6195 Fixed form
6196 corresponds to ANSI FORTRAN 77 (plus popular extensions, such as
6197 allowing tabs) and Fortran 90's fixed form.
6198
6199 Free form corresponds to
6200 Fortran 90's free form (though possibly not entirely up-to-date, and
6201 without complaining about some things that for which Fortran 90 requires
6202 diagnostics, such as the spaces in the constant in @samp{R = 3 . 1}).
6203
6204 The way a Fortran compiler views source files depends entirely on the
6205 implementation choices made for the compiler, since those choices
6206 are explicitly left to the implementation by the published Fortran
6207 standards.
6208 GNU Fortran currently tries to be somewhat like a few popular compilers
6209 (@code{f2c}, Digital (``DEC'') Fortran, and so on), though a cleaner default
6210 definition along with more
6211 flexibility offered by command-line options is likely to be offered
6212 in version 0.6.
6213
6214 This section describes how @code{g77} interprets source lines.
6215
6216 @menu
6217 * Carriage Returns::  Carriage returns ignored.
6218 * Tabs::              Tabs converted to spaces.
6219 * Short Lines::       Short lines padded with spaces (fixed-form only).
6220 * Long Lines::        Long lines truncated.
6221 * Ampersands::        Special Continuation Lines.
6222 @end menu
6223
6224 @node Carriage Returns
6225 @subsection Carriage Returns
6226 @cindex carriage returns
6227
6228 Carriage returns (@samp{\r}) in source lines are ignored.
6229 This is somewhat different from @code{f2c}, which seems to treat them as
6230 spaces outside character/Hollerith constants, and encodes them as @samp{\r}
6231 inside such constants.
6232
6233 @node Tabs
6234 @subsection Tabs
6235 @cindex tab character
6236 @cindex horizontal tab
6237
6238 A source line with a @key{TAB} character anywhere in it is treated as
6239 entirely significant---however long it is---instead of ending in
6240 column 72 (for fixed-form source) or 132 (for free-form source).
6241 This also is different from @code{f2c}, which encodes tabs as
6242 @samp{\t} (the ASCII @key{TAB} character) inside character
6243 and Hollerith constants, but nevertheless seems to treat the column
6244 position as if it had been affected by the canonical tab positioning.
6245
6246 @code{g77} effectively
6247 translates tabs to the appropriate number of spaces (a la the default
6248 for the UNIX @code{expand} command) before doing any other processing, other
6249 than (currently) noting whether a tab was found on a line and using this
6250 information to decide how to interpret the length of the line and continued
6251 constants.
6252
6253 Note that this default behavior probably will change for version 0.6,
6254 when it will presumably be available via a command-line option.
6255 The default as of version 0.6 is planned to be a ``pure visual''
6256 model, where tabs are immediately
6257 converted to spaces and otherwise have no effect, so the way a typical
6258 user sees source lines produces a consistent result no matter how the
6259 spacing in those source lines is actually implemented via tabs, spaces,
6260 and trailing tabs/spaces before newline.
6261 Command-line options are likely to be added to specify whether all or
6262 just-tabbed lines are to be extended to 132 or full input-line length,
6263 and perhaps even an option will be added to specify the truncated-line
6264 behavior to which some Digital compilers default (and which affects
6265 the way continued character/Hollerith constants are interpreted).
6266
6267 @node Short Lines
6268 @subsection Short Lines
6269 @cindex short source lines
6270 @cindex space, padding with
6271 @cindex source lines, short
6272 @cindex lines, short
6273
6274 Source lines shorter than the applicable fixed-form length are treated as
6275 if they were padded with spaces to that length.
6276 (None of this is relevant to source files written in free form.)
6277
6278 This affects only
6279 continued character and Hollerith constants, and is a different
6280 interpretation than provided by some other popular compilers
6281 (although a bit more consistent with the traditional punched-card
6282 basis of Fortran and the way the Fortran standard expressed fixed
6283 source form).
6284
6285 @code{g77} might someday offer an option to warn about cases where differences
6286 might be seen as a result of this treatment, and perhaps an option to
6287 specify the alternate behavior as well.
6288
6289 Note that this padding cannot apply to lines that are effectively of
6290 infinite length---such lines are specified using command-line options
6291 like @samp{-ffixed-line-length-none}, for example.
6292
6293 @node Long Lines
6294 @subsection Long Lines
6295 @cindex long source lines
6296 @cindex truncation, of long lines
6297 @cindex lines, long
6298 @cindex source lines, long
6299
6300 Source lines longer than the applicable length are truncated to that
6301 length.
6302 Currently, @code{g77} does not warn if the truncated characters are
6303 not spaces, to accommodate existing code written for systems that
6304 treated truncated text as commentary (especially in columns 73 through 80).
6305
6306 @xref{Fortran Dialect Options,,Options Controlling Fortran Dialect},
6307 for information on the @samp{-ffixed-line-length-@var{n}} option,
6308 which can be used to set the line length applicable to fixed-form
6309 source files.
6310
6311 @node Ampersands
6312 @subsection Ampersand Continuation Line
6313 @cindex ampersand continuation line
6314 @cindex continuation line, ampersand
6315
6316 A @samp{&} in column 1 of fixed-form source denotes an arbitrary-length
6317 continuation line, imitating the behavior of @code{f2c}.
6318
6319 @node Trailing Comment
6320 @section Trailing Comment
6321
6322 @cindex trailing comment
6323 @cindex comment
6324 @cindex characters, comment
6325 @cindex /*
6326 @cindex !
6327 @cindex exclamation point
6328 @code{g77} supports use of @samp{/*} to start a trailing
6329 comment.
6330 In the GNU Fortran language, @samp{!} is used for this purpose.
6331
6332 @samp{/*} is not in the GNU Fortran language
6333 because the use of @samp{/*} in a program might
6334 suggest to some readers that a block, not trailing, comment is
6335 started (and thus ended by @samp{*/}, not end of line),
6336 since that is the meaning of @samp{/*} in C.
6337
6338 Also, such readers might think they can use @samp{//} to start
6339 a trailing comment as an alternative to @samp{/*}, but
6340 @samp{//} already denotes concatenation, and such a ``comment''
6341 might actually result in a program that compiles without
6342 error (though it would likely behave incorrectly).
6343
6344 @node Debug Line
6345 @section Debug Line
6346 @cindex debug line
6347 @cindex comment line, debug
6348
6349 Use of @samp{D} or @samp{d} as the first character (column 1) of
6350 a source line denotes a debug line.
6351
6352 In turn, a debug line is treated as either a comment line
6353 or a normal line, depending on whether debug lines are enabled.
6354
6355 When treated as a comment line, a line beginning with @samp{D} or
6356 @samp{d} is treated as if it the first character was @samp{C} or @samp{c}, respectively.
6357 When treated as a normal line, such a line is treated as if
6358 the first character was @key{SPC} (space).
6359
6360 (Currently, @code{g77} provides no means for treating debug
6361 lines as normal lines.)
6362
6363 @node Dollar Signs
6364 @section Dollar Signs in Symbol Names
6365 @cindex dollar sign
6366 @cindex $
6367
6368 Dollar signs (@samp{$}) are allowed in symbol names (after the first character)
6369 when the @samp{-fdollar-ok} option is specified.
6370
6371 @node Case Sensitivity
6372 @section Case Sensitivity
6373 @cindex case sensitivity
6374 @cindex source file format
6375 @cindex code, source
6376 @cindex source code
6377 @cindex uppercase letters
6378 @cindex lowercase letters
6379 @cindex letters, uppercase
6380 @cindex letters, lowercase
6381
6382 GNU Fortran offers the programmer way too much flexibility in deciding
6383 how source files are to be treated vis-a-vis uppercase and lowercase
6384 characters.
6385 There are 66 useful settings that affect case sensitivity, plus 10
6386 settings that are nearly useless, with the remaining 116 settings
6387 being either redundant or useless.
6388
6389 None of these settings have any effect on the contents of comments
6390 (the text after a @samp{c} or @samp{C} in Column 1, for example)
6391 or of character or Hollerith constants.
6392 Note that things like the @samp{E} in the statement
6393 @samp{CALL FOO(3.2E10)} and the @samp{TO} in @samp{ASSIGN 10 TO LAB}
6394 are considered built-in keywords, and so are affected by
6395 these settings.
6396
6397 Low-level switches are identified in this section as follows:
6398
6399 @itemize @w{}
6400 @item A
6401 Source Case Conversion:
6402
6403 @itemize @w{}
6404 @item 0
6405 Preserve (see Note 1)
6406 @item 1
6407 Convert to Upper Case
6408 @item 2
6409 Convert to Lower Case
6410 @end itemize
6411
6412 @item B
6413 Built-in Keyword Matching:
6414
6415 @itemize @w{}
6416 @item 0
6417 Match Any Case (per-character basis)
6418 @item 1
6419 Match Upper Case Only
6420 @item 2
6421 Match Lower Case Only
6422 @item 3
6423 Match InitialCaps Only (see tables for spellings)
6424 @end itemize
6425
6426 @item C
6427 Built-in Intrinsic Matching:
6428
6429 @itemize @w{}
6430 @item 0
6431 Match Any Case (per-character basis)
6432 @item 1
6433 Match Upper Case Only
6434 @item 2
6435 Match Lower Case Only
6436 @item 3
6437 Match InitialCaps Only (see tables for spellings)
6438 @end itemize
6439
6440 @item D
6441 User-defined Symbol Possibilities (warnings only):
6442
6443 @itemize @w{}
6444 @item 0
6445 Allow Any Case (per-character basis)
6446 @item 1
6447 Allow Upper Case Only
6448 @item 2
6449 Allow Lower Case Only
6450 @item 3
6451 Allow InitialCaps Only (see Note 2)
6452 @end itemize
6453 @end itemize
6454
6455 Note 1: @code{g77} eventually will support @code{NAMELIST} in a manner that is
6456 consistent with these source switches---in the sense that input will be
6457 expected to meet the same requirements as source code in terms
6458 of matching symbol names and keywords (for the exponent letters).
6459
6460 Currently, however, @code{NAMELIST} is supported by @code{libg2c},
6461 which uppercases @code{NAMELIST} input and symbol names for matching.
6462 This means not only that @code{NAMELIST} output currently shows symbol
6463 (and keyword) names in uppercase even if lower-case source
6464 conversion (option A2) is selected, but that @code{NAMELIST} cannot be
6465 adequately supported when source case preservation (option A0)
6466 is selected.
6467
6468 If A0 is selected, a warning message will be
6469 output for each @code{NAMELIST} statement to this effect.
6470 The behavior
6471 of the program is undefined at run time if two or more symbol names
6472 appear in a given @code{NAMELIST} such that the names are identical
6473 when converted to upper case (e.g. @samp{NAMELIST /X/ VAR, Var, var}).
6474 For complete and total elegance, perhaps there should be a warning
6475 when option A2 is selected, since the output of NAMELIST is currently
6476 in uppercase but will someday be lowercase (when a @code{libg77} is written),
6477 but that seems to be overkill for a product in beta test.
6478
6479 Note 2: Rules for InitialCaps names are:
6480
6481 @itemize @minus
6482 @item
6483 Must be a single uppercase letter, @strong{or}
6484 @item
6485 Must start with an uppercase letter and contain at least one
6486 lowercase letter.
6487 @end itemize
6488
6489 So @samp{A}, @samp{Ab}, @samp{ABc}, @samp{AbC}, and @samp{Abc} are
6490 valid InitialCaps names, but @samp{AB}, @samp{A2}, and @samp{ABC} are
6491 not.
6492 Note that most, but not all, built-in names meet these
6493 requirements---the exceptions are some of the two-letter format
6494 specifiers, such as @code{BN} and @code{BZ}.
6495
6496 Here are the names of the corresponding command-line options:
6497
6498 @smallexample
6499 A0: -fsource-case-preserve
6500 A1: -fsource-case-upper
6501 A2: -fsource-case-lower
6502
6503 B0: -fmatch-case-any
6504 B1: -fmatch-case-upper
6505 B2: -fmatch-case-lower
6506 B3: -fmatch-case-initcap
6507
6508 C0: -fintrin-case-any
6509 C1: -fintrin-case-upper
6510 C2: -fintrin-case-lower
6511 C3: -fintrin-case-initcap
6512
6513 D0: -fsymbol-case-any
6514 D1: -fsymbol-case-upper
6515 D2: -fsymbol-case-lower
6516 D3: -fsymbol-case-initcap
6517 @end smallexample
6518
6519 Useful combinations of the above settings, along with abbreviated
6520 option names that set some of these combinations all at once:
6521
6522 @smallexample
6523  1: A0--  B0---  C0---  D0---    -fcase-preserve
6524  2: A0--  B0---  C0---  D-1--
6525  3: A0--  B0---  C0---  D--2-
6526  4: A0--  B0---  C0---  D---3
6527  5: A0--  B0---  C-1--  D0---
6528  6: A0--  B0---  C-1--  D-1--
6529  7: A0--  B0---  C-1--  D--2-
6530  8: A0--  B0---  C-1--  D---3
6531  9: A0--  B0---  C--2-  D0---
6532 10: A0--  B0---  C--2-  D-1--
6533 11: A0--  B0---  C--2-  D--2-
6534 12: A0--  B0---  C--2-  D---3
6535 13: A0--  B0---  C---3  D0---
6536 14: A0--  B0---  C---3  D-1--
6537 15: A0--  B0---  C---3  D--2-
6538 16: A0--  B0---  C---3  D---3
6539 17: A0--  B-1--  C0---  D0---
6540 18: A0--  B-1--  C0---  D-1--
6541 19: A0--  B-1--  C0---  D--2-
6542 20: A0--  B-1--  C0---  D---3
6543 21: A0--  B-1--  C-1--  D0---
6544 22: A0--  B-1--  C-1--  D-1--    -fcase-strict-upper
6545 23: A0--  B-1--  C-1--  D--2-
6546 24: A0--  B-1--  C-1--  D---3
6547 25: A0--  B-1--  C--2-  D0---
6548 26: A0--  B-1--  C--2-  D-1--
6549 27: A0--  B-1--  C--2-  D--2-
6550 28: A0--  B-1--  C--2-  D---3
6551 29: A0--  B-1--  C---3  D0---
6552 30: A0--  B-1--  C---3  D-1--
6553 31: A0--  B-1--  C---3  D--2-
6554 32: A0--  B-1--  C---3  D---3
6555 33: A0--  B--2-  C0---  D0---
6556 34: A0--  B--2-  C0---  D-1--
6557 35: A0--  B--2-  C0---  D--2-
6558 36: A0--  B--2-  C0---  D---3
6559 37: A0--  B--2-  C-1--  D0---
6560 38: A0--  B--2-  C-1--  D-1--
6561 39: A0--  B--2-  C-1--  D--2-
6562 40: A0--  B--2-  C-1--  D---3
6563 41: A0--  B--2-  C--2-  D0---
6564 42: A0--  B--2-  C--2-  D-1--
6565 43: A0--  B--2-  C--2-  D--2-    -fcase-strict-lower
6566 44: A0--  B--2-  C--2-  D---3
6567 45: A0--  B--2-  C---3  D0---
6568 46: A0--  B--2-  C---3  D-1--
6569 47: A0--  B--2-  C---3  D--2-
6570 48: A0--  B--2-  C---3  D---3
6571 49: A0--  B---3  C0---  D0---
6572 50: A0--  B---3  C0---  D-1--
6573 51: A0--  B---3  C0---  D--2-
6574 52: A0--  B---3  C0---  D---3
6575 53: A0--  B---3  C-1--  D0---
6576 54: A0--  B---3  C-1--  D-1--
6577 55: A0--  B---3  C-1--  D--2-
6578 56: A0--  B---3  C-1--  D---3
6579 57: A0--  B---3  C--2-  D0---
6580 58: A0--  B---3  C--2-  D-1--
6581 59: A0--  B---3  C--2-  D--2-
6582 60: A0--  B---3  C--2-  D---3
6583 61: A0--  B---3  C---3  D0---
6584 62: A0--  B---3  C---3  D-1--
6585 63: A0--  B---3  C---3  D--2-
6586 64: A0--  B---3  C---3  D---3    -fcase-initcap
6587 65: A-1-  B01--  C01--  D01--    -fcase-upper
6588 66: A--2  B0-2-  C0-2-  D0-2-    -fcase-lower
6589 @end smallexample
6590
6591 Number 22 is the ``strict'' ANSI FORTRAN 77 model wherein all input
6592 (except comments, character constants, and Hollerith strings) must
6593 be entered in uppercase.
6594 Use @samp{-fcase-strict-upper} to specify this
6595 combination.
6596
6597 Number 43 is like Number 22 except all input must be lowercase.  Use
6598 @samp{-fcase-strict-lower} to specify this combination.
6599
6600 Number 65 is the ``classic'' ANSI FORTRAN 77 model as implemented on many
6601 non-UNIX machines whereby all the source is translated to uppercase.
6602 Use @samp{-fcase-upper} to specify this combination.
6603
6604 Number 66 is the ``canonical'' UNIX model whereby all the source is
6605 translated to lowercase.
6606 Use @samp{-fcase-lower} to specify this combination.
6607
6608 There are a few nearly useless combinations:
6609
6610 @smallexample
6611 67: A-1-  B01--  C01--  D--2-
6612 68: A-1-  B01--  C01--  D---3
6613 69: A-1-  B01--  C--23  D01--
6614 70: A-1-  B01--  C--23  D--2-
6615 71: A-1-  B01--  C--23  D---3
6616 72: A--2  B01--  C0-2-  D-1--
6617 73: A--2  B01--  C0-2-  D---3
6618 74: A--2  B01--  C-1-3  D0-2-
6619 75: A--2  B01--  C-1-3  D-1--
6620 76: A--2  B01--  C-1-3  D---3
6621 @end smallexample
6622
6623 The above allow some programs to be compiled but with restrictions that
6624 make most useful programs impossible: Numbers 67 and 72 warn about
6625 @emph{any} user-defined symbol names (such as @samp{SUBROUTINE FOO});
6626 Numbers
6627 68 and 73 warn about any user-defined symbol names longer than one
6628 character that don't have at least one non-alphabetic character after
6629 the first;
6630 Numbers 69 and 74 disallow any references to intrinsics;
6631 and Numbers 70, 71, 75, and 76 are combinations of the restrictions in
6632 67+69, 68+69, 72+74, and 73+74, respectively.
6633
6634 All redundant combinations are shown in the above tables anyplace
6635 where more than one setting is shown for a low-level switch.
6636 For example, @samp{B0-2-} means either setting 0 or 2 is valid for switch B.
6637 The ``proper'' setting in such a case is the one that copies the setting
6638 of switch A---any other setting might slightly reduce the speed of
6639 the compiler, though possibly to an unmeasurable extent.
6640
6641 All remaining combinations are useless in that they prevent successful
6642 compilation of non-null source files (source files with something other
6643 than comments).
6644
6645 @node VXT Fortran
6646 @section VXT Fortran
6647
6648 @cindex VXT extensions
6649 @cindex extensions, VXT
6650 @code{g77} supports certain constructs that
6651 have different meanings in VXT Fortran than they
6652 do in the GNU Fortran language.
6653
6654 Generally, this manual uses the invented term VXT Fortran to refer
6655 VAX FORTRAN (circa v4).
6656 That compiler offered many popular features, though not necessarily
6657 those that are specific to the VAX processor architecture,
6658 the VMS operating system,
6659 or Digital Equipment Corporation's Fortran product line.
6660 (VAX and VMS probably are trademarks of Digital Equipment
6661 Corporation.)
6662
6663 An extension offered by a Digital Fortran product that also is
6664 offered by several other Fortran products for different kinds of
6665 systems is probably going to be considered for inclusion in @code{g77}
6666 someday, and is considered a VXT Fortran feature.
6667
6668 The @samp{-fvxt} option generally specifies that, where
6669 the meaning of a construct is ambiguous (means one thing
6670 in GNU Fortran and another in VXT Fortran), the VXT Fortran
6671 meaning is to be assumed.
6672
6673 @menu
6674 * Double Quote Meaning::  @samp{"2000} as octal constant.
6675 * Exclamation Point::     @samp{!} in column 6.
6676 @end menu
6677
6678 @node Double Quote Meaning
6679 @subsection Meaning of Double Quote
6680 @cindex double quotes
6681 @cindex character constants
6682 @cindex constants, character
6683 @cindex octal constants
6684 @cindex constants, octal
6685
6686 @code{g77} treats double-quote (@samp{"})
6687 as beginning an octal constant of @code{INTEGER(KIND=1)} type
6688 when the @samp{-fvxt} option is specified.
6689 The form of this octal constant is
6690
6691 @example
6692 "@var{octal-digits}
6693 @end example
6694
6695 @noindent
6696 where @var{octal-digits} is a nonempty string of characters in
6697 the set @samp{01234567}.
6698
6699 For example, the @samp{-fvxt} option permits this:
6700
6701 @example
6702 PRINT *, "20
6703 END
6704 @end example
6705
6706 @noindent
6707 The above program would print the value @samp{16}.
6708
6709 @xref{Integer Type}, for information on the preferred construct
6710 for integer constants specified using GNU Fortran's octal notation.
6711
6712 (In the GNU Fortran language, the double-quote character (@samp{"})
6713 delimits a character constant just as does apostrophe (@samp{'}).
6714 There is no way to allow
6715 both constructs in the general case, since statements like
6716 @samp{PRINT *,"2000 !comment?"} would be ambiguous.)
6717
6718 @node Exclamation Point
6719 @subsection Meaning of Exclamation Point in Column 6
6720 @cindex !
6721 @cindex exclamation point
6722 @cindex continuation character
6723 @cindex characters, continuation
6724 @cindex comment character
6725 @cindex characters, comment
6726
6727 @code{g77} treats an exclamation point (@samp{!}) in column 6 of
6728 a fixed-form source file
6729 as a continuation character rather than
6730 as the beginning of a comment
6731 (as it does in any other column)
6732 when the @samp{-fvxt} option is specified.
6733
6734 The following program, when run, prints a message indicating
6735 whether it is interpreted according to GNU Fortran (and Fortran 90)
6736 rules or VXT Fortran rules:
6737
6738 @smallexample
6739 C234567  (This line begins in column 1.)
6740       I = 0
6741      !1
6742       IF (I.EQ.0) PRINT *, ' I am a VXT Fortran program'
6743       IF (I.EQ.1) PRINT *, ' I am a Fortran 90 program'
6744       IF (I.LT.0 .OR. I.GT.1) PRINT *, ' I am a HAL 9000 computer'
6745       END
6746 @end smallexample
6747
6748 (In the GNU Fortran and Fortran 90 languages, exclamation point is
6749 a valid character and, unlike space (@key{SPC}) or zero (@samp{0}),
6750 marks a line as a continuation line when it appears in column 6.)
6751
6752 @node Fortran 90
6753 @section Fortran 90
6754 @cindex compatibility, Fortran 90
6755 @cindex Fortran 90, compatibility
6756
6757 The GNU Fortran language includes a number of features that are
6758 part of Fortran 90, even when the @samp{-ff90} option is not specified.
6759 The features enabled by @samp{-ff90} are intended to be those that,
6760 when @samp{-ff90} is not specified, would have another
6761 meaning to @code{g77}---usually meaning something invalid in the
6762 GNU Fortran language.
6763
6764 So, the purpose of @samp{-ff90} is not to specify whether @code{g77} is
6765 to gratuitously reject Fortran 90 constructs.
6766 The @samp{-pedantic} option specified with @samp{-fno-f90} is intended
6767 to do that, although its implementation is certainly incomplete at
6768 this point.
6769
6770 When @samp{-ff90} is specified:
6771
6772 @itemize @bullet
6773 @item
6774 The type of @samp{REAL(@var{expr})} and @samp{AIMAG(@var{expr})},
6775 where @var{expr} is @code{COMPLEX} type,
6776 is the same type as the real part of @var{expr}.
6777
6778 For example, assuming @samp{Z} is type @code{COMPLEX(KIND=2)},
6779 @samp{REAL(Z)} would return a value of type @code{REAL(KIND=2)},
6780 not of type @code{REAL(KIND=1)}, since @samp{-ff90} is specified.
6781 @end itemize
6782
6783 @node Pedantic Compilation
6784 @section Pedantic Compilation
6785 @cindex pedantic compilation
6786 @cindex compilation, pedantic
6787
6788 The @samp{-fpedantic} command-line option specifies that @code{g77}
6789 is to warn about code that is not standard-conforming.
6790 This is useful for finding
6791 some extensions @code{g77} accepts that other compilers might not accept.
6792 (Note that the @samp{-pedantic} and @samp{-pedantic-errors} options
6793 always imply @samp{-fpedantic}.)
6794
6795 With @samp{-fno-f90} in force, ANSI FORTRAN 77 is used as the standard
6796 for conforming code.
6797 With @samp{-ff90} in force, Fortran 90 is used.
6798
6799 The constructs for which @code{g77} issues diagnostics when @samp{-fpedantic}
6800 and @samp{-fno-f90} are in force are:
6801
6802 @itemize @bullet
6803 @item
6804 Automatic arrays, as in
6805
6806 @example
6807 SUBROUTINE X(N)
6808 REAL A(N)
6809 @dots{}
6810 @end example
6811
6812 @noindent
6813 where @samp{A} is not listed in any @code{ENTRY} statement,
6814 and thus is not a dummy argument.
6815
6816 @item
6817 The commas in @samp{READ (5), I} and @samp{WRITE (10), J}.
6818
6819 These commas are disallowed by FORTRAN 77, but, while strictly
6820 superfluous, are syntactically elegant,
6821 especially given that commas are required in statements such
6822 as @samp{READ 99, I} and @samp{PRINT *, J}.
6823 Many compilers permit the superfluous commas for this reason.
6824
6825 @item
6826 @code{DOUBLE COMPLEX}, either explicitly or implicitly.
6827
6828 An explicit use of this type is via a @code{DOUBLE COMPLEX} or
6829 @code{IMPLICIT DOUBLE COMPLEX} statement, for examples.
6830
6831 An example of an implicit use is the expression @samp{C*D},
6832 where @samp{C} is @code{COMPLEX(KIND=1)}
6833 and @samp{D} is @code{DOUBLE PRECISION}.
6834 This expression is prohibited by ANSI FORTRAN 77
6835 because the rules of promotion would suggest that it
6836 produce a @code{DOUBLE COMPLEX} result---a type not
6837 provided for by that standard.
6838
6839 @item
6840 Automatic conversion of numeric
6841 expressions to @code{INTEGER(KIND=1)} in contexts such as:
6842
6843 @itemize @minus
6844 @item
6845 Array-reference indexes.
6846 @item
6847 Alternate-return values.
6848 @item
6849 Computed @code{GOTO}.
6850 @item
6851 @code{FORMAT} run-time expressions (not yet supported).
6852 @item
6853 Dimension lists in specification statements.
6854 @item
6855 Numbers for I/O statements (such as @samp{READ (UNIT=3.2), I})
6856 @item
6857 Sizes of @code{CHARACTER} entities in specification statements.
6858 @item
6859 Kind types in specification entities (a Fortran 90 feature).
6860 @item
6861 Initial, terminal, and incrementation parameters for implied-@code{DO}
6862 constructs in @code{DATA} statements.
6863 @end itemize
6864
6865 @item
6866 Automatic conversion of @code{LOGICAL} expressions to @code{INTEGER}
6867 in contexts such as arithmetic @code{IF} (where @code{COMPLEX}
6868 expressions are disallowed anyway).
6869
6870 @item
6871 Zero-size array dimensions, as in:
6872
6873 @example
6874 INTEGER I(10,20,4:2)
6875 @end example
6876
6877 @item
6878 Zero-length @code{CHARACTER} entities, as in:
6879
6880 @example
6881 PRINT *, ''
6882 @end example
6883
6884 @item
6885 Substring operators applied to character constants and named
6886 constants, as in:
6887
6888 @example
6889 PRINT *, 'hello'(3:5)
6890 @end example
6891
6892 @item
6893 Null arguments passed to statement function, as in:
6894
6895 @example
6896 PRINT *, FOO(,3)
6897 @end example
6898
6899 @item
6900 Disagreement among program units regarding whether a given @code{COMMON}
6901 area is @code{SAVE}d (for targets where program units in a single source
6902 file are ``glued'' together as they typically are for UNIX development
6903 environments).
6904
6905 @item
6906 Disagreement among program units regarding the size of a
6907 named @code{COMMON} block.
6908
6909 @item
6910 Specification statements following first @code{DATA} statement.
6911
6912 (In the GNU Fortran language, @samp{DATA I/1/} may be followed by @samp{INTEGER J},
6913 but not @samp{INTEGER I}.
6914 The @samp{-fpedantic} option disallows both of these.)
6915
6916 @item
6917 Semicolon as statement separator, as in:
6918
6919 @example
6920 CALL FOO; CALL BAR
6921 @end example
6922 @c
6923 @c @item
6924 @c Comma before list of I/O items in @code{WRITE}
6925 @c  @c, @code{ENCODE}, @code{DECODE}, and @code{REWRITE}
6926 @c statements, as with @code{READ} (as explained above).
6927
6928 @item
6929 Use of @samp{&} in column 1 of fixed-form source (to indicate continuation).
6930
6931 @item
6932 Use of @code{CHARACTER} constants to initialize numeric entities, and vice
6933 versa.
6934
6935 @item
6936 Expressions having two arithmetic operators in a row, such
6937 as @samp{X*-Y}.
6938 @end itemize
6939
6940 If @samp{-fpedantic} is specified along with @samp{-ff90}, the
6941 following constructs result in diagnostics:
6942
6943 @itemize @bullet
6944 @item
6945 Use of semicolon as a statement separator on a line
6946 that has an @code{INCLUDE} directive.
6947 @end itemize
6948
6949 @node Distensions
6950 @section Distensions
6951 @cindex distensions
6952 @cindex ugly features
6953 @cindex features, ugly
6954
6955 The @samp{-fugly-*} command-line options determine whether certain
6956 features supported by VAX FORTRAN and other such compilers, but considered
6957 too ugly to be in code that can be changed to use safer and/or more
6958 portable constructs, are accepted.
6959 These are humorously referred to as ``distensions'',
6960 extensions that just plain look ugly in the harsh light of day.
6961
6962 @menu
6963 * Ugly Implicit Argument Conversion::  Disabled via @samp{-fno-ugly-args}.
6964 * Ugly Assumed-Size Arrays::           Enabled via @samp{-fugly-assumed}.
6965 * Ugly Null Arguments::                Enabled via @samp{-fugly-comma}.
6966 * Ugly Complex Part Extraction::       Enabled via @samp{-fugly-complex}.
6967 * Ugly Conversion of Initializers::    Disabled via @samp{-fno-ugly-init}.
6968 * Ugly Integer Conversions::           Enabled via @samp{-fugly-logint}.
6969 * Ugly Assigned Labels::               Enabled via @samp{-fugly-assign}.
6970 @end menu
6971
6972 @node Ugly Implicit Argument Conversion
6973 @subsection Implicit Argument Conversion
6974 @cindex Hollerith constants
6975 @cindex constants, Hollerith
6976
6977 The @samp{-fno-ugly-args} option disables
6978 passing typeless and Hollerith constants as actual arguments
6979 in procedure invocations.
6980 For example:
6981
6982 @example
6983 CALL FOO(4HABCD)
6984 CALL BAR('123'O)
6985 @end example
6986
6987 @noindent
6988 These constructs can be too easily used to create non-portable
6989 code, but are not considered as ``ugly'' as others.
6990 Further, they are widely used in existing Fortran source code
6991 in ways that often are quite portable.
6992 Therefore, they are enabled by default.
6993
6994 @node Ugly Assumed-Size Arrays
6995 @subsection Ugly Assumed-Size Arrays
6996 @cindex arrays, assumed-size
6997 @cindex assumed-size arrays
6998 @cindex DIMENSION X(1)
6999
7000 The @samp{-fugly-assumed} option enables
7001 the treatment of any array with a final dimension specified as @samp{1}
7002 as an assumed-size array, as if @samp{*} had been specified
7003 instead.
7004
7005 For example, @samp{DIMENSION X(1)} is treated as if it
7006 had read @samp{DIMENSION X(*)} if @samp{X} is listed as
7007 a dummy argument in a preceding @code{SUBROUTINE}, @code{FUNCTION},
7008 or @code{ENTRY} statement in the same program unit.
7009
7010 Use an explicit lower bound to avoid this interpretation.
7011 For example, @samp{DIMENSION X(1:1)} is never treated as if
7012 it had read @samp{DIMENSION X(*)} or @samp{DIMENSION X(1:*)}.
7013 Nor is @samp{DIMENSION X(2-1)} affected by this option,
7014 since that kind of expression is unlikely to have been
7015 intended to designate an assumed-size array.
7016
7017 This option is used to prevent warnings being issued about apparent
7018 out-of-bounds reference such as @samp{X(2) = 99}.
7019
7020 It also prevents the array from being used in contexts that
7021 disallow assumed-size arrays, such as @samp{PRINT *,X}.
7022 In such cases, a diagnostic is generated and the source file is
7023 not compiled.
7024
7025 The construct affected by this option is used only in old code
7026 that pre-exists the widespread acceptance of adjustable and assumed-size
7027 arrays in the Fortran community.
7028
7029 @emph{Note:} This option does not affect how @samp{DIMENSION X(1)} is
7030 treated if @samp{X} is listed as a dummy argument only
7031 @emph{after} the @code{DIMENSION} statement (presumably in
7032 an @code{ENTRY} statement).
7033 For example, @samp{-fugly-assumed} has no effect on the
7034 following program unit:
7035
7036 @example
7037 SUBROUTINE X
7038 REAL A(1)
7039 RETURN
7040 ENTRY Y(A)
7041 PRINT *, A
7042 END
7043 @end example
7044
7045 @node Ugly Complex Part Extraction
7046 @subsection Ugly Complex Part Extraction
7047 @cindex complex values
7048 @cindex real part
7049 @cindex imaginary part
7050
7051 The @samp{-fugly-complex} option enables
7052 use of the @code{REAL()} and @code{AIMAG()}
7053 intrinsics with arguments that are
7054 @code{COMPLEX} types other than @code{COMPLEX(KIND=1)}.
7055
7056 With @samp{-ff90} in effect, these intrinsics return
7057 the unconverted real and imaginary parts (respectively)
7058 of their argument.
7059
7060 With @samp{-fno-f90} in effect, these intrinsics convert
7061 the real and imaginary parts to @code{REAL(KIND=1)}, and return
7062 the result of that conversion.
7063
7064 Due to this ambiguity, the GNU Fortran language defines
7065 these constructs as invalid, except in the specific
7066 case where they are entirely and solely passed as an
7067 argument to an invocation of the @code{REAL()} intrinsic.
7068 For example,
7069
7070 @example
7071 REAL(REAL(Z))
7072 @end example
7073
7074 @noindent
7075 is permitted even when @samp{Z} is @code{COMPLEX(KIND=2)}
7076 and @samp{-fno-ugly-complex} is in effect, because the
7077 meaning is clear.
7078
7079 @code{g77} enforces this restriction, unless @samp{-fugly-complex}
7080 is specified, in which case the appropriate interpretation is
7081 chosen and no diagnostic is issued.
7082
7083 @xref{CMPAMBIG}, for information on how to cope with existing
7084 code with unclear expectations of @code{REAL()} and @code{AIMAG()}
7085 with @code{COMPLEX(KIND=2)} arguments.
7086
7087 @xref{RealPart Intrinsic}, for information on the @code{REALPART()}
7088 intrinsic, used to extract the real part of a complex expression
7089 without conversion.
7090 @xref{ImagPart Intrinsic}, for information on the @code{IMAGPART()}
7091 intrinsic, used to extract the imaginary part of a complex expression
7092 without conversion.
7093
7094 @node Ugly Null Arguments
7095 @subsection Ugly Null Arguments
7096 @cindex trailing comma
7097 @cindex comma, trailing
7098 @cindex characters, comma
7099 @cindex null arguments
7100 @cindex arguments, null
7101
7102 The @samp{-fugly-comma} option enables use of a single trailing comma
7103 to mean ``pass an extra trailing null argument''
7104 in a list of actual arguments to an external procedure,
7105 and use of an empty list of arguments to such a procedure
7106 to mean ``pass a single null argument''.
7107
7108 @cindex omitting arguments
7109 @cindex arguments, omitting
7110 (Null arguments often are used in some procedure-calling
7111 schemes to indicate omitted arguments.)
7112
7113 For example, @samp{CALL FOO(,)} means ``pass
7114 two null arguments'', rather than ``pass one null argument''.
7115 Also, @samp{CALL BAR()} means ``pass one null argument''.
7116
7117 This construct is considered ``ugly'' because it does not
7118 provide an elegant way to pass a single null argument
7119 that is syntactically distinct from passing no arguments.
7120 That is, this construct changes the meaning of code that
7121 makes no use of the construct.
7122
7123 So, with @samp{-fugly-comma} in force, @samp{CALL FOO()}
7124 and @samp{I = JFUNC()} pass a single null argument, instead
7125 of passing no arguments as required by the Fortran 77 and
7126 90 standards.
7127
7128 @emph{Note:} Many systems gracefully allow the case
7129 where a procedure call passes one extra argument that the
7130 called procedure does not expect.
7131
7132 So, in practice, there might be no difference in
7133 the behavior of a program that does @samp{CALL FOO()}
7134 or @samp{I = JFUNC()} and is compiled with @samp{-fugly-comma}
7135 in force as compared to its behavior when compiled
7136 with the default, @samp{-fno-ugly-comma}, in force,
7137 assuming @samp{FOO} and @samp{JFUNC} do not expect any
7138 arguments to be passed.
7139
7140 @node Ugly Conversion of Initializers
7141 @subsection Ugly Conversion of Initializers
7142
7143 The constructs disabled by @samp{-fno-ugly-init} are:
7144
7145 @itemize @bullet
7146 @cindex Hollerith constants
7147 @cindex constants, Hollerith
7148 @item
7149 Use of Hollerith and typeless constants in contexts where they set
7150 initial (compile-time) values for variables, arrays, and named
7151 constants---that is, @code{DATA} and @code{PARAMETER} statements, plus
7152 type-declaration statements specifying initial values.
7153
7154 Here are some sample initializations that are disabled by the
7155 @samp{-fno-ugly-init} option:
7156
7157 @example
7158 PARAMETER (VAL='9A304FFE'X)
7159 REAL*8 STRING/8HOUTPUT00/
7160 DATA VAR/4HABCD/
7161 @end example
7162
7163 @cindex character constants
7164 @cindex constants, character
7165 @item
7166 In the same contexts as above, use of character constants to initialize
7167 numeric items and vice versa (one constant per item).
7168
7169 Here are more sample initializations that are disabled by the
7170 @samp{-fno-ugly-init} option:
7171
7172 @example
7173 INTEGER IA
7174 CHARACTER BELL
7175 PARAMETER (IA = 'A')
7176 PARAMETER (BELL = 7)
7177 @end example
7178
7179 @item
7180 Use of Hollerith and typeless constants on the right-hand side
7181 of assignment statements to numeric types, and in other
7182 contexts (such as passing arguments in invocations of
7183 intrinsic procedures and statement functions) that
7184 are treated as assignments to known types (the dummy
7185 arguments, in these cases).
7186
7187 Here are sample statements that are disabled by the
7188 @samp{-fno-ugly-init} option:
7189
7190 @example
7191 IVAR = 4HABCD
7192 PRINT *, IMAX0(2HAB, 2HBA)
7193 @end example
7194 @end itemize
7195
7196 The above constructs, when used,
7197 can tend to result in non-portable code.
7198 But, they are widely used in existing Fortran code in ways
7199 that often are quite portable.
7200 Therefore, they are enabled by default.
7201
7202 @node Ugly Integer Conversions
7203 @subsection Ugly Integer Conversions
7204
7205 The constructs enabled via @samp{-fugly-logint} are:
7206
7207 @itemize @bullet
7208 @item
7209 Automatic conversion between @code{INTEGER} and @code{LOGICAL} as
7210 dictated by
7211 context (typically implies nonportable dependencies on how a
7212 particular implementation encodes @code{.TRUE.} and @code{.FALSE.}).
7213
7214 @item
7215 Use of a @code{LOGICAL} variable in @code{ASSIGN} and assigned-@code{GOTO}
7216 statements.
7217 @end itemize
7218
7219 The above constructs are disabled by default because use
7220 of them tends to lead to non-portable code.
7221 Even existing Fortran code that uses that often turns out
7222 to be non-portable, if not outright buggy.
7223
7224 Some of this is due to differences among implementations as
7225 far as how @code{.TRUE.} and @code{.FALSE.} are encoded as
7226 @code{INTEGER} values---Fortran code that assumes a particular
7227 coding is likely to use one of the above constructs, and is
7228 also likely to not work correctly on implementations using
7229 different encodings.
7230
7231 @xref{Equivalence Versus Equality}, for more information.
7232
7233 @node Ugly Assigned Labels
7234 @subsection Ugly Assigned Labels
7235 @cindex ASSIGN statement
7236 @cindex statements, ASSIGN
7237 @cindex assigned labels
7238 @cindex pointers
7239
7240 The @samp{-fugly-assign} option forces @code{g77} to use the
7241 same storage for assigned labels as it would for a normal
7242 assignment to the same variable.
7243
7244 For example, consider the following code fragment:
7245
7246 @example
7247 I = 3
7248 ASSIGN 10 TO I
7249 @end example
7250
7251 @noindent
7252 Normally, for portability and improved diagnostics, @code{g77}
7253 reserves distinct storage for a ``sibling'' of @samp{I}, used
7254 only for @code{ASSIGN} statements to that variable (along with
7255 the corresponding assigned-@code{GOTO} and assigned-@code{FORMAT}-I/O
7256 statements that reference the variable).
7257
7258 However, some code (that violates the ANSI FORTRAN 77 standard)
7259 attempts to copy assigned labels among variables involved with
7260 @code{ASSIGN} statements, as in:
7261
7262 @example
7263 ASSIGN 10 TO I
7264 ISTATE(5) = I
7265 @dots{}
7266 J = ISTATE(ICUR)
7267 GOTO J
7268 @end example
7269
7270 @noindent
7271 Such code doesn't work under @code{g77} unless @samp{-fugly-assign}
7272 is specified on the command-line, ensuring that the value of @code{I}
7273 referenced in the second line is whatever value @code{g77} uses
7274 to designate statement label @samp{10}, so the value may be
7275 copied into the @samp{ISTATE} array, later retrieved into a
7276 variable of the appropriate type (@samp{J}), and used as the target of
7277 an assigned-@code{GOTO} statement.
7278
7279 @emph{Note:} To avoid subtle program bugs,
7280 when @samp{-fugly-assign} is specified,
7281 @code{g77} requires the type of variables
7282 specified in assigned-label contexts
7283 @emph{must} be the same type returned by @code{%LOC()}.
7284 On many systems, this type is effectively the same
7285 as @code{INTEGER(KIND=1)}, while, on others, it is
7286 effectively the same as @code{INTEGER(KIND=2)}.
7287
7288 Do @emph{not} depend on @code{g77} actually writing valid pointers
7289 to these variables, however.
7290 While @code{g77} currently chooses that implementation, it might
7291 be changed in the future.
7292
7293 @xref{Assigned Statement Labels,,Assigned Statement Labels (ASSIGN and GOTO)},
7294 for implementation details on assigned-statement labels.
7295
7296 @node Compiler
7297 @chapter The GNU Fortran Compiler
7298
7299 The GNU Fortran compiler, @code{g77}, supports programs written
7300 in the GNU Fortran language and in some other dialects of Fortran.
7301
7302 Some aspects of how @code{g77} works are universal regardless
7303 of dialect, and yet are not properly part of the GNU Fortran
7304 language itself.
7305 These are described below.
7306
7307 @emph{Note: This portion of the documentation definitely needs a lot
7308 of work!}
7309
7310 @menu
7311 * Compiler Limits::
7312 * Run-time Environment Limits::
7313 * Compiler Types::
7314 * Compiler Constants::
7315 * Compiler Intrinsics::
7316 @end menu
7317
7318 @node Compiler Limits
7319 @section Compiler Limits
7320 @cindex limits, compiler
7321 @cindex compiler limits
7322
7323 @code{g77}, as with GNU tools in general, imposes few arbitrary restrictions
7324 on lengths of identifiers, number of continuation lines, number of external
7325 symbols in a program, and so on.
7326
7327 @cindex options, -Nl
7328 @cindex -Nl option
7329 @cindex options, -Nx
7330 @cindex -Nx option
7331 @cindex limits, continuation lines
7332 @cindex limits, lengths of names
7333 For example, some other Fortran compiler have an option
7334 (such as @samp{-Nl@var{x}}) to increase the limit on the
7335 number of continuation lines.
7336 Also, some Fortran compilation systems have an option
7337 (such as @samp{-Nx@var{x}}) to increase the limit on the
7338 number of external symbols.
7339
7340 @code{g77}, @code{gcc}, and GNU @code{ld} (the GNU linker) have
7341 no equivalent options, since they do not impose arbitrary
7342 limits in these areas.
7343
7344 @cindex rank, maximum
7345 @cindex maximum rank
7346 @cindex number of dimensions, maximum
7347 @cindex maximum number of dimensions
7348 @cindex limits, rank
7349 @cindex limits, array dimensions
7350 @code{g77} does currently limit the number of dimensions in an array
7351 to the same degree as do the Fortran standards---seven (7).
7352 This restriction might be lifted in a future version.
7353
7354 @node Run-time Environment Limits
7355 @section Run-time Environment Limits
7356 @cindex limits, run-time library
7357 @cindex wraparound
7358
7359 As a portable Fortran implementation,
7360 @code{g77} offers its users direct access to,
7361 and otherwise depends upon,
7362 the underlying facilities of the system
7363 used to build @code{g77},
7364 the system on which @code{g77} itself is used to compile programs,
7365 and the system on which the @code{g77}-compiled program is actually run.
7366 (For most users, the three systems are of the same
7367 type---combination of operating environment and hardware---often
7368 the same physical system.)
7369
7370 The run-time environment for a particular system
7371 inevitably imposes some limits on a program's use
7372 of various system facilities.
7373 These limits vary from system to system.
7374
7375 Even when such limits might be well beyond the
7376 possibility of being encountered on a particular system,
7377 the @code{g77} run-time environment
7378 has certain built-in limits,
7379 usually, but not always, stemming from intrinsics
7380 with inherently limited interfaces.
7381
7382 Currently, the @code{g77} run-time environment
7383 does not generally offer a less-limiting environment
7384 by augmenting the underlying system's own environment.
7385
7386 Therefore, code written in the GNU Fortran language,
7387 while syntactically and semantically portable,
7388 might nevertheless make non-portable assumptions
7389 about the run-time environment---assumptions that
7390 prove to be false for some particular environments.
7391
7392 The GNU Fortran language,
7393 the @code{g77} compiler and run-time environment,
7394 and the @code{g77} documentation
7395 do not yet offer comprehensive portable work-arounds for such limits,
7396 though programmers should be able to
7397 find their own in specific instances.
7398
7399 Not all of the limitations are described in this document.
7400 Some of the known limitations include:
7401
7402 @menu
7403 * Timer Wraparounds::
7404 * Year 2000 (Y2K) Problems::
7405 * Array Size::
7406 * Character-variable Length::
7407 * Year 10000 (Y10K) Problems::
7408 @end menu
7409
7410 @node Timer Wraparounds
7411 @subsection Timer Wraparounds
7412
7413 Intrinsics that return values computed from system timers,
7414 whether elapsed (wall-clock) timers,
7415 process CPU timers,
7416 or other kinds of timers,
7417 are prone to experiencing wrap-around errors
7418 (or returning wrapped-around values from successive calls)
7419 due to insufficient ranges
7420 offered by the underlying system's timers.
7421
7422 @cindex negative time
7423 @cindex short time
7424 @cindex long time
7425 Some of the symptoms of such behaviors include
7426 apparently negative time being computed for a duration,
7427 an extremely short amount of time being computed for a long duration,
7428 and an extremely long amount of time being computed for a short duration.
7429
7430 See the following for intrinsics
7431 known to have potential problems in these areas
7432 on at least some systems:
7433 @ref{CPU_Time Intrinsic},
7434 @ref{DTime Intrinsic (function)}, @ref{DTime Intrinsic (subroutine)},
7435 @ref{ETime Intrinsic (function)}, @ref{ETime Intrinsic (subroutine)},
7436 @ref{MClock Intrinsic}, @ref{MClock8 Intrinsic},
7437 @ref{Secnds Intrinsic},
7438 @ref{Second Intrinsic (function)}, @ref{Second Intrinsic (subroutine)},
7439 @ref{System_Clock Intrinsic},
7440 @ref{Time Intrinsic (UNIX)}, @ref{Time Intrinsic (VXT)},
7441 @ref{Time8 Intrinsic}.
7442
7443 @node Year 2000 (Y2K) Problems
7444 @subsection Year 2000 (Y2K) Problems
7445 @cindex Y2K compliance
7446 @cindex Year 2000 compliance
7447
7448 While the @code{g77} compiler itself is believed to
7449 be Year-2000 (Y2K) compliant,
7450 some intrinsics are not,
7451 and, potentially, some underlying systems are not,
7452 perhaps rendering some Y2K-compliant intrinsics
7453 non-compliant when used on those particular systems.
7454
7455 Fortran code that uses non-Y2K-compliant intrinsics
7456 (listed below)
7457 is, itself, almost certainly not compliant,
7458 and should be modified to use Y2K-compliant intrinsics instead.
7459
7460 Fortran code that uses no non-Y2K-compliant intrinsics,
7461 but which currently is running on a non-Y2K-compliant system,
7462 can be made more Y2K compliant by compiling and
7463 linking it for use on a new Y2K-compliant system,
7464 such as a new version of an old, non-Y2K-compliant, system.
7465
7466 Currently, information on Y2K and related issues
7467 is being maintained at
7468 @uref{http://www.gnu.org/software/year2000-list.html}.
7469
7470 See the following for intrinsics
7471 known to have potential problems in these areas
7472 on at least some systems:
7473 @ref{Date Intrinsic},
7474 @ref{IDate Intrinsic (VXT)}.
7475
7476 @cindex y2kbuggy
7477 @cindex date_y2kbuggy_0
7478 @cindex vxtidate_y2kbuggy_0
7479 @cindex G77_date_y2kbuggy_0
7480 @cindex G77_vxtidate_y2kbuggy_0
7481 The @code{libg2c} library
7482 shipped with any @code{g77} that warns
7483 about invocation of a non-Y2K-compliant intrinsic
7484 has renamed the @code{EXTERNAL} procedure names
7485 of those intrinsics.
7486 This is done so that
7487 the @code{libg2c} implementations of these intrinsics
7488 cannot be directly linked to
7489 as @code{EXTERNAL} names
7490 (which normally would avoid the non-Y2K-intrinsic warning).
7491
7492 The renamed forms of the @code{EXTERNAL} names
7493 of these renamed procedures
7494 may be linked to
7495 by appending the string @samp{_y2kbug}
7496 to the name of the procedure
7497 in the source code.
7498 For example:
7499
7500 @smallexample
7501 CHARACTER*20 STR
7502 INTEGER YY, MM, DD
7503 EXTERNAL DATE_Y2KBUG, VXTIDATE_Y2KBUG
7504 CALL DATE_Y2KBUG (STR)
7505 CALL VXTIDATE_Y2KBUG (MM, DD, YY)
7506 @end smallexample
7507
7508 (Note that the @code{EXTERNAL} statement
7509 is not actually required,
7510 since the modified names are not recognized as intrinsics
7511 by the current version of @code{g77}.
7512 But it is shown in this specific case,
7513 for purposes of illustration.)
7514
7515 The renaming of @code{EXTERNAL} procedure names of these intrinsics
7516 causes unresolved references at link time.
7517 For example, @samp{EXTERNAL DATE; CALL DATE(STR)}
7518 is normally compiled by @code{g77}
7519 as, in C, @samp{date_(&str, 20);}.
7520 This, in turn, links to the @code{date_} procedure
7521 in the @code{libE77} portion of @code{libg2c},
7522 which purposely calls a nonexistent procedure
7523 named @code{G77_date_y2kbuggy_0}.
7524 The resulting link-time error is designed, via this name,
7525 to encourage the programmer to look up the
7526 index entries to this portion of the @code{g77} documentation.
7527
7528 Generally, we recommend that the @code{EXTERNAL} method
7529 of invoking procedures in @code{libg2c}
7530 @emph{not} be used.
7531 When used, some of the correctness checking
7532 normally performed by @code{g77}
7533 is skipped.
7534
7535 In particular, it is probably better to use the
7536 @code{INTRINSIC} method of invoking
7537 non-Y2K-compliant procedures,
7538 so anyone compiling the code
7539 can quickly notice the potential Y2K problems
7540 (via the warnings printing by @code{g77})
7541 without having to even look at the code itself.
7542
7543 If there are problems linking @code{libg2c}
7544 to code compiled by @code{g77}
7545 that involve the string @samp{y2kbug},
7546 and these are not explained above,
7547 that probably indicates
7548 that a version of @code{libg2c}
7549 older than @code{g77}
7550 is being linked to,
7551 or that the new library is being linked
7552 to code compiled by an older version of @code{g77}.
7553
7554 That's because, as of the version that warns about
7555 non-Y2K-compliant intrinsic invocation,
7556 @code{g77} references the @code{libg2c} implementations
7557 of those intrinsics
7558 using new names, containing the string @samp{y2kbug}.
7559
7560 So, linking newly-compiled code
7561 (invoking one of the intrinsics in question)
7562 to an old library
7563 might yield an unresolved reference
7564 to @code{G77_date_y2kbug_0}.
7565 (The old library calls it @code{G77_date_0}.)
7566
7567 Similarly, linking previously-compiled code
7568 to a new library
7569 might yield an unresolved reference
7570 to @code{G77_vxtidate_0}.
7571 (The new library calls it @code{G77_vxtidate_y2kbug_0}.)
7572
7573 The proper fix for the above problems
7574 is to obtain the latest release of @code{g77}
7575 and related products
7576 (including @code{libg2c})
7577 and install them on all systems,
7578 then recompile, relink, and install
7579 (as appropriate)
7580 all existing Fortran programs.
7581
7582 (Normally, this sort of renaming is steadfastly avoided.
7583 In this case, however, it seems more important to highlight
7584 potential Y2K problems
7585 than to ease the transition
7586 of potentially non-Y2K-compliant code
7587 to new versions of @code{g77} and @code{libg2c}.)
7588
7589 @node Array Size
7590 @subsection Array Size
7591 @cindex limits, array size
7592 @cindex array size
7593
7594 Currently, @code{g77} uses the default @code{INTEGER} type
7595 for array indexes,
7596 which limits the sizes of single-dimension arrays
7597 on systems offering a larger address space
7598 than can be addressed by that type.
7599 (That @code{g77} puts all arrays in memory
7600 could be considered another limitation---it
7601 could use large temporary files---but that decision
7602 is left to the programmer as an implementation choice
7603 by most Fortran implementations.)
7604
7605 @c ??? Investigate this, to offer a more clear statement
7606 @c than the following paragraphs do.  -- burley 1999-02-17
7607 It is not yet clear whether this limitation
7608 never, sometimes, or always applies to the
7609 sizes of multiple-dimension arrays as a whole.
7610
7611 For example, on a system with 64-bit addresses
7612 and 32-bit default @code{INTEGER},
7613 an array with a size greater than can be addressed
7614 by a 32-bit offset
7615 can be declared using multiple dimensions.
7616 Such an array is therefore larger
7617 than a single-dimension array can be,
7618 on the same system.
7619
7620 @cindex limits, multi-dimension arrays
7621 @cindex multi-dimension arrays
7622 @cindex arrays, dimensioning
7623 Whether large multiple-dimension arrays are reliably supported
7624 depends mostly on the @code{gcc} back end (code generator)
7625 used by @code{g77}, and has not yet been fully investigated.
7626
7627 @node Character-variable Length
7628 @subsection Character-variable Length
7629 @cindex limits, on character-variable length
7630 @cindex character-variable length
7631
7632 Currently, @code{g77} uses the default @code{INTEGER} type
7633 for the lengths of @code{CHARACTER} variables
7634 and array elements.
7635
7636 This means that, for example,
7637 a system with a 64-bit address space
7638 and a 32-bit default @code{INTEGER} type
7639 does not, under @code{g77},
7640 support a @code{CHARACTER*@var{n}} declaration
7641 where @var{n} is greater than 2147483647.
7642
7643 @node Year 10000 (Y10K) Problems
7644 @subsection Year 10000 (Y10K) Problems
7645 @cindex Y10K compliance
7646 @cindex Year 10000 compliance
7647
7648 Most intrinsics returning, or computing values based on,
7649 date information are prone to Year-10000 (Y10K) problems,
7650 due to supporting only 4 digits for the year.
7651
7652 See the following for examples:
7653 @ref{FDate Intrinsic (function)}, @ref{FDate Intrinsic (subroutine)},
7654 @ref{IDate Intrinsic (UNIX)},
7655 @ref{Time Intrinsic (VXT)},
7656 @ref{Date_and_Time Intrinsic}.
7657
7658 @node Compiler Types
7659 @section Compiler Types
7660 @cindex types, of data
7661 @cindex data types
7662
7663 Fortran implementations have a fair amount of freedom given them by the
7664 standard as far as how much storage space is used and how much precision
7665 and range is offered by the various types such as @code{LOGICAL(KIND=1)},
7666 @code{INTEGER(KIND=1)}, @code{REAL(KIND=1)}, @code{REAL(KIND=2)},
7667 @code{COMPLEX(KIND=1)}, and @code{CHARACTER}.
7668 Further, many compilers offer so-called @samp{*@var{n}} notation, but
7669 the interpretation of @var{n} varies across compilers and target architectures.
7670
7671 The standard requires that @code{LOGICAL(KIND=1)}, @code{INTEGER(KIND=1)},
7672 and @code{REAL(KIND=1)}
7673 occupy the same amount of storage space, and that @code{COMPLEX(KIND=1)}
7674 and @code{REAL(KIND=2)} take twice as much storage space as @code{REAL(KIND=1)}.
7675 Further, it requires that @code{COMPLEX(KIND=1)}
7676 entities be ordered such that when a @code{COMPLEX(KIND=1)} variable is
7677 storage-associated (such as via @code{EQUIVALENCE})
7678 with a two-element @code{REAL(KIND=1)} array named @samp{R}, @samp{R(1)}
7679 corresponds to the real element and @samp{R(2)} to the imaginary
7680 element of the @code{COMPLEX(KIND=1)} variable.
7681
7682 (Few requirements as to precision or ranges of any of these are
7683 placed on the implementation, nor is the relationship of storage sizes of
7684 these types to the @code{CHARACTER} type specified, by the standard.)
7685
7686 @code{g77} follows the above requirements, warning when compiling
7687 a program requires placement of items in memory that contradict the
7688 requirements of the target architecture.
7689 (For example, a program can require placement of a @code{REAL(KIND=2)}
7690 on a boundary that is not an even multiple of its size, but still an
7691 even multiple of the size of a @code{REAL(KIND=1)} variable.
7692 On some target architectures, using the canonical
7693 mapping of Fortran types to underlying architectural types, such
7694 placement is prohibited by the machine definition or
7695 the Application Binary Interface (ABI) in force for
7696 the configuration defined for building @code{gcc} and @code{g77}.
7697 @code{g77} warns about such
7698 situations when it encounters them.)
7699
7700 @code{g77} follows consistent rules for configuring the mapping between Fortran
7701 types, including the @samp{*@var{n}} notation, and the underlying architectural
7702 types as accessed by a similarly-configured applicable version of the
7703 @code{gcc} compiler.
7704 These rules offer a widely portable, consistent Fortran/C
7705 environment, although they might well conflict with the expectations of
7706 users of Fortran compilers designed and written for particular
7707 architectures.
7708
7709 These rules are based on the configuration that is in force for the
7710 version of @code{gcc} built in the same release as @code{g77} (and
7711 which was therefore used to build both the @code{g77} compiler
7712 components and the @code{libg2c} run-time library):
7713
7714 @table @code
7715 @cindex REAL(KIND=1) type
7716 @cindex types, REAL(KIND=1)
7717 @item REAL(KIND=1)
7718 Same as @code{float} type.
7719
7720 @cindex REAL(KIND=2) type
7721 @cindex types, REAL(KIND=2)
7722 @item REAL(KIND=2)
7723 Same as whatever floating-point type that is twice the size
7724 of a @code{float}---usually, this is a @code{double}.
7725
7726 @cindex INTEGER(KIND=1) type
7727 @cindex types, INTEGER(KIND=1)
7728 @item INTEGER(KIND=1)
7729 Same as an integral type that is occupies the same amount
7730 of memory storage as @code{float}---usually, this is either
7731 an @code{int} or a @code{long int}.
7732
7733 @cindex LOGICAL(KIND=1) type
7734 @cindex types, LOGICAL(KIND=1)
7735 @item LOGICAL(KIND=1)
7736 Same @code{gcc} type as @code{INTEGER(KIND=1)}.
7737
7738 @cindex INTEGER(KIND=2) type
7739 @cindex types, INTEGER(KIND=2)
7740 @item INTEGER(KIND=2)
7741 Twice the size, and usually nearly twice the range,
7742 as @code{INTEGER(KIND=1)}---usually, this is either
7743 a @code{long int} or a @code{long long int}.
7744
7745 @cindex LOGICAL(KIND=2) type
7746 @cindex types, LOGICAL(KIND=2)
7747 @item LOGICAL(KIND=2)
7748 Same @code{gcc} type as @code{INTEGER(KIND=2)}.
7749
7750 @cindex INTEGER(KIND=3) type
7751 @cindex types, INTEGER(KIND=3)
7752 @item INTEGER(KIND=3)
7753 Same @code{gcc} type as signed @code{char}.
7754
7755 @cindex LOGICAL(KIND=3) type
7756 @cindex types, LOGICAL(KIND=3)
7757 @item LOGICAL(KIND=3)
7758 Same @code{gcc} type as @code{INTEGER(KIND=3)}.
7759
7760 @cindex INTEGER(KIND=6) type
7761 @cindex types, INTEGER(KIND=6)
7762 @item INTEGER(KIND=6)
7763 Twice the size, and usually nearly twice the range,
7764 as @code{INTEGER(KIND=3)}---usually, this is
7765 a @code{short}.
7766
7767 @cindex LOGICAL(KIND=6) type
7768 @cindex types, LOGICAL(KIND=6)
7769 @item LOGICAL(KIND=6)
7770 Same @code{gcc} type as @code{INTEGER(KIND=6)}.
7771
7772 @cindex COMPLEX(KIND=1) type
7773 @cindex types, COMPLEX(KIND=1)
7774 @item COMPLEX(KIND=1)
7775 Two @code{REAL(KIND=1)} scalars (one for the real part followed by
7776 one for the imaginary part).
7777
7778 @cindex COMPLEX(KIND=2) type
7779 @cindex types, COMPLEX(KIND=2)
7780 @item COMPLEX(KIND=2)
7781 Two @code{REAL(KIND=2)} scalars.
7782
7783 @cindex *@var{n} notation
7784 @item @var{numeric-type}*@var{n}
7785 (Where @var{numeric-type} is any type other than @code{CHARACTER}.)
7786 Same as whatever @code{gcc} type occupies @var{n} times the storage
7787 space of a @code{gcc} @code{char} item.
7788
7789 @cindex DOUBLE PRECISION type
7790 @cindex types, DOUBLE PRECISION
7791 @item DOUBLE PRECISION
7792 Same as @code{REAL(KIND=2)}.
7793
7794 @cindex DOUBLE COMPLEX type
7795 @cindex types, DOUBLE COMPLEX
7796 @item DOUBLE COMPLEX
7797 Same as @code{COMPLEX(KIND=2)}.
7798 @end table
7799
7800 Note that the above are proposed correspondences and might change
7801 in future versions of @code{g77}---avoid writing code depending
7802 on them.
7803
7804 Other types supported by @code{g77}
7805 are derived from gcc types such as @code{char}, @code{short},
7806 @code{int}, @code{long int}, @code{long long int}, @code{long double},
7807 and so on.
7808 That is, whatever types @code{gcc} already supports, @code{g77} supports
7809 now or probably will support in a future version.
7810 The rules for the @samp{@var{numeric-type}*@var{n}} notation
7811 apply to these types,
7812 and new values for @samp{@var{numeric-type}(KIND=@var{n})} will be
7813 assigned in a way that encourages clarity, consistency, and portability.
7814
7815 @node Compiler Constants
7816 @section Compiler Constants
7817 @cindex constants
7818 @cindex types, constants
7819
7820 @code{g77} strictly assigns types to @emph{all} constants not
7821 documented as ``typeless'' (typeless constants including @samp{'1'Z},
7822 for example).
7823 Many other Fortran compilers attempt to assign types to typed constants
7824 based on their context.
7825 This results in hard-to-find bugs, nonportable
7826 code, and is not in the spirit (though it strictly follows the letter)
7827 of the 77 and 90 standards.
7828
7829 @code{g77} might offer, in a future release, explicit constructs by
7830 which a wider variety of typeless constants may be specified, and/or
7831 user-requested warnings indicating places where @code{g77} might differ
7832 from how other compilers assign types to constants.
7833
7834 @xref{Context-Sensitive Constants}, for more information on this issue.
7835
7836 @node Compiler Intrinsics
7837 @section Compiler Intrinsics
7838
7839 @code{g77} offers an ever-widening set of intrinsics.
7840 Currently these all are procedures (functions and subroutines).
7841
7842 Some of these intrinsics are unimplemented, but their names reserved
7843 to reduce future problems with existing code as they are implemented.
7844 Others are implemented as part of the GNU Fortran language, while
7845 yet others are provided for compatibility with other dialects of
7846 Fortran but are not part of the GNU Fortran language.
7847
7848 To manage these distinctions, @code{g77} provides intrinsic @emph{groups},
7849 a facility that is simply an extension of the intrinsic groups provided
7850 by the GNU Fortran language.
7851
7852 @menu
7853 * Intrinsic Groups::  How intrinsics are grouped for easy management.
7854 * Other Intrinsics::  Intrinsics other than those in the GNU
7855                        Fortran language.
7856 @end menu
7857
7858 @node Intrinsic Groups
7859 @subsection Intrinsic Groups
7860 @cindex groups of intrinsics
7861 @cindex intrinsics, groups
7862
7863 A given specific intrinsic belongs in one or more groups.
7864 Each group is deleted, disabled, hidden, or enabled
7865 by default or a command-line option.
7866 The meaning of each term follows.
7867
7868 @table @b
7869 @cindex deleted intrinsics
7870 @cindex intrinsics, deleted
7871 @item Deleted
7872 No intrinsics are recognized as belonging to that group.
7873
7874 @cindex disabled intrinsics
7875 @cindex intrinsics, disabled
7876 @item Disabled
7877 Intrinsics are recognized as belonging to the group, but
7878 references to them (other than via the @code{INTRINSIC} statement)
7879 are disallowed through that group.
7880
7881 @cindex hidden intrinsics
7882 @cindex intrinsics, hidden
7883 @item Hidden
7884 Intrinsics in that group are recognized and enabled (if implemented)
7885 @emph{only} if the first mention of the actual name of an intrinsic
7886 in a program unit is in an @code{INTRINSIC} statement.
7887
7888 @cindex enabled intrinsics
7889 @cindex intrinsics, enabled
7890 @item Enabled
7891 Intrinsics in that group are recognized and enabled (if implemented).
7892 @end table
7893
7894 The distinction between deleting and disabling a group is illustrated
7895 by the following example.
7896 Assume intrinsic @samp{FOO} belongs only to group @samp{FGR}.
7897 If group @samp{FGR} is deleted, the following program unit will
7898 successfully compile, because @samp{FOO()} will be seen as a
7899 reference to an external function named @samp{FOO}:
7900
7901 @example
7902 PRINT *, FOO()
7903 END
7904 @end example
7905
7906 @noindent
7907 If group @samp{FGR} is disabled, compiling the above program will produce
7908 diagnostics, either because the @samp{FOO} intrinsic is improperly invoked
7909 or, if properly invoked, it is not enabled.
7910 To change the above program so it references an external function @samp{FOO}
7911 instead of the disabled @samp{FOO} intrinsic,
7912 add the following line to the top:
7913
7914 @example
7915 EXTERNAL FOO
7916 @end example
7917
7918 @noindent
7919 So, deleting a group tells @code{g77} to pretend as though the intrinsics in
7920 that group do not exist at all, whereas disabling it tells @code{g77} to
7921 recognize them as (disabled) intrinsics in intrinsic-like contexts.
7922
7923 Hiding a group is like enabling it, but the intrinsic must be first
7924 named in an @code{INTRINSIC} statement to be considered a reference to the
7925 intrinsic rather than to an external procedure.
7926 This might be the ``safest'' way to treat a new group of intrinsics
7927 when compiling old
7928 code, because it allows the old code to be generally written as if
7929 those new intrinsics never existed, but to be changed to use them
7930 by inserting @code{INTRINSIC} statements in the appropriate places.
7931 However, it should be the goal of development to use @code{EXTERNAL}
7932 for all names of external procedures that might be intrinsic names.
7933
7934 If an intrinsic is in more than one group, it is enabled if any of its
7935 containing groups are enabled; if not so enabled, it is hidden if
7936 any of its containing groups are hidden; if not so hidden, it is disabled
7937 if any of its containing groups are disabled; if not so disabled, it is
7938 deleted.
7939 This extra complication is necessary because some intrinsics,
7940 such as @code{IBITS}, belong to more than one group, and hence should be
7941 enabled if any of the groups to which they belong are enabled, and so
7942 on.
7943
7944 The groups are:
7945
7946 @cindex intrinsics, groups of
7947 @cindex groups of intrinsics
7948 @table @code
7949 @cindex @code{badu77} intrinsics group
7950 @item badu77
7951 UNIX intrinsics having inappropriate forms (usually functions that
7952 have intended side effects).
7953
7954 @cindex @code{gnu} intrinsics group
7955 @item gnu
7956 Intrinsics the GNU Fortran language supports that are extensions to
7957 the Fortran standards (77 and 90).
7958
7959 @cindex @code{f2c} intrinsics group
7960 @item f2c
7961 Intrinsics supported by AT&T's @code{f2c} converter and/or @code{libf2c}.
7962
7963 @cindex @code{f90} intrinsics group
7964 @item f90
7965 Fortran 90 intrinsics.
7966
7967 @cindex @code{mil} intrinsics group
7968 @item mil
7969 MIL-STD 1753 intrinsics (@code{MVBITS}, @code{IAND}, @code{BTEST}, and so on).
7970
7971 @cindex @code{mil} intrinsics group
7972 @item unix
7973 UNIX intrinsics (@code{IARGC}, @code{EXIT}, @code{ERF}, and so on).
7974
7975 @cindex @code{mil} intrinsics group
7976 @item vxt
7977 VAX/VMS FORTRAN (current as of v4) intrinsics.
7978 @end table
7979
7980 @node Other Intrinsics
7981 @subsection Other Intrinsics
7982 @cindex intrinsics, others
7983 @cindex other intrinsics
7984
7985 @code{g77} supports intrinsics other than those in the GNU Fortran
7986 language proper.
7987 This set of intrinsics is described below.
7988
7989 @ifinfo
7990 (Note that the empty lines appearing in the menu below
7991 are not intentional---they result from a bug in the
7992 @code{makeinfo} program.)
7993 @end ifinfo
7994
7995 @c The actual documentation for intrinsics comes from
7996 @c intdoc.texi, which in turn is automatically generated
7997 @c from the internal g77 tables in intrin.def _and_ the
7998 @c largely hand-written text in intdoc.h.  So, if you want
7999 @c to change or add to existing documentation on intrinsics,
8000 @c you probably want to edit intdoc.h.
8001 @c
8002 @clear familyF77
8003 @clear familyGNU
8004 @clear familyASC
8005 @clear familyMIL
8006 @clear familyF90
8007 @set familyVXT
8008 @set familyFVZ
8009 @clear familyF2C
8010 @clear familyF2U
8011 @set familyBADU77
8012 @include intdoc.texi
8013
8014 @node Other Compilers
8015 @chapter Other Compilers
8016
8017 An individual Fortran source file can be compiled to
8018 an object (@file{*.o}) file instead of to the final
8019 program executable.
8020 This allows several portions of a program to be compiled
8021 at different times and linked together whenever a new
8022 version of the program is needed.
8023 However, it introduces the issue of @dfn{object compatibility}
8024 across the various object files (and libraries, or @file{*.a}
8025 files) that are linked together to produce any particular
8026 executable file.
8027
8028 Object compatibility is an issue when combining, in one
8029 program, Fortran code compiled by more than one compiler
8030 (or more than one configuration of a compiler).
8031 If the compilers
8032 disagree on how to transform the names of procedures, there
8033 will normally be errors when linking such programs.
8034 Worse, if the compilers agree on naming, but disagree on issues
8035 like how to pass parameters, return arguments, and lay out
8036 @code{COMMON} areas, the earliest detected errors might be the
8037 incorrect results produced by the program (and that assumes
8038 these errors are detected, which is not always the case).
8039
8040 Normally, @code{g77} generates code that is
8041 object-compatible with code generated by a version of
8042 @code{f2c} configured (with, for example, @file{f2c.h} definitions)
8043 to be generally compatible with @code{g77} as built by @code{gcc}.
8044 (Normally, @code{f2c} will, by default, conform to the appropriate
8045 configuration, but it is possible that older or perhaps even newer
8046 versions of @code{f2c}, or versions having certain configuration changes
8047 to @code{f2c} internals, will produce object files that are
8048 incompatible with @code{g77}.)
8049
8050 For example, a Fortran string subroutine
8051 argument will become two arguments on the C side: a @code{char *}
8052 and an @code{int} length.
8053
8054 Much of this compatibility results from the fact that
8055 @code{g77} uses the same run-time library,
8056 @code{libf2c}, used by @code{f2c},
8057 though @code{g77} gives its version the name @code{libg2c}
8058 so as to avoid conflicts when linking,
8059 installing them in the same directories,
8060 and so on.
8061
8062 Other compilers might or might not generate code that
8063 is object-compatible with @code{libg2c} and current @code{g77},
8064 and some might offer such compatibility only when explicitly
8065 selected via a command-line option to the compiler.
8066
8067 @emph{Note: This portion of the documentation definitely needs a lot
8068 of work!}
8069
8070 @menu
8071 * Dropping f2c Compatibility::  When speed is more important.
8072 * Compilers Other Than f2c::    Interoperation with code from other compilers.
8073 @end menu
8074
8075 @node Dropping f2c Compatibility
8076 @section Dropping @code{f2c} Compatibility
8077
8078 Specifying @samp{-fno-f2c} allows @code{g77} to generate, in
8079 some cases, faster code, by not needing to allow to the possibility
8080 of linking with code compiled by @code{f2c}.
8081
8082 For example, this affects how @code{REAL(KIND=1)},
8083 @code{COMPLEX(KIND=1)}, and @code{COMPLEX(KIND=2)} functions are called.
8084 With @samp{-fno-f2c}, they are
8085 compiled as returning the appropriate @code{gcc} type
8086 (@code{float}, @code{__complex__ float}, @code{__complex__ double},
8087 in many configurations).
8088
8089 With @samp{-ff2c} in force, they
8090 are compiled differently (with perhaps slower run-time performance)
8091 to accommodate the restrictions inherent in @code{f2c}'s use of K&R
8092 C as an intermediate language---@code{REAL(KIND=1)} functions
8093 return C's @code{double} type, while @code{COMPLEX} functions return
8094 @code{void} and use an extra argument pointing to a place for the functions to
8095 return their values.
8096
8097 It is possible that, in some cases, leaving @samp{-ff2c} in force
8098 might produce faster code than using @samp{-fno-f2c}.
8099 Feel free to experiment, but remember to experiment with changing the way
8100 @emph{entire programs and their Fortran libraries are compiled} at
8101 a time, since this sort of experimentation affects the interface
8102 of code generated for a Fortran source file---that is, it affects
8103 object compatibility.
8104
8105 Note that @code{f2c} compatibility is a fairly static target to achieve,
8106 though not necessarily perfectly so, since, like @code{g77}, it is
8107 still being improved.
8108 However, specifying @samp{-fno-f2c} causes @code{g77}
8109 to generate code that will probably be incompatible with code
8110 generated by future versions of @code{g77} when the same option
8111 is in force.
8112 You should make sure you are always able to recompile complete
8113 programs from source code when upgrading to new versions of @code{g77}
8114 or @code{f2c}, especially when using options such as @samp{-fno-f2c}.
8115
8116 Therefore, if you are using @code{g77} to compile libraries and other
8117 object files for possible future use and you don't want to require
8118 recompilation for future use with subsequent versions of @code{g77},
8119 you might want to stick with @code{f2c} compatibility for now, and
8120 carefully watch for any announcements about changes to the
8121 @code{f2c}/@code{libf2c} interface that might affect existing programs
8122 (thus requiring recompilation).
8123
8124 It is probable that a future version of @code{g77} will not,
8125 by default, generate object files compatible with @code{f2c},
8126 and that version probably would no longer use @code{libf2c}.
8127 If you expect to depend on this compatibility in the
8128 long term, use the options @samp{-ff2c -ff2c-library} when compiling
8129 all of the applicable code.
8130 This should cause future versions of @code{g77} either to produce
8131 compatible code (at the expense of the availability of some features and
8132 performance), or at the very least, to produce diagnostics.
8133
8134 (The library @code{g77} produces will no longer be named @file{libg2c}
8135 when it is no longer generally compatible with @file{libf2c}.
8136 It will likely be referred to, and, if installed as a distinct
8137 library, named @code{libg77}, or some other as-yet-unused name.)
8138
8139 @node Compilers Other Than f2c
8140 @section Compilers Other Than @code{f2c}
8141
8142 On systems with Fortran compilers other than @code{f2c} and @code{g77},
8143 code compiled by @code{g77} is not expected to work
8144 well with code compiled by the native compiler.
8145 (This is true for @code{f2c}-compiled objects as well.)
8146 Libraries compiled with the native compiler probably will have
8147 to be recompiled with @code{g77} to be used with @code{g77}-compiled code.
8148
8149 Reasons for such incompatibilities include:
8150
8151 @itemize @bullet
8152 @item
8153 There might be differences in the way names of Fortran procedures
8154 are translated for use in the system's object-file format.
8155 For example, the statement @samp{CALL FOO} might be compiled
8156 by @code{g77} to call a procedure the linker @code{ld} sees
8157 given the name @samp{_foo_}, while the apparently corresponding
8158 statement @samp{SUBROUTINE FOO} might be compiled by the
8159 native compiler to define the linker-visible name @samp{_foo},
8160 or @samp{_FOO_}, and so on.
8161
8162 @item
8163 There might be subtle type mismatches which cause subroutine arguments
8164 and function return values to get corrupted.
8165
8166 This is why simply getting @code{g77} to
8167 transform procedure names the same way a native
8168 compiler does is not usually a good idea---unless
8169 some effort has been made to ensure that, aside
8170 from the way the two compilers transform procedure
8171 names, everything else about the way they generate
8172 code for procedure interfaces is identical.
8173
8174 @item
8175 Native compilers
8176 use libraries of private I/O routines which will not be available
8177 at link time unless you have the native compiler---and you would
8178 have to explicitly ask for them.
8179
8180 For example, on the Sun you
8181 would have to add @samp{-L/usr/lang/SCx.x -lF77 -lV77} to the link
8182 command.
8183 @end itemize
8184
8185 @node Other Languages
8186 @chapter Other Languages
8187
8188 @emph{Note: This portion of the documentation definitely needs a lot
8189 of work!}
8190
8191 @menu
8192 * Interoperating with C and C++::
8193 @end menu
8194
8195 @node Interoperating with C and C++
8196 @section Tools and advice for interoperating with C and C++
8197
8198 @cindex C, linking with
8199 @cindex C++, linking with
8200 @cindex linking with C
8201 The following discussion assumes that you are running @code{g77} in @code{f2c}
8202 compatibility mode, i.e.@: not using @samp{-fno-f2c}.
8203 It provides some
8204 advice about quick and simple techniques for linking Fortran and C (or
8205 C++), the most common requirement.
8206 For the full story consult the
8207 description of code generation.
8208 @xref{Debugging and Interfacing}.
8209
8210 When linking Fortran and C, it's usually best to use @code{g77} to do
8211 the linking so that the correct libraries are included (including the
8212 maths one).
8213 If you're linking with C++ you will want to add
8214 @samp{-lstdc++}, @samp{-lg++} or whatever.
8215 If you need to use another
8216 driver program (or @code{ld} directly),
8217 you can find out what linkage
8218 options @code{g77} passes by running @samp{g77 -v}.
8219
8220 @menu
8221 * C Interfacing Tools::
8222 * C Access to Type Information::
8223 * f2c Skeletons and Prototypes::
8224 * C++ Considerations::
8225 * Startup Code::
8226 @end menu
8227
8228 @node C Interfacing Tools
8229 @subsection C Interfacing Tools
8230 @pindex f2c
8231 @cindex cfortran.h
8232 @cindex Netlib
8233 Even if you don't actually use it as a compiler, @code{f2c} from
8234 @uref{ftp://ftp.netlib.org/f2c/src}, can be a useful tool when you're
8235 interfacing (linking) Fortran and C@.
8236 @xref{f2c Skeletons and Prototypes,,Generating Skeletons and Prototypes with @code{f2c}}.
8237
8238 To use @code{f2c} for this purpose you only need retrieve and
8239 build the @file{src} directory from the distribution, consult the
8240 @file{README} instructions there for machine-specifics, and install the
8241 @code{f2c} program on your path.
8242
8243 Something else that might be useful is @samp{cfortran.h} from
8244 @uref{ftp://zebra.desy.de/cfortran}.
8245 This is a fairly general tool which
8246 can be used to generate interfaces for calling in both directions
8247 between Fortran and C@.
8248 It can be used in @code{f2c} mode with
8249 @code{g77}---consult its documentation for details.
8250
8251 @node C Access to Type Information
8252 @subsection Accessing Type Information in C
8253
8254 @cindex types, Fortran/C
8255 Generally, C code written to link with
8256 @code{g77} code---calling and/or being
8257 called from Fortran---should @samp{#include <g2c.h>} to define the C
8258 versions of the Fortran types.
8259 Don't assume Fortran @code{INTEGER} types
8260 correspond to C @code{int}s, for instance; instead, declare them as
8261 @code{integer}, a type defined by @file{g2c.h}.
8262 @file{g2c.h} is installed where @code{gcc} will find it by
8263 default, assuming you use a copy of @code{gcc} compatible with
8264 @code{g77}, probably built at the same time as @code{g77}.
8265
8266 @node f2c Skeletons and Prototypes
8267 @subsection Generating Skeletons and Prototypes with @code{f2c}
8268
8269 @pindex f2c
8270 @cindex -fno-second-underscore
8271 A simple and foolproof way to write @code{g77}-callable C routines---e.g.@: to
8272 interface with an existing library---is to write a file (named, for
8273 example, @file{fred.f}) of dummy Fortran
8274 skeletons comprising just the declaration of the routine(s) and dummy
8275 arguments plus @code{END} statements.
8276 Then run @code{f2c} on file @file{fred.f} to produce @file{fred.c}
8277 into which you can edit
8278 useful code, confident the calling sequence is correct, at least.
8279 (There are some errors otherwise commonly made in generating C
8280 interfaces with @code{f2c} conventions,
8281 such as not using @code{doublereal}
8282 as the return type of a @code{REAL} @code{FUNCTION}.)
8283
8284 @pindex ftnchek
8285 @code{f2c} also can help with calling Fortran from C, using its
8286 @samp{-P} option to generate C prototypes appropriate for calling the
8287 Fortran.@footnote{The files generated like this can also be used for
8288 inter-unit consistency checking of dummy and actual arguments, although
8289 the @code{ftnchek} tool from @uref{ftp://ftp.netlib.org/fortran}
8290 or @uref{ftp://ftp.dsm.fordham.edu} is
8291 probably better for this purpose.}
8292 If the Fortran code containing any
8293 routines to be called from C is in file @file{joe.f}, use the command
8294 @kbd{f2c -P joe.f} to generate the file @file{joe.P} containing
8295 prototype information.
8296 @code{#include} this in the C which has to call
8297 the Fortran routines to make sure you get it right.
8298
8299 @xref{Arrays,,Arrays (DIMENSION)}, for information on the differences
8300 between the way Fortran (including compilers like @code{g77}) and
8301 C handle arrays.
8302
8303 @node C++ Considerations
8304 @subsection C++ Considerations
8305
8306 @cindex C++
8307 @code{f2c} can be used to generate suitable code for compilation with a
8308 C++ system using the @samp{-C++} option.
8309 The important thing about linking @code{g77}-compiled
8310 code with C++ is that the prototypes for the @code{g77}
8311 routines must specify C linkage to avoid name mangling.
8312 So, use an @samp{extern "C"} declaration.
8313 @code{f2c}'s @samp{-C++} option will take care
8314 of this when generating skeletons or prototype files as above, and also
8315 avoid clashes with C++ reserved words in addition to those in C@.
8316
8317 @node Startup Code
8318 @subsection Startup Code
8319
8320 @cindex startup code
8321 @cindex run-time, initialization
8322 @cindex initialization, run-time
8323 Unlike with some runtime systems,
8324 it shouldn't be necessary
8325 (unless there are bugs)
8326 to use a Fortran main program unit to ensure the
8327 runtime---specifically the I/O system---is initialized.
8328
8329 However, to use the @code{g77} intrinsics @code{GETARG} and @code{IARGC},
8330 either the @code{main} routine from the @file{libg2c} library must be used,
8331 or the @code{f_setarg} routine
8332 (new as of @code{egcs} version 1.1 and @code{g77} version 0.5.23)
8333 must be called with the appropriate @code{argc} and @code{argv} arguments
8334 prior to the program calling @code{GETARG} or @code{IARGC}.
8335
8336 To provide more flexibility for mixed-language programming
8337 involving @code{g77} while allowing for shared libraries,
8338 as of @code{egcs} version 1.1 and @code{g77} version 0.5.23,
8339 @code{g77}'s @code{main} routine in @code{libg2c}
8340 does the following, in order:
8341
8342 @enumerate
8343 @item
8344 Calls @code{f_setarg}
8345 with the incoming @code{argc} and @code{argv} arguments,
8346 in the same order as for @code{main} itself.
8347
8348 This sets up the command-line environment
8349 for @code{GETARG} and @code{IARGC}.
8350
8351 @item
8352 Calls @code{f_setsig} (with no arguments).
8353
8354 This sets up the signaling and exception environment.
8355
8356 @item
8357 Calls @code{f_init} (with no arguments).
8358
8359 This initializes the I/O environment,
8360 though that should not be necessary,
8361 as all I/O functions in @code{libf2c}
8362 are believed to call @code{f_init} automatically,
8363 if necessary.
8364
8365 (A future version of @code{g77} might skip this explicit step,
8366 to speed up normal exit of a program.)
8367
8368 @item
8369 Arranges for @code{f_exit} to be called (with no arguments)
8370 when the program exits.
8371
8372 This ensures that the I/O environment is properly shut down
8373 before the program exits normally.
8374 Otherwise, output buffers might not be fully flushed,
8375 scratch files might not be deleted, and so on.
8376
8377 The simple way @code{main} does this is
8378 to call @code{f_exit} itself after calling
8379 @code{MAIN__} (in the next step).
8380
8381 However, this does not catch the cases where the program
8382 might call @code{exit} directly,
8383 instead of using the @code{EXIT} intrinsic
8384 (implemented as @code{exit_} in @code{libf2c}).
8385
8386 So, @code{main} attempts to use
8387 the operating environment's @code{onexit} or @code{atexit}
8388 facility, if available,
8389 to cause @code{f_exit} to be called automatically
8390 upon any invocation of @code{exit}.
8391
8392 @item
8393 Calls @code{MAIN__} (with no arguments).
8394
8395 This starts executing the Fortran main program unit for
8396 the application.
8397 (Both @code{g77} and @code{f2c} currently compile a main
8398 program unit so that its global name is @code{MAIN__}.)
8399
8400 @item
8401 If no @code{onexit} or @code{atexit} is provided by the system,
8402 calls @code{f_exit}.
8403
8404 @item
8405 Calls @code{exit} with a zero argument,
8406 to signal a successful program termination.
8407
8408 @item
8409 Returns a zero value to the caller,
8410 to signal a successful program termination,
8411 in case @code{exit} doesn't exit on the system.
8412 @end enumerate
8413
8414 All of the above names are C @code{extern} names,
8415 i.e.@: not mangled.
8416
8417 When using the @code{main} procedure provided by @code{g77}
8418 without a Fortran main program unit,
8419 you need to provide @code{MAIN__}
8420 as the entry point for your C code.
8421 (Make sure you link the object file that defines that
8422 entry point with the rest of your program.)
8423
8424 To provide your own @code{main} procedure
8425 in place of @code{g77}'s,
8426 make sure you specify the object file defining that procedure
8427 @emph{before} @samp{-lg2c} on the @code{g77} command line.
8428 Since the @samp{-lg2c} option is implicitly provided,
8429 this is usually straightforward.
8430 (Use the @samp{--verbose} option to see how and where
8431 @code{g77} implicitly adds @samp{-lg2c} in a command line
8432 that will link the program.
8433 Feel free to specify @samp{-lg2c} explicitly,
8434 as appropriate.)
8435
8436 However, when providing your own @code{main},
8437 make sure you perform the appropriate tasks in the
8438 appropriate order.
8439 For example, if your @code{main} does not call @code{f_setarg},
8440 make sure the rest of your application does not call
8441 @code{GETARG} or @code{IARGC}.
8442
8443 And, if your @code{main} fails to ensure that @code{f_exit}
8444 is called upon program exit,
8445 some files might end up incompletely written,
8446 some scratch files might be left lying around,
8447 and some existing files being written might be left
8448 with old data not properly truncated at the end.
8449
8450 Note that, generally, the @code{g77} operating environment
8451 does not depend on a procedure named @code{MAIN__} actually
8452 being called prior to any other @code{g77}-compiled code.
8453 That is, @code{MAIN__} does not, itself,
8454 set up any important operating-environment characteristics
8455 upon which other code might depend.
8456 This might change in future versions of @code{g77},
8457 with appropriate notification in the release notes.
8458
8459 For more information, consult the source code for the above routines.
8460 These are in @file{@value{path-libf2c}/libF77/}, named @file{main.c},
8461 @file{setarg.c}, @file{setsig.c}, @file{getarg_.c}, and @file{iargc_.c}.
8462
8463 Also, the file @file{@value{path-g77}/com.c} contains the code @code{g77}
8464 uses to open-code (inline) references to @code{IARGC}.
8465
8466 @include g77install.texi
8467
8468 @node Debugging and Interfacing
8469 @chapter Debugging and Interfacing
8470 @cindex debugging
8471 @cindex interfacing
8472 @cindex calling C routines
8473 @cindex C routines calling Fortran
8474 @cindex f2c compatibility
8475
8476 GNU Fortran currently generates code that is object-compatible with
8477 the @code{f2c} converter.
8478 Also, it avoids limitations in the current GBE, such as the
8479 inability to generate a procedure with
8480 multiple entry points, by generating code that is structured
8481 differently (in terms of procedure names, scopes, arguments, and
8482 so on) than might be expected.
8483
8484 As a result, writing code in other languages that calls on, is
8485 called by, or shares in-memory data with @code{g77}-compiled code generally
8486 requires some understanding of the way @code{g77} compiles code for
8487 various constructs.
8488
8489 Similarly, using a debugger to debug @code{g77}-compiled
8490 code, even if that debugger supports native Fortran debugging, generally
8491 requires this sort of information.
8492
8493 This section describes some of the basic information on how
8494 @code{g77} compiles code for constructs involving interfaces to other
8495 languages and to debuggers.
8496
8497 @emph{Caution:} Much or all of this information pertains to only the current
8498 release of @code{g77}, sometimes even to using certain compiler options
8499 with @code{g77} (such as @samp{-fno-f2c}).
8500 Do not write code that depends on this
8501 information without clearly marking said code as nonportable and
8502 subject to review for every new release of @code{g77}.
8503 This information
8504 is provided primarily to make debugging of code generated by this
8505 particular release of @code{g77} easier for the user, and partly to make
8506 writing (generally nonportable) interface code easier.
8507 Both of these
8508 activities require tracking changes in new version of @code{g77} as they
8509 are installed, because new versions can change the behaviors
8510 described in this section.
8511
8512 @menu
8513 * Main Program Unit::  How @code{g77} compiles a main program unit.
8514 * Procedures::         How @code{g77} constructs parameter lists
8515                        for procedures.
8516 * Functions::          Functions returning floating-point or character data.
8517 * Names::              Naming of user-defined variables, procedures, etc.
8518 * Common Blocks::      Accessing common variables while debugging.
8519 * Local Equivalence Areas::  Accessing @code{EQUIVALENCE} while debugging.
8520 * Complex Variables::  How @code{g77} performs complex arithmetic.
8521 * Arrays::             Dealing with (possibly multi-dimensional) arrays.
8522 * Adjustable Arrays::  Special consideration for adjustable arrays.
8523 * Alternate Entry Points::  How @code{g77} implements alternate @code{ENTRY}.
8524 * Alternate Returns::  How @code{g77} handles alternate returns.
8525 * Assigned Statement Labels::  How @code{g77} handles @code{ASSIGN}.
8526 * Run-time Library Errors::  Meanings of some @code{IOSTAT=} values.
8527 @end menu
8528
8529 @node Main Program Unit
8530 @section Main Program Unit (PROGRAM)
8531 @cindex PROGRAM statement
8532 @cindex statements, PROGRAM
8533
8534 When @code{g77} compiles a main program unit, it gives it the public
8535 procedure name @code{MAIN__}.
8536 The @code{libg2c} library has the actual @code{main()} procedure
8537 as is typical of C-based environments, and
8538 it is this procedure that performs some initial start-up
8539 activity and then calls @code{MAIN__}.
8540
8541 Generally, @code{g77} and @code{libg2c} are designed so that you need not
8542 include a main program unit written in Fortran in your program---it
8543 can be written in C or some other language.
8544 Especially for I/O handling, this is the case, although @code{g77} version 0.5.16
8545 includes a bug fix for @code{libg2c} that solved a problem with using the
8546 @code{OPEN} statement as the first Fortran I/O activity in a program
8547 without a Fortran main program unit.
8548
8549 However, if you don't intend to use @code{g77} (or @code{f2c}) to compile
8550 your main program unit---that is, if you intend to compile a @code{main()}
8551 procedure using some other language---you should carefully
8552 examine the code for @code{main()} in @code{libg2c}, found in the source
8553 file @file{@value{path-libf2c}/libF77/main.c}, to see what kinds of things
8554 might need to be done by your @code{main()} in order to provide the
8555 Fortran environment your Fortran code is expecting.
8556
8557 @cindex @code{IArgC} intrinsic
8558 @cindex intrinsics, @code{IArgC}
8559 @cindex @code{GetArg} intrinsic
8560 @cindex intrinsics, @code{GetArg}
8561 For example, @code{libg2c}'s @code{main()} sets up the information used by
8562 the @code{IARGC} and @code{GETARG} intrinsics.
8563 Bypassing @code{libg2c}'s @code{main()}
8564 without providing a substitute for this activity would mean
8565 that invoking @code{IARGC} and @code{GETARG} would produce undefined
8566 results.
8567
8568 @cindex debugging
8569 @cindex main program unit, debugging
8570 @cindex main()
8571 @cindex MAIN__()
8572 @cindex .gdbinit
8573 When debugging, one implication of the fact that @code{main()}, which
8574 is the place where the debugged program ``starts'' from the
8575 debugger's point of view, is in @code{libg2c} is that you won't be
8576 starting your Fortran program at a point you recognize as your
8577 Fortran code.
8578
8579 The standard way to get around this problem is to set a break
8580 point (a one-time, or temporary, break point will do) at
8581 the entrance to @code{MAIN__}, and then run the program.
8582 A convenient way to do so is to add the @code{gdb} command
8583
8584 @example
8585 tbreak MAIN__
8586 @end example
8587
8588 @noindent
8589 to the file @file{.gdbinit} in the directory in which you're debugging
8590 (using @code{gdb}).
8591
8592 After doing this, the debugger will see the current execution
8593 point of the program as at the beginning of the main program
8594 unit of your program.
8595
8596 Of course, if you really want to set a break point at some
8597 other place in your program and just start the program
8598 running, without first breaking at @code{MAIN__},
8599 that should work fine.
8600
8601 @node Procedures
8602 @section Procedures (SUBROUTINE and FUNCTION)
8603 @cindex procedures
8604 @cindex SUBROUTINE statement
8605 @cindex statements, SUBROUTINE
8606 @cindex FUNCTION statement
8607 @cindex statements, FUNCTION
8608 @cindex signature of procedures
8609
8610 Currently, @code{g77} passes arguments via reference---specifically,
8611 by passing a pointer to the location in memory of a variable, array,
8612 array element, a temporary location that holds the result of evaluating an
8613 expression, or a temporary or permanent location that holds the value
8614 of a constant.
8615
8616 Procedures that accept @code{CHARACTER} arguments are implemented by
8617 @code{g77} so that each @code{CHARACTER} argument has two actual arguments.
8618
8619 The first argument occupies the expected position in the
8620 argument list and has the user-specified name.
8621 This argument
8622 is a pointer to an array of characters, passed by the caller.
8623
8624 The second argument is appended to the end of the user-specified
8625 calling sequence and is named @samp{__g77_length_@var{x}}, where @var{x}
8626 is the user-specified name.
8627 This argument is of the C type @code{ftnlen}
8628 (see @file{@value{path-libf2c}/g2c.h.in} for information on that type) and
8629 is the number of characters the caller has allocated in the
8630 array pointed to by the first argument.
8631
8632 A procedure will ignore the length argument if @samp{X} is not declared
8633 @code{CHARACTER*(*)}, because for other declarations, it knows the
8634 length.
8635 Not all callers necessarily ``know'' this, however, which
8636 is why they all pass the extra argument.
8637
8638 The contents of the @code{CHARACTER} argument are specified by the
8639 address passed in the first argument (named after it).
8640 The procedure can read or write these contents as appropriate.
8641
8642 When more than one @code{CHARACTER} argument is present in the argument
8643 list, the length arguments are appended in the order
8644 the original arguments appear.
8645 So @samp{CALL FOO('HI','THERE')} is implemented in
8646 C as @samp{foo("hi","there",2,5);}, ignoring the fact that @code{g77}
8647 does not provide the trailing null bytes on the constant
8648 strings (@code{f2c} does provide them, but they are unnecessary in
8649 a Fortran environment, and you should not expect them to be
8650 there).
8651
8652 Note that the above information applies to @code{CHARACTER} variables and
8653 arrays @strong{only}.
8654 It does @strong{not} apply to external @code{CHARACTER}
8655 functions or to intrinsic @code{CHARACTER} functions.
8656 That is, no second length argument is passed to @samp{FOO} in this case:
8657
8658 @example
8659 CHARACTER X
8660 EXTERNAL X
8661 CALL FOO(X)
8662 @end example
8663
8664 @noindent
8665 Nor does @samp{FOO} expect such an argument in this case:
8666
8667 @example
8668 SUBROUTINE FOO(X)
8669 CHARACTER X
8670 EXTERNAL X
8671 @end example
8672
8673 Because of this implementation detail, if a program has a bug
8674 such that there is disagreement as to whether an argument is
8675 a procedure, and the type of the argument is @code{CHARACTER}, subtle
8676 symptoms might appear.
8677
8678 @node Functions
8679 @section Functions (FUNCTION and RETURN)
8680 @cindex functions
8681 @cindex FUNCTION statement
8682 @cindex statements, FUNCTION
8683 @cindex RETURN statement
8684 @cindex statements, RETURN
8685 @cindex return type of functions
8686
8687 @code{g77} handles in a special way functions that return the following
8688 types:
8689
8690 @itemize @bullet
8691 @item
8692 @code{CHARACTER}
8693 @item
8694 @code{COMPLEX}
8695 @item
8696 @code{REAL(KIND=1)}
8697 @end itemize
8698
8699 For @code{CHARACTER}, @code{g77} implements a subroutine (a C function
8700 returning @code{void})
8701 with two arguments prepended: @samp{__g77_result}, which the caller passes
8702 as a pointer to a @code{char} array expected to hold the return value,
8703 and @samp{__g77_length}, which the caller passes as an @code{ftnlen} value
8704 specifying the length of the return value as declared in the calling
8705 program.
8706 For @code{CHARACTER*(*)}, the called function uses @samp{__g77_length}
8707 to determine the size of the array that @samp{__g77_result} points to;
8708 otherwise, it ignores that argument.
8709
8710 For @code{COMPLEX}, when @samp{-ff2c} is in
8711 force, @code{g77} implements
8712 a subroutine with one argument prepended: @samp{__g77_result}, which the
8713 caller passes as a pointer to a variable of the type of the function.
8714 The called function writes the return value into this variable instead
8715 of returning it as a function value.
8716 When @samp{-fno-f2c} is in force,
8717 @code{g77} implements a @code{COMPLEX} function as @code{gcc}'s
8718 @samp{__complex__ float} or @samp{__complex__ double} function
8719 (or an emulation thereof, when @samp{-femulate-complex} is in effect),
8720 returning the result of the function in the same way as @code{gcc} would.
8721
8722 For @code{REAL(KIND=1)}, when @samp{-ff2c} is in force, @code{g77} implements
8723 a function that actually returns @code{REAL(KIND=2)} (typically
8724 C's @code{double} type).
8725 When @samp{-fno-f2c} is in force, @code{REAL(KIND=1)}
8726 functions return @code{float}.
8727
8728 @node Names
8729 @section Names
8730 @cindex symbol names
8731 @cindex transforming symbol names
8732
8733 Fortran permits each implementation to decide how to represent
8734 names as far as how they're seen in other contexts, such as debuggers
8735 and when interfacing to other languages, and especially as far
8736 as how casing is handled.
8737
8738 External names---names of entities that are public, or ``accessible'',
8739 to all modules in a program---normally have an underscore (@samp{_})
8740 appended by @code{g77},
8741 to generate code that is compatible with @code{f2c}.
8742 External names include names of Fortran things like common blocks,
8743 external procedures (subroutines and functions, but not including
8744 statement functions, which are internal procedures), and entry point
8745 names.
8746
8747 However, use of the @samp{-fno-underscoring} option
8748 disables this kind of transformation of external names (though inhibiting
8749 the transformation certainly improves the chances of colliding with
8750 incompatible externals written in other languages---but that
8751 might be intentional.
8752
8753 @cindex -fno-underscoring option
8754 @cindex options, -fno-underscoring
8755 @cindex -fno-second-underscore option
8756 @cindex options, -fno-underscoring
8757 When @samp{-funderscoring} is in force, any name (external or local)
8758 that already has at least one underscore in it is
8759 implemented by @code{g77} by appending two underscores.
8760 (This second underscore can be disabled via the
8761 @samp{-fno-second-underscore} option.)
8762 External names are changed this way for @code{f2c} compatibility.
8763 Local names are changed this way to avoid collisions with external names
8764 that are different in the source code---@code{f2c} does the same thing, but
8765 there's no compatibility issue there except for user expectations while
8766 debugging.
8767
8768 For example:
8769
8770 @example
8771 Max_Cost = 0
8772 @end example
8773
8774 @cindex debugging
8775 @noindent
8776 Here, a user would, in the debugger, refer to this variable using the
8777 name @samp{max_cost__} (or @samp{MAX_COST__} or @samp{Max_Cost__},
8778 as described below).
8779 (We hope to improve @code{g77} in this regard in the future---don't
8780 write scripts depending on this behavior!
8781 Also, consider experimenting with the @samp{-fno-underscoring}
8782 option to try out debugging without having to massage names by
8783 hand like this.)
8784
8785 @code{g77} provides a number of command-line options that allow the user
8786 to control how case mapping is handled for source files.
8787 The default is the traditional UNIX model for Fortran compilers---names
8788 are mapped to lower case.
8789 Other command-line options can be specified to map names to upper
8790 case, or to leave them exactly as written in the source file.
8791
8792 For example:
8793
8794 @example
8795 Foo = 9.436
8796 @end example
8797
8798 @noindent
8799 Here, it is normally the case that the variable assigned will be named
8800 @samp{foo}.
8801 This would be the name to enter when using a debugger to
8802 access the variable.
8803
8804 However, depending on the command-line options specified, the
8805 name implemented by @code{g77} might instead be @samp{FOO} or even
8806 @samp{Foo}, thus affecting how debugging is done.
8807
8808 Also:
8809
8810 @example
8811 Call Foo
8812 @end example
8813
8814 @noindent
8815 This would normally call a procedure that, if it were in a separate C program,
8816 be defined starting with the line:
8817
8818 @example
8819 void foo_()
8820 @end example
8821
8822 @noindent
8823 However, @code{g77} command-line options could be used to change the casing
8824 of names, resulting in the name @samp{FOO_} or @samp{Foo_} being given to the
8825 procedure instead of @samp{foo_}, and the @samp{-fno-underscoring} option
8826 could be used to inhibit the appending of the underscore to the name.
8827
8828 @node Common Blocks
8829 @section Common Blocks (COMMON)
8830 @cindex common blocks
8831 @cindex @code{COMMON} statement
8832 @cindex statements, @code{COMMON}
8833
8834 @code{g77} names and lays out @code{COMMON} areas
8835 the same way @code{f2c} does,
8836 for compatibility with @code{f2c}.
8837
8838 Currently, @code{g77} does not emit ``true'' debugging information for
8839 members of a @code{COMMON} area, due to an apparent bug in the GBE.
8840
8841 (As of Version 0.5.19, @code{g77} emits debugging information for such
8842 members in the form of a constant string specifying the base name of
8843 the aggregate area and the offset of the member in bytes from the start
8844 of the area.
8845 Use the @samp{-fdebug-kludge} option to enable this behavior.
8846 In @code{gdb}, use @samp{set language c} before printing the value
8847 of the member, then @samp{set language fortran} to restore the default
8848 language, since @code{gdb} doesn't provide a way to print a readable
8849 version of a character string in Fortran language mode.
8850
8851 This kludge will be removed in a future version of @code{g77} that,
8852 in conjunction with a contemporary version of @code{gdb},
8853 properly supports Fortran-language debugging, including access
8854 to members of @code{COMMON} areas.)
8855
8856 Version 0.5.26 of @code{g77} is believed to provide correct and
8857 complete debug information for COMMON BLOCK and EQUIVALENCE items -
8858 hence the @samp{-fdebug-kludge} option has been disabled.
8859
8860 @xref{Code Gen Options,,Options for Code Generation Conventions},
8861 for information on the @samp{-fdebug-kludge} option.
8862
8863 Moreover, @code{g77} currently implements a @code{COMMON} area such that its
8864 type is an array of the C @code{char} data type.
8865
8866 So, when debugging, you must know the offset into a @code{COMMON} area
8867 for a particular item in that area, and you have to take into
8868 account the appropriate multiplier for the respective sizes
8869 of the types (as declared in your code) for the items preceding
8870 the item in question as compared to the size of the @code{char} type.
8871
8872 For example, using default implicit typing, the statement
8873
8874 @example
8875 COMMON I(15), R(20), T
8876 @end example
8877
8878 @noindent
8879 results in a public 144-byte @code{char} array named @samp{_BLNK__}
8880 with @samp{I} placed at @samp{_BLNK__[0]}, @samp{R} at @samp{_BLNK__[60]},
8881 and @samp{T} at @samp{_BLNK__[140]}.
8882 (This is assuming that the target machine for
8883 the compilation has 4-byte @code{INTEGER(KIND=1)} and @code{REAL(KIND=1)}
8884 types.)
8885
8886 @node Local Equivalence Areas
8887 @section Local Equivalence Areas (EQUIVALENCE)
8888 @cindex equivalence areas
8889 @cindex local equivalence areas
8890 @cindex EQUIVALENCE statement
8891 @cindex statements, EQUIVALENCE
8892
8893 @code{g77} treats storage-associated areas involving a @code{COMMON}
8894 block as explained in the section on common blocks.
8895
8896 A local @code{EQUIVALENCE} area is a collection of variables and arrays
8897 connected to each other in any way via @code{EQUIVALENCE}, none of which are
8898 listed in a @code{COMMON} statement.
8899
8900 Currently, @code{g77} does not emit ``true'' debugging information for
8901 members in a local @code{EQUIVALENCE} area, due to an apparent bug in the GBE.
8902
8903 (As of Version 0.5.19, @code{g77} does emit debugging information for such
8904 members in the form of a constant string specifying the base name of
8905 the aggregate area and the offset of the member in bytes from the start
8906 of the area.
8907 Use the @samp{-fdebug-kludge} option to enable this behavior.
8908 In @code{gdb}, use @samp{set language c} before printing the value
8909 of the member, then @samp{set language fortran} to restore the default
8910 language, since @code{gdb} doesn't provide a way to print a readable
8911 version of a character string in Fortran language mode.
8912
8913 This kludge will be removed in a future version of @code{g77} that,
8914 in conjunction with a contemporary version of @code{gdb},
8915 properly supports Fortran-language debugging, including access
8916 to members of @code{EQUIVALENCE} areas.)
8917
8918 @xref{Code Gen Options,,Options for Code Generation Conventions},
8919 for information on the @samp{-fdebug-kludge} option.
8920
8921 Moreover, @code{g77} implements a local @code{EQUIVALENCE} area such that its
8922 type is an array of the C @code{char} data type.
8923
8924 The name @code{g77} gives this array of @code{char} type is @samp{__g77_equiv_@var{x}},
8925 where @var{x} is the name of the item that is placed at the beginning (offset 0)
8926 of this array.
8927 If more than one such item is placed at the beginning, @var{x} is
8928 the name that sorts to the top in an alphabetical sort of the list of
8929 such items.
8930
8931 When debugging, you must therefore access members of @code{EQUIVALENCE}
8932 areas by specifying the appropriate @samp{__g77_equiv_@var{x}}
8933 array section with the appropriate offset.
8934 See the explanation of debugging @code{COMMON} blocks
8935 for info applicable to debugging local @code{EQUIVALENCE} areas.
8936
8937 (@emph{Note:} @code{g77} version 0.5.18 and earlier chose the name
8938 for @var{x} using a different method when more than one name was
8939 in the list of names of entities placed at the beginning of the
8940 array.
8941 Though the documentation specified that the first name listed in
8942 the @code{EQUIVALENCE} statements was chosen for @var{x}, @code{g77}
8943 in fact chose the name using a method that was so complicated,
8944 it seemed easier to change it to an alphabetical sort than to describe the
8945 previous method in the documentation.)
8946
8947 @node Complex Variables
8948 @section Complex Variables (COMPLEX)
8949 @cindex complex variables
8950 @cindex imaginary part
8951 @cindex COMPLEX statement
8952 @cindex statements, COMPLEX
8953
8954 As of 0.5.20, @code{g77} defaults to handling @code{COMPLEX} types
8955 (and related intrinsics, constants, functions, and so on)
8956 in a manner that
8957 makes direct debugging involving these types in Fortran
8958 language mode difficult.
8959
8960 Essentially, @code{g77} implements these types using an
8961 internal construct similar to C's @code{struct}, at least
8962 as seen by the @code{gcc} back end.
8963
8964 Currently, the back end, when outputting debugging info with
8965 the compiled code for the assembler to digest, does not detect
8966 these @code{struct} types as being substitutes for Fortran
8967 complex.
8968 As a result, the Fortran language modes of debuggers such as
8969 @code{gdb} see these types as C @code{struct} types, which
8970 they might or might not support.
8971
8972 Until this is fixed, switch to C language mode to work with
8973 entities of @code{COMPLEX} type and then switch back to Fortran language
8974 mode afterward.
8975 (In @code{gdb}, this is accomplished via @samp{set lang c} and
8976 either @samp{set lang fortran} or @samp{set lang auto}.)
8977
8978 @node Arrays
8979 @section Arrays (DIMENSION)
8980 @cindex DIMENSION statement
8981 @cindex statements, DIMENSION
8982 @cindex array ordering
8983 @cindex ordering, array
8984 @cindex column-major ordering
8985 @cindex row-major ordering
8986 @cindex arrays
8987
8988 Fortran uses ``column-major ordering'' in its arrays.
8989 This differs from other languages, such as C, which use ``row-major ordering''.
8990 The difference is that, with Fortran, array elements adjacent to
8991 each other in memory differ in the @emph{first} subscript instead of
8992 the last; @samp{A(5,10,20)} immediately follows @samp{A(4,10,20)},
8993 whereas with row-major ordering it would follow @samp{A(5,10,19)}.
8994
8995 This consideration
8996 affects not only interfacing with and debugging Fortran code,
8997 it can greatly affect how code is designed and written, especially
8998 when code speed and size is a concern.
8999
9000 Fortran also differs from C, a popular language for interfacing and
9001 to support directly in debuggers, in the way arrays are treated.
9002 In C, arrays are single-dimensional and have interesting relationships
9003 to pointers, neither of which is true for Fortran.
9004 As a result, dealing with Fortran arrays from within
9005 an environment limited to C concepts can be challenging.
9006
9007 For example, accessing the array element @samp{A(5,10,20)} is easy enough
9008 in Fortran (use @samp{A(5,10,20)}), but in C some difficult machinations
9009 are needed.
9010 First, C would treat the A array as a single-dimension array.
9011 Second, C does not understand low bounds for arrays as does Fortran.
9012 Third, C assumes a low bound of zero (0), while Fortran defaults to a
9013 low bound of one (1) and can supports an arbitrary low bound.
9014 Therefore, calculations must be done
9015 to determine what the C equivalent of @samp{A(5,10,20)} would be, and these
9016 calculations require knowing the dimensions of @samp{A}.
9017
9018 For @samp{DIMENSION A(2:11,21,0:29)}, the calculation of the offset of
9019 @samp{A(5,10,20)} would be:
9020
9021 @example
9022   (5-2)
9023 + (10-1)*(11-2+1)
9024 + (20-0)*(11-2+1)*(21-1+1)
9025 = 4293
9026 @end example
9027
9028 @noindent
9029 So the C equivalent in this case would be @samp{a[4293]}.
9030
9031 When using a debugger directly on Fortran code, the C equivalent
9032 might not work, because some debuggers cannot understand the notion
9033 of low bounds other than zero.  However, unlike @code{f2c}, @code{g77}
9034 does inform the GBE that a multi-dimensional array (like @samp{A}
9035 in the above example) is really multi-dimensional, rather than a
9036 single-dimensional array, so at least the dimensionality of the array
9037 is preserved.
9038
9039 Debuggers that understand Fortran should have no trouble with
9040 non-zero low bounds, but for non-Fortran debuggers, especially
9041 C debuggers, the above example might have a C equivalent of
9042 @samp{a[4305]}.
9043 This calculation is arrived at by eliminating the subtraction
9044 of the lower bound in the first parenthesized expression on each
9045 line---that is, for @samp{(5-2)} substitute @samp{(5)}, for @samp{(10-1)}
9046 substitute @samp{(10)}, and for @samp{(20-0)} substitute @samp{(20)}.
9047 Actually, the implication of
9048 this can be that the expression @samp{*(&a[2][1][0] + 4293)} works fine,
9049 but that @samp{a[20][10][5]} produces the equivalent of
9050 @samp{*(&a[0][0][0] + 4305)} because of the missing lower bounds.
9051
9052 Come to think of it, perhaps
9053 the behavior is due to the debugger internally compensating for
9054 the lower bounds by offsetting the base address of @samp{a}, leaving
9055 @samp{&a} set lower, in this case, than @samp{&a[2][1][0]} (the address of
9056 its first element as identified by subscripts equal to the
9057 corresponding lower bounds).
9058
9059 You know, maybe nobody really needs to use arrays.
9060
9061 @node Adjustable Arrays
9062 @section Adjustable Arrays (DIMENSION)
9063 @cindex arrays, adjustable
9064 @cindex adjustable arrays
9065 @cindex arrays, automatic
9066 @cindex automatic arrays
9067 @cindex DIMENSION statement
9068 @cindex statements, DIMENSION
9069 @cindex dimensioning arrays
9070 @cindex arrays, dimensioning
9071
9072 Adjustable and automatic arrays in Fortran require the implementation
9073 (in this
9074 case, the @code{g77} compiler) to ``memorize'' the expressions that
9075 dimension the arrays each time the procedure is invoked.
9076 This is so that subsequent changes to variables used in those
9077 expressions, made during execution of the procedure, do not
9078 have any effect on the dimensions of those arrays.
9079
9080 For example:
9081
9082 @example
9083 REAL ARRAY(5)
9084 DATA ARRAY/5*2/
9085 CALL X(ARRAY, 5)
9086 END
9087 SUBROUTINE X(A, N)
9088 DIMENSION A(N)
9089 N = 20
9090 PRINT *, N, A
9091 END
9092 @end example
9093
9094 @noindent
9095 Here, the implementation should, when running the program, print something
9096 like:
9097
9098 @example
9099 20   2.  2.  2.  2.  2.
9100 @end example
9101
9102 @noindent
9103 Note that this shows that while the value of @samp{N} was successfully
9104 changed, the size of the @samp{A} array remained at 5 elements.
9105
9106 To support this, @code{g77} generates code that executes before any user
9107 code (and before the internally generated computed @code{GOTO} to handle
9108 alternate entry points, as described below) that evaluates each
9109 (nonconstant) expression in the list of subscripts for an
9110 array, and saves the result of each such evaluation to be used when
9111 determining the size of the array (instead of re-evaluating the
9112 expressions).
9113
9114 So, in the above example, when @samp{X} is first invoked, code is
9115 executed that copies the value of @samp{N} to a temporary.
9116 And that same temporary serves as the actual high bound for the single
9117 dimension of the @samp{A} array (the low bound being the constant 1).
9118 Since the user program cannot (legitimately) change the value
9119 of the temporary during execution of the procedure, the size
9120 of the array remains constant during each invocation.
9121
9122 For alternate entry points, the code @code{g77} generates takes into
9123 account the possibility that a dummy adjustable array is not actually
9124 passed to the actual entry point being invoked at that time.
9125 In that case, the public procedure implementing the entry point
9126 passes to the master private procedure implementing all the
9127 code for the entry points a @code{NULL} pointer where a pointer to that
9128 adjustable array would be expected.
9129 The @code{g77}-generated code
9130 doesn't attempt to evaluate any of the expressions in the subscripts
9131 for an array if the pointer to that array is @code{NULL} at run time in
9132 such cases.
9133 (Don't depend on this particular implementation
9134 by writing code that purposely passes @code{NULL} pointers where the
9135 callee expects adjustable arrays, even if you know the callee
9136 won't reference the arrays---nor should you pass @code{NULL} pointers
9137 for any dummy arguments used in calculating the bounds of such
9138 arrays or leave undefined any values used for that purpose in
9139 COMMON---because the way @code{g77} implements these things might
9140 change in the future!)
9141
9142 @node Alternate Entry Points
9143 @section Alternate Entry Points (ENTRY)
9144 @cindex alternate entry points
9145 @cindex entry points
9146 @cindex ENTRY statement
9147 @cindex statements, ENTRY
9148
9149 The GBE does not understand the general concept of
9150 alternate entry points as Fortran provides via the ENTRY statement.
9151 @code{g77} gets around this by using an approach to compiling procedures
9152 having at least one @code{ENTRY} statement that is almost identical to the
9153 approach used by @code{f2c}.
9154 (An alternate approach could be used that
9155 would probably generate faster, but larger, code that would also
9156 be a bit easier to debug.)
9157
9158 Information on how @code{g77} implements @code{ENTRY} is provided for those
9159 trying to debug such code.
9160 The choice of implementation seems
9161 unlikely to affect code (compiled in other languages) that interfaces
9162 to such code.
9163
9164 @code{g77} compiles exactly one public procedure for the primary entry
9165 point of a procedure plus each @code{ENTRY} point it specifies, as usual.
9166 That is, in terms of the public interface, there is no difference
9167 between
9168
9169 @example
9170 SUBROUTINE X
9171 END
9172 SUBROUTINE Y
9173 END
9174 @end example
9175
9176 @noindent
9177 and:
9178
9179 @example
9180 SUBROUTINE X
9181 ENTRY Y
9182 END
9183 @end example
9184
9185 The difference between the above two cases lies in the code compiled
9186 for the @samp{X} and @samp{Y} procedures themselves, plus the fact that,
9187 for the second case, an extra internal procedure is compiled.
9188
9189 For every Fortran procedure with at least one @code{ENTRY}
9190 statement, @code{g77} compiles an extra procedure
9191 named @samp{__g77_masterfun_@var{x}}, where @var{x} is
9192 the name of the primary entry point (which, in the above case,
9193 using the standard compiler options, would be @samp{x_} in C).
9194
9195 This extra procedure is compiled as a private procedure---that is,
9196 a procedure not accessible by name to separately compiled modules.
9197 It contains all the code in the program unit, including the code
9198 for the primary entry point plus for every entry point.
9199 (The code for each public procedure is quite short, and explained later.)
9200
9201 The extra procedure has some other interesting characteristics.
9202
9203 The argument list for this procedure is invented by @code{g77}.
9204 It contains
9205 a single integer argument named @samp{__g77_which_entrypoint},
9206 passed by value (as in Fortran's @samp{%VAL()} intrinsic), specifying the
9207 entry point index---0 for the primary entry point, 1 for the
9208 first entry point (the first @code{ENTRY} statement encountered), 2 for
9209 the second entry point, and so on.
9210
9211 It also contains, for functions returning @code{CHARACTER} and
9212 (when @samp{-ff2c} is in effect) @code{COMPLEX} functions,
9213 and for functions returning different types among the
9214 @code{ENTRY} statements (e.g. @samp{REAL FUNCTION R()}
9215 containing @samp{ENTRY I()}), an argument named @samp{__g77_result} that
9216 is expected at run time to contain a pointer to where to store
9217 the result of the entry point.
9218 For @code{CHARACTER} functions, this
9219 storage area is an array of the appropriate number of characters;
9220 for @code{COMPLEX} functions, it is the appropriate area for the return
9221 type; for multiple-return-type functions, it is a union of all the supported return
9222 types (which cannot include @code{CHARACTER}, since combining @code{CHARACTER}
9223 and non-@code{CHARACTER} return types via @code{ENTRY} in a single function
9224 is not supported by @code{g77}).
9225
9226 For @code{CHARACTER} functions, the @samp{__g77_result} argument is followed
9227 by yet another argument named @samp{__g77_length} that, at run time,
9228 specifies the caller's expected length of the returned value.
9229 Note that only @code{CHARACTER*(*)} functions and entry points actually
9230 make use of this argument, even though it is always passed by
9231 all callers of public @code{CHARACTER} functions (since the caller does not
9232 generally know whether such a function is @code{CHARACTER*(*)} or whether
9233 there are any other callers that don't have that information).
9234
9235 The rest of the argument list is the union of all the arguments
9236 specified for all the entry points (in their usual forms, e.g.
9237 @code{CHARACTER} arguments have extra length arguments, all appended at
9238 the end of this list).
9239 This is considered the ``master list'' of
9240 arguments.
9241
9242 The code for this procedure has, before the code for the first
9243 executable statement, code much like that for the following Fortran
9244 statement:
9245
9246 @smallexample
9247        GOTO (100000,100001,100002), __g77_which_entrypoint
9248 100000 @dots{}code for primary entry point@dots{}
9249 100001 @dots{}code immediately following first ENTRY statement@dots{}
9250 100002 @dots{}code immediately following second ENTRY statement@dots{}
9251 @end smallexample
9252
9253 @noindent
9254 (Note that invalid Fortran statement labels and variable names
9255 are used in the above example to highlight the fact that it
9256 represents code generated by the @code{g77} internals, not code to be
9257 written by the user.)
9258
9259 It is this code that, when the procedure is called, picks which
9260 entry point to start executing.
9261
9262 Getting back to the public procedures (@samp{x} and @samp{Y} in the original
9263 example), those procedures are fairly simple.
9264 Their interfaces
9265 are just like they would be if they were self-contained procedures
9266 (without @code{ENTRY}), of course, since that is what the callers
9267 expect.
9268 Their code consists of simply calling the private
9269 procedure, described above, with the appropriate extra arguments
9270 (the entry point index, and perhaps a pointer to a multiple-type-
9271 return variable, local to the public procedure, that contains
9272 all the supported returnable non-character types).
9273 For arguments
9274 that are not listed for a given entry point that are listed for
9275 other entry points, and therefore that are in the ``master list''
9276 for the private procedure, null pointers (in C, the @code{NULL} macro)
9277 are passed.
9278 Also, for entry points that are part of a multiple-type-
9279 returning function, code is compiled after the call of the private
9280 procedure to extract from the multi-type union the appropriate result,
9281 depending on the type of the entry point in question, returning
9282 that result to the original caller.
9283
9284 When debugging a procedure containing alternate entry points, you
9285 can either set a break point on the public procedure itself (e.g.
9286 a break point on @samp{X} or @samp{Y}) or on the private procedure that
9287 contains most of the pertinent code (e.g. @samp{__g77_masterfun_@var{x}}).
9288 If you do the former, you should use the debugger's command to
9289 ``step into'' the called procedure to get to the actual code; with
9290 the latter approach, the break point leaves you right at the
9291 actual code, skipping over the public entry point and its call
9292 to the private procedure (unless you have set a break point there
9293 as well, of course).
9294
9295 Further, the list of dummy arguments that is visible when the
9296 private procedure is active is going to be the expanded version
9297 of the list for whichever particular entry point is active,
9298 as explained above, and the way in which return values are
9299 handled might well be different from how they would be handled
9300 for an equivalent single-entry function.
9301
9302 @node Alternate Returns
9303 @section Alternate Returns (SUBROUTINE and RETURN)
9304 @cindex subroutines
9305 @cindex alternate returns
9306 @cindex SUBROUTINE statement
9307 @cindex statements, SUBROUTINE
9308 @cindex RETURN statement
9309 @cindex statements, RETURN
9310
9311 Subroutines with alternate returns (e.g. @samp{SUBROUTINE X(*)} and
9312 @samp{CALL X(*50)}) are implemented by @code{g77} as functions returning
9313 the C @code{int} type.
9314 The actual alternate-return arguments are omitted from the calling sequence.
9315 Instead, the caller uses
9316 the return value to do a rough equivalent of the Fortran
9317 computed-@code{GOTO} statement, as in @samp{GOTO (50), X()} in the
9318 example above (where @samp{X} is quietly declared as an @code{INTEGER(KIND=1)}
9319 function), and the callee just returns whatever integer
9320 is specified in the @code{RETURN} statement for the subroutine
9321 For example, @samp{RETURN 1} is implemented as @samp{X = 1} followed
9322 by @samp{RETURN}
9323 in C, and @samp{RETURN} by itself is @samp{X = 0} and @samp{RETURN}).
9324
9325 @node Assigned Statement Labels
9326 @section Assigned Statement Labels (ASSIGN and GOTO)
9327 @cindex assigned statement labels
9328 @cindex statement labels, assigned
9329 @cindex ASSIGN statement
9330 @cindex statements, ASSIGN
9331 @cindex GOTO statement
9332 @cindex statements, GOTO
9333
9334 For portability to machines where a pointer (such as to a label,
9335 which is how @code{g77} implements @code{ASSIGN} and its relatives,
9336 the assigned-@code{GOTO} and assigned-@code{FORMAT}-I/O statements)
9337 is wider (bitwise) than an @code{INTEGER(KIND=1)}, @code{g77}
9338 uses a different memory location to hold the @code{ASSIGN}ed value of a variable
9339 than it does the numerical value in that variable, unless the
9340 variable is wide enough (can hold enough bits).
9341
9342 In particular, while @code{g77} implements
9343
9344 @example
9345 I = 10
9346 @end example
9347
9348 @noindent
9349 as, in C notation, @samp{i = 10;}, it implements
9350
9351 @example
9352 ASSIGN 10 TO I
9353 @end example
9354
9355 @noindent
9356 as, in GNU's extended C notation (for the label syntax),
9357 @samp{__g77_ASSIGN_I = &&L10;} (where @samp{L10} is just a massaging
9358 of the Fortran label @samp{10} to make the syntax C-like; @code{g77} doesn't
9359 actually generate the name @samp{L10} or any other name like that,
9360 since debuggers cannot access labels anyway).
9361
9362 While this currently means that an @code{ASSIGN} statement does not
9363 overwrite the numeric contents of its target variable, @emph{do not}
9364 write any code depending on this feature.
9365 @code{g77} has already changed this implementation across
9366 versions and might do so in the future.
9367 This information is provided only to make debugging Fortran programs
9368 compiled with the current version of @code{g77} somewhat easier.
9369 If there's no debugger-visible variable named @samp{__g77_ASSIGN_I}
9370 in a program unit that does @samp{ASSIGN 10 TO I}, that probably
9371 means @code{g77} has decided it can store the pointer to the label directly
9372 into @samp{I} itself.
9373
9374 @xref{Ugly Assigned Labels}, for information on a command-line option
9375 to force @code{g77} to use the same storage for both normal and
9376 assigned-label uses of a variable.
9377
9378 @node Run-time Library Errors
9379 @section Run-time Library Errors
9380 @cindex IOSTAT=
9381 @cindex error values
9382 @cindex error messages
9383 @cindex messages, run-time
9384 @cindex I/O, errors
9385
9386 The @code{libg2c} library currently has the following table to relate
9387 error code numbers, returned in @code{IOSTAT=} variables, to messages.
9388 This information should, in future versions of this document, be
9389 expanded upon to include detailed descriptions of each message.
9390
9391 In line with good coding practices, any of the numbers in the
9392 list below should @emph{not} be directly written into Fortran
9393 code you write.
9394 Instead, make a separate @code{INCLUDE} file that defines
9395 @code{PARAMETER} names for them, and use those in your code,
9396 so you can more easily change the actual numbers in the future.
9397
9398 The information below is culled from the definition
9399 of @code{F_err} in @file{f/runtime/libI77/err.c} in the
9400 @code{g77} source tree.
9401
9402 @smallexample
9403 100: "error in format"
9404 101: "illegal unit number"
9405 102: "formatted io not allowed"
9406 103: "unformatted io not allowed"
9407 104: "direct io not allowed"
9408 105: "sequential io not allowed"
9409 106: "can't backspace file"
9410 107: "null file name"
9411 108: "can't stat file"
9412 109: "unit not connected"
9413 110: "off end of record"
9414 111: "truncation failed in endfile"
9415 112: "incomprehensible list input"
9416 113: "out of free space"
9417 114: "unit not connected"
9418 115: "read unexpected character"
9419 116: "bad logical input field"
9420 117: "bad variable type"
9421 118: "bad namelist name"
9422 119: "variable not in namelist"
9423 120: "no end record"
9424 121: "variable count incorrect"
9425 122: "subscript for scalar variable"
9426 123: "invalid array section"
9427 124: "substring out of bounds"
9428 125: "subscript out of bounds"
9429 126: "can't read file"
9430 127: "can't write file"
9431 128: "'new' file exists"
9432 129: "can't append to file"
9433 130: "non-positive record number"
9434 131: "I/O started while already doing I/O"
9435 @end smallexample
9436
9437 @node Collected Fortran Wisdom
9438 @chapter Collected Fortran Wisdom
9439 @cindex wisdom
9440 @cindex legacy code
9441 @cindex code, legacy
9442 @cindex writing code
9443 @cindex code, writing
9444
9445 Most users of @code{g77} can be divided into two camps:
9446
9447 @itemize @bullet
9448 @item
9449 Those writing new Fortran code to be compiled by @code{g77}.
9450
9451 @item
9452 Those using @code{g77} to compile existing, ``legacy'' code.
9453 @end itemize
9454
9455 Users writing new code generally understand most of the necessary
9456 aspects of Fortran to write ``mainstream'' code, but often need
9457 help deciding how to handle problems, such as the construction
9458 of libraries containing @code{BLOCK DATA}.
9459
9460 Users dealing with ``legacy'' code sometimes don't have much
9461 experience with Fortran, but believe that the code they're compiling
9462 already works when compiled by other compilers (and might
9463 not understand why, as is sometimes the case, it doesn't work
9464 when compiled by @code{g77}).
9465
9466 The following information is designed to help users do a better job
9467 coping with existing, ``legacy'' Fortran code, and with writing
9468 new code as well.
9469
9470 @menu
9471 * Advantages Over f2c::        If @code{f2c} is so great, why @code{g77}?
9472 * Block Data and Libraries::   How @code{g77} solves a common problem.
9473 * Loops::                      Fortran @code{DO} loops surprise many people.
9474 * Working Programs::           Getting programs to work should be done first.
9475 * Overly Convenient Options::  Temptations to avoid, habits to not form.
9476 * Faster Programs::            Everybody wants these, but at what cost?
9477 @end menu
9478
9479 @node Advantages Over f2c
9480 @section Advantages Over f2c
9481
9482 Without @code{f2c}, @code{g77} would have taken much longer to
9483 do and probably not been as good for quite a while.
9484 Sometimes people who notice how much @code{g77} depends on, and
9485 documents encouragement to use, @code{f2c} ask why @code{g77}
9486 was created if @code{f2c} already existed.
9487
9488 This section gives some basic answers to these questions, though it
9489 is not intended to be comprehensive.
9490
9491 @menu
9492 * Language Extensions::  Features used by Fortran code.
9493 * Diagnostic Abilities:: Abilities to spot problems early.
9494 * Compiler Options::     Features helpful to accommodate legacy code, etc.
9495 * Compiler Speed::       Speed of the compilation process.
9496 * Program Speed::        Speed of the generated, optimized code.
9497 * Ease of Debugging::    Debugging ease-of-use at the source level.
9498 * Character and Hollerith Constants::  A byte saved is a byte earned.
9499 @end menu
9500
9501 @node Language Extensions
9502 @subsection Language Extensions
9503
9504 @code{g77} offers several extensions to FORTRAN 77 language that @code{f2c}
9505 doesn't:
9506
9507 @itemize @bullet
9508 @item
9509 Automatic arrays
9510
9511 @item
9512 @code{CYCLE} and @code{EXIT}
9513
9514 @item
9515 Construct names
9516
9517 @item
9518 @code{SELECT CASE}
9519
9520 @item
9521 @code{KIND=} and @code{LEN=} notation
9522
9523 @item
9524 Semicolon as statement separator
9525
9526 @item
9527 Constant expressions in @code{FORMAT} statements
9528 (such as @samp{FORMAT(I<J>)},
9529 where @samp{J} is a @code{PARAMETER} named constant)
9530
9531 @item
9532 @code{MvBits} intrinsic
9533
9534 @item
9535 @code{libU77} (Unix-compatibility) library,
9536 with routines known to compiler as intrinsics
9537 (so they work even when compiler options are used
9538 to change the interfaces used by Fortran routines)
9539 @end itemize
9540
9541 @code{g77} also implements iterative @code{DO} loops
9542 so that they work even in the presence of certain ``extreme'' inputs,
9543 unlike @code{f2c}.
9544 @xref{Loops}.
9545
9546 However, @code{f2c} offers a few that @code{g77} doesn't, such as:
9547
9548 @itemize @bullet
9549 @item
9550 Intrinsics in @code{PARAMETER} statements
9551
9552 @item
9553 Array bounds expressions (such as @samp{REAL M(N(2))})
9554
9555 @item
9556 @code{AUTOMATIC} statement
9557 @end itemize
9558
9559 It is expected that @code{g77} will offer some or all of these missing
9560 features at some time in the future.
9561
9562 @node Diagnostic Abilities
9563 @subsection Diagnostic Abilities
9564
9565 @code{g77} offers better diagnosis of problems in @code{FORMAT} statements.
9566 @code{f2c} doesn't, for example, emit any diagnostic for
9567 @samp{FORMAT(XZFAJG10324)},
9568 leaving that to be diagnosed, at run time, by
9569 the @code{libf2c} run-time library.
9570
9571 @node Compiler Options
9572 @subsection Compiler Options
9573
9574 @code{g77} offers compiler options that @code{f2c} doesn't,
9575 most of which are designed to more easily accommodate
9576 legacy code:
9577
9578 @itemize @bullet
9579 @item
9580 Two that control the automatic appending of extra
9581 underscores to external names
9582
9583 @item
9584 One that allows dollar signs (@samp{$}) in symbol names
9585
9586 @item
9587 A variety that control acceptance of various
9588 ``ugly'' constructs
9589
9590 @item
9591 Several that specify acceptable use of upper and lower case
9592 in the source code
9593
9594 @item
9595 Many that enable, disable, delete, or hide
9596 groups of intrinsics
9597
9598 @item
9599 One to specify the length of fixed-form source lines
9600 (normally 72)
9601
9602 @item
9603 One to specify the the source code is written in
9604 Fortran-90-style free-form
9605 @end itemize
9606
9607 However, @code{f2c} offers a few that @code{g77} doesn't,
9608 like an option to have @code{REAL} default to @code{REAL*8}.
9609 It is expected that @code{g77} will offer all of the
9610 missing options pertinent to being a Fortran compiler
9611 at some time in the future.
9612
9613 @node Compiler Speed
9614 @subsection Compiler Speed
9615
9616 Saving the steps of writing and then rereading C code is a big reason
9617 why @code{g77} should be able to compile code much faster than using
9618 @code{f2c} in conjunction with the equivalent invocation of @code{gcc}.
9619
9620 However, due to @code{g77}'s youth, lots of self-checking is still being
9621 performed.
9622 As a result, this improvement is as yet unrealized
9623 (though the potential seems to be there for quite a big speedup
9624 in the future).
9625 It is possible that, as of version 0.5.18, @code{g77}
9626 is noticeably faster compiling many Fortran source files than using
9627 @code{f2c} in conjunction with @code{gcc}.
9628
9629 @node Program Speed
9630 @subsection Program Speed
9631
9632 @code{g77} has the potential to better optimize code than @code{f2c},
9633 even when @code{gcc} is used to compile the output of @code{f2c},
9634 because @code{f2c} must necessarily
9635 translate Fortran into a somewhat lower-level language (C) that cannot
9636 preserve all the information that is potentially useful for optimization,
9637 while @code{g77} can gather, preserve, and transmit that information directly
9638 to the GBE.
9639
9640 For example, @code{g77} implements @code{ASSIGN} and assigned
9641 @code{GOTO} using direct assignment of pointers to labels and direct
9642 jumps to labels, whereas @code{f2c} maps the assigned labels to
9643 integer values and then uses a C @code{switch} statement to encode
9644 the assigned @code{GOTO} statements.
9645
9646 However, as is typical, theory and reality don't quite match, at least
9647 not in all cases, so it is still the case that @code{f2c} plus @code{gcc}
9648 can generate code that is faster than @code{g77}.
9649
9650 Version 0.5.18 of @code{g77} offered default
9651 settings and options, via patches to the @code{gcc}
9652 back end, that allow for better program speed, though
9653 some of these improvements also affected the performance
9654 of programs translated by @code{f2c} and then compiled
9655 by @code{g77}'s version of @code{gcc}.
9656
9657 Version 0.5.20 of @code{g77} offers further performance
9658 improvements, at least one of which (alias analysis) is
9659 not generally applicable to @code{f2c} (though @code{f2c}
9660 could presumably be changed to also take advantage of
9661 this new capability of the @code{gcc} back end, assuming
9662 this is made available in an upcoming release of @code{gcc}).
9663
9664 @node Ease of Debugging
9665 @subsection Ease of Debugging
9666
9667 Because @code{g77} compiles directly to assembler code like @code{gcc},
9668 instead of translating to an intermediate language (C) as does @code{f2c},
9669 support for debugging can be better for @code{g77} than @code{f2c}.
9670
9671 However, although @code{g77} might be somewhat more ``native'' in terms of
9672 debugging support than @code{f2c} plus @code{gcc}, there still are a lot
9673 of things ``not quite right''.
9674 Many of the important ones should be resolved in the near future.
9675
9676 For example, @code{g77} doesn't have to worry about reserved names
9677 like @code{f2c} does.
9678 Given @samp{FOR = WHILE}, @code{f2c} must necessarily
9679 translate this to something @emph{other} than
9680 @samp{for = while;}, because C reserves those words.
9681
9682 However, @code{g77} does still uses things like an extra level of indirection
9683 for @code{ENTRY}-laden procedures---in this case, because the back end doesn't
9684 yet support multiple entry points.
9685
9686 Another example is that, given
9687
9688 @smallexample
9689 COMMON A, B
9690 EQUIVALENCE (B, C)
9691 @end smallexample
9692
9693 @noindent
9694 the @code{g77} user should be able to access the variables directly, by name,
9695 without having to traverse C-like structures and unions, while @code{f2c}
9696 is unlikely to ever offer this ability (due to limitations in the
9697 C language).
9698
9699 However, due to apparent bugs in the back end, @code{g77} currently doesn't
9700 take advantage of this facility at all---it doesn't emit any debugging
9701 information for @code{COMMON} and @code{EQUIVALENCE} areas,
9702 other than information
9703 on the array of @code{char} it creates (and, in the case
9704 of local @code{EQUIVALENCE}, names) for each such area.
9705
9706 Yet another example is arrays.
9707 @code{g77} represents them to the debugger
9708 using the same ``dimensionality'' as in the source code, while @code{f2c}
9709 must necessarily convert them all to one-dimensional arrays to fit
9710 into the confines of the C language.
9711 However, the level of support
9712 offered by debuggers for interactive Fortran-style access to arrays
9713 as compiled by @code{g77} can vary widely.
9714 In some cases, it can actually
9715 be an advantage that @code{f2c} converts everything to widely supported
9716 C semantics.
9717
9718 In fairness, @code{g77} could do many of the things @code{f2c} does
9719 to get things working at least as well as @code{f2c}---for now,
9720 the developers prefer making @code{g77} work the
9721 way they think it is supposed to, and finding help improving the
9722 other products (the back end of @code{gcc}; @code{gdb}; and so on)
9723 to get things working properly.
9724
9725 @node Character and Hollerith Constants
9726 @subsection Character and Hollerith Constants
9727 @cindex character constants
9728 @cindex constants, character
9729 @cindex Hollerith constants
9730 @cindex constants, Hollerith
9731 @cindex trailing null byte
9732 @cindex null byte, trailing
9733 @cindex zero byte, trailing
9734
9735 To avoid the extensive hassle that would be needed to avoid this,
9736 @code{f2c} uses C character constants to encode character and Hollerith
9737 constants.
9738 That means a constant like @samp{'HELLO'} is translated to
9739 @samp{"hello"} in C, which further means that an extra null byte is
9740 present at the end of the constant.
9741 This null byte is superfluous.
9742
9743 @code{g77} does not generate such null bytes.
9744 This represents significant
9745 savings of resources, such as on systems where @file{/dev/null} or
9746 @file{/dev/zero} represent bottlenecks in the systems' performance,
9747 because @code{g77} simply asks for fewer zeros from the operating
9748 system than @code{f2c}.
9749 (Avoiding spurious use of zero bytes, each byte typically have
9750 eight zero bits, also reduces the liabilities in case
9751 Microsoft's rumored patent on the digits 0 and 1 is upheld.)
9752
9753 @node Block Data and Libraries
9754 @section Block Data and Libraries
9755 @cindex block data and libraries
9756 @cindex BLOCK DATA statement
9757 @cindex statements, BLOCK DATA
9758 @cindex libraries, containing BLOCK DATA
9759 @cindex f2c compatibility
9760 @cindex compatibility, f2c
9761
9762 To ensure that block data program units are linked, especially a concern
9763 when they are put into libraries, give each one a name (as in
9764 @samp{BLOCK DATA FOO}) and make sure there is an @samp{EXTERNAL FOO}
9765 statement in every program unit that uses any common block
9766 initialized by the corresponding @code{BLOCK DATA}.
9767 @code{g77} currently compiles a @code{BLOCK DATA} as if it were a
9768 @code{SUBROUTINE},
9769 that is, it generates an actual procedure having the appropriate name.
9770 The procedure does nothing but return immediately if it happens to be
9771 called.
9772 For @samp{EXTERNAL FOO}, where @samp{FOO} is not otherwise referenced in the
9773 same program unit, @code{g77} assumes there exists a @samp{BLOCK DATA FOO}
9774 in the program and ensures that by generating a
9775 reference to it so the linker will make sure it is present.
9776 (Specifically, @code{g77} outputs in the data section a static pointer to the
9777 external name @samp{FOO}.)
9778
9779 The implementation @code{g77} currently uses to make this work is
9780 one of the few things not compatible with @code{f2c} as currently
9781 shipped.
9782 @code{f2c} currently does nothing with @samp{EXTERNAL FOO} except
9783 issue a warning that @samp{FOO} is not otherwise referenced,
9784 and, for @samp{BLOCK DATA FOO},
9785 @code{f2c} doesn't generate a dummy procedure with the name @samp{FOO}.
9786 The upshot is that you shouldn't mix @code{f2c} and @code{g77} in
9787 this particular case.
9788 If you use @code{f2c} to compile @samp{BLOCK DATA FOO},
9789 then any @code{g77}-compiled program unit that says @samp{EXTERNAL FOO}
9790 will result in an unresolved reference when linked.
9791 If you do the
9792 opposite, then @samp{FOO} might not be linked in under various
9793 circumstances (such as when @samp{FOO} is in a library, or you're
9794 using a ``clever'' linker---so clever, it produces a broken program
9795 with little or no warning by omitting initializations of global data
9796 because they are contained in unreferenced procedures).
9797
9798 The changes you make to your code to make @code{g77} handle this situation,
9799 however, appear to be a widely portable way to handle it.
9800 That is, many systems permit it (as they should, since the
9801 FORTRAN 77 standard permits @samp{EXTERNAL FOO} when @samp{FOO}
9802 is a block data program unit), and of the ones
9803 that might not link @samp{BLOCK DATA FOO} under some circumstances, most of
9804 them appear to do so once @samp{EXTERNAL FOO} is present in the appropriate
9805 program units.
9806
9807 Here is the recommended approach to modifying a program containing
9808 a program unit such as the following:
9809
9810 @smallexample
9811 BLOCK DATA FOO
9812 COMMON /VARS/ X, Y, Z
9813 DATA X, Y, Z / 3., 4., 5. /
9814 END
9815 @end smallexample
9816
9817 @noindent
9818 If the above program unit might be placed in a library module, then
9819 ensure that every program unit in every program that references that
9820 particular @code{COMMON} area uses the @code{EXTERNAL} statement
9821 to force the area to be initialized.
9822
9823 For example, change a program unit that starts with
9824
9825 @smallexample
9826 INTEGER FUNCTION CURX()
9827 COMMON /VARS/ X, Y, Z
9828 CURX = X
9829 END
9830 @end smallexample
9831
9832 @noindent
9833 so that it uses the @code{EXTERNAL} statement, as in:
9834
9835 @smallexample
9836 INTEGER FUNCTION CURX()
9837 COMMON /VARS/ X, Y, Z
9838 EXTERNAL FOO
9839 CURX = X
9840 END
9841 @end smallexample
9842
9843 @noindent
9844 That way, @samp{CURX} is compiled by @code{g77} (and many other
9845 compilers) so that the linker knows it must include @samp{FOO},
9846 the @code{BLOCK DATA} program unit that sets the initial values
9847 for the variables in @samp{VAR}, in the executable program.
9848
9849 @node Loops
9850 @section Loops
9851 @cindex DO statement
9852 @cindex statements, DO
9853 @cindex trips, number of
9854 @cindex number of trips
9855
9856 The meaning of a @code{DO} loop in Fortran is precisely specified
9857 in the Fortran standard@dots{}and is quite different from what
9858 many programmers might expect.
9859
9860 In particular, Fortran iterative @code{DO} loops are implemented as if
9861 the number of trips through the loop is calculated @emph{before}
9862 the loop is entered.
9863
9864 The number of trips for a loop is calculated from the @var{start},
9865 @var{end}, and @var{increment} values specified in a statement such as:
9866
9867 @smallexample
9868 DO @var{iter} = @var{start}, @var{end}, @var{increment}
9869 @end smallexample
9870
9871 @noindent
9872 The trip count is evaluated using a fairly simple formula
9873 based on the three values following the @samp{=} in the
9874 statement, and it is that trip count that is effectively
9875 decremented during each iteration of the loop.
9876 If, at the beginning of an iteration of the loop, the
9877 trip count is zero or negative, the loop terminates.
9878 The per-loop-iteration modifications to @var{iter} are not
9879 related to determining whether to terminate the loop.
9880
9881 There are two important things to remember about the trip
9882 count:
9883
9884 @itemize @bullet
9885 @item
9886 It can be @emph{negative}, in which case it is
9887 treated as if it was zero---meaning the loop is
9888 not executed at all.
9889
9890 @item
9891 The type used to @emph{calculate} the trip count
9892 is the same type as @var{iter}, but the final
9893 calculation, and thus the type of the trip
9894 count itself, always is @code{INTEGER(KIND=1)}.
9895 @end itemize
9896
9897 These two items mean that there are loops that cannot
9898 be written in straightforward fashion using the Fortran @code{DO}.
9899
9900 For example, on a system with the canonical 32-bit two's-complement
9901 implementation of @code{INTEGER(KIND=1)}, the following loop will not work:
9902
9903 @smallexample
9904 DO I = -2000000000, 2000000000
9905 @end smallexample
9906
9907 @noindent
9908 Although the @var{start} and @var{end} values are well within
9909 the range of @code{INTEGER(KIND=1)}, the @emph{trip count} is not.
9910 The expected trip count is 40000000001, which is outside
9911 the range of @code{INTEGER(KIND=1)} on many systems.
9912
9913 Instead, the above loop should be constructed this way:
9914
9915 @smallexample
9916 I = -2000000000
9917 DO
9918   IF (I .GT. 2000000000) EXIT
9919   @dots{}
9920   I = I + 1
9921 END DO
9922 @end smallexample
9923
9924 @noindent
9925 The simple @code{DO} construct and the @code{EXIT} statement
9926 (used to leave the innermost loop)
9927 are F90 features that @code{g77} supports.
9928
9929 Some Fortran compilers have buggy implementations of @code{DO},
9930 in that they don't follow the standard.
9931 They implement @code{DO} as a straightforward translation
9932 to what, in C, would be a @code{for} statement.
9933 Instead of creating a temporary variable to hold the trip count
9934 as calculated at run time, these compilers
9935 use the iteration variable @var{iter} to control
9936 whether the loop continues at each iteration.
9937
9938 The bug in such an implementation shows up when the
9939 trip count is within the range of the type of @var{iter},
9940 but the magnitude of @samp{ABS(@var{end}) + ABS(@var{incr})}
9941 exceeds that range.  For example:
9942
9943 @smallexample
9944 DO I = 2147483600, 2147483647
9945 @end smallexample
9946
9947 @noindent
9948 A loop started by the above statement will work as implemented
9949 by @code{g77}, but the use, by some compilers, of a
9950 more C-like implementation akin to
9951
9952 @smallexample
9953 for (i = 2147483600; i <= 2147483647; ++i)
9954 @end smallexample
9955
9956 @noindent
9957 produces a loop that does not terminate, because @samp{i}
9958 can never be greater than 2147483647, since incrementing it
9959 beyond that value overflows @samp{i}, setting it to -2147483648.
9960 This is a large, negative number that still is less than 2147483647.
9961
9962 Another example of unexpected behavior of @code{DO} involves
9963 using a nonintegral iteration variable @var{iter}, that is,
9964 a @code{REAL} variable.
9965 Consider the following program:
9966
9967 @smallexample
9968       DATA BEGIN, END, STEP /.1, .31, .007/
9969       DO 10 R = BEGIN, END, STEP
9970          IF (R .GT. END) PRINT *, R, ' .GT. ', END, '!!'
9971          PRINT *,R
9972 10    CONTINUE
9973       PRINT *,'LAST = ',R
9974       IF (R .LE. END) PRINT *, R, ' .LE. ', END, '!!'
9975       END
9976 @end smallexample
9977
9978 @noindent
9979 A C-like view of @code{DO} would hold that the two ``exclamatory''
9980 @code{PRINT} statements are never executed.
9981 However, this is the output of running the above program
9982 as compiled by @code{g77} on a GNU/Linux ix86 system:
9983
9984 @smallexample
9985  .100000001
9986  .107000001
9987  .114
9988  .120999999
9989  @dots{}
9990  .289000005
9991  .296000004
9992  .303000003
9993 LAST =   .310000002
9994  .310000002 .LE.   .310000002!!
9995 @end smallexample
9996
9997 Note that one of the two checks in the program turned up
9998 an apparent violation of the programmer's expectation---yet,
9999 the loop is correctly implemented by @code{g77}, in that
10000 it has 30 iterations.
10001 This trip count of 30 is correct when evaluated using
10002 the floating-point representations for the @var{begin},
10003 @var{end}, and @var{incr} values (.1, .31, .007) on GNU/Linux
10004 ix86 are used.
10005 On other systems, an apparently more accurate trip count
10006 of 31 might result, but, nevertheless, @code{g77} is
10007 faithfully following the Fortran standard, and the result
10008 is not what the author of the sample program above
10009 apparently expected.
10010 (Such other systems might, for different values in the @code{DATA}
10011 statement, violate the other programmer's expectation,
10012 for example.)
10013
10014 Due to this combination of imprecise representation
10015 of floating-point values and the often-misunderstood
10016 interpretation of @code{DO} by standard-conforming
10017 compilers such as @code{g77}, use of @code{DO} loops
10018 with @code{REAL} iteration
10019 variables is not recommended.
10020 Such use can be caught by specifying @samp{-Wsurprising}.
10021 @xref{Warning Options}, for more information on this
10022 option.
10023
10024 @node Working Programs
10025 @section Working Programs
10026
10027 Getting Fortran programs to work in the first place can be
10028 quite a challenge---even when the programs already work on
10029 other systems, or when using other compilers.
10030
10031 @code{g77} offers some facilities that might be useful for
10032 tracking down bugs in such programs.
10033
10034 @menu
10035 * Not My Type::
10036 * Variables Assumed To Be Zero::
10037 * Variables Assumed To Be Saved::
10038 * Unwanted Variables::
10039 * Unused Arguments::
10040 * Surprising Interpretations of Code::
10041 * Aliasing Assumed To Work::
10042 * Output Assumed To Flush::
10043 * Large File Unit Numbers::
10044 * Floating-point precision::
10045 * Inconsistent Calling Sequences::
10046 @end menu
10047
10048 @node Not My Type
10049 @subsection Not My Type
10050 @cindex mistyped variables
10051 @cindex variables, mistyped
10052 @cindex mistyped functions
10053 @cindex functions, mistyped
10054 @cindex implicit typing
10055
10056 A fruitful source of bugs in Fortran source code is use, or
10057 mis-use, of Fortran's implicit-typing feature, whereby the
10058 type of a variable, array, or function is determined by the
10059 first character of its name.
10060
10061 Simple cases of this include statements like @samp{LOGX=9.227},
10062 without a statement such as @samp{REAL LOGX}.
10063 In this case, @samp{LOGX} is implicitly given @code{INTEGER(KIND=1)}
10064 type, with the result of the assignment being that it is given
10065 the value @samp{9}.
10066
10067 More involved cases include a function that is defined starting
10068 with a statement like @samp{DOUBLE PRECISION FUNCTION IPS(@dots{})}.
10069 Any caller of this function that does not also declare @samp{IPS}
10070 as type @code{DOUBLE PRECISION} (or, in GNU Fortran, @code{REAL(KIND=2)})
10071 is likely to assume it returns
10072 @code{INTEGER}, or some other type, leading to invalid results
10073 or even program crashes.
10074
10075 The @samp{-Wimplicit} option might catch failures to
10076 properly specify the types of
10077 variables, arrays, and functions in the code.
10078
10079 However, in code that makes heavy use of Fortran's
10080 implicit-typing facility, this option might produce so
10081 many warnings about cases that are working, it would be
10082 hard to find the one or two that represent bugs.
10083 This is why so many experienced Fortran programmers strongly
10084 recommend widespread use of the @code{IMPLICIT NONE} statement,
10085 despite it not being standard FORTRAN 77, to completely turn
10086 off implicit typing.
10087 (@code{g77} supports @code{IMPLICIT NONE}, as do almost all
10088 FORTRAN 77 compilers.)
10089
10090 Note that @samp{-Wimplicit} catches only implicit typing of
10091 @emph{names}.
10092 It does not catch implicit typing of expressions such
10093 as @samp{X**(2/3)}.
10094 Such expressions can be buggy as well---in fact, @samp{X**(2/3)}
10095 is equivalent to @samp{X**0}, due to the way Fortran expressions
10096 are given types and then evaluated.
10097 (In this particular case, the programmer probably wanted
10098 @samp{X**(2./3.)}.)
10099
10100 @node Variables Assumed To Be Zero
10101 @subsection Variables Assumed To Be Zero
10102 @cindex zero-initialized variables
10103 @cindex variables, assumed to be zero
10104 @cindex uninitialized variables
10105
10106 Many Fortran programs were developed on systems that provided
10107 automatic initialization of all, or some, variables and arrays
10108 to zero.
10109 As a result, many of these programs depend, sometimes
10110 inadvertently, on this behavior, though to do so violates
10111 the Fortran standards.
10112
10113 You can ask @code{g77} for this behavior by specifying the
10114 @samp{-finit-local-zero} option when compiling Fortran code.
10115 (You might want to specify @samp{-fno-automatic} as well,
10116 to avoid code-size inflation for non-optimized compilations.)
10117
10118 Note that a program that works better when compiled with the
10119 @samp{-finit-local-zero} option
10120 is almost certainly depending on a particular system's,
10121 or compiler's, tendency to initialize some variables to zero.
10122 It might be worthwhile finding such cases and fixing them,
10123 using techniques such as compiling with the @samp{-O -Wuninitialized}
10124 options using @code{g77}.
10125
10126 @node Variables Assumed To Be Saved
10127 @subsection Variables Assumed To Be Saved
10128 @cindex variables, retaining values across calls
10129 @cindex saved variables
10130 @cindex static variables
10131
10132 Many Fortran programs were developed on systems that
10133 saved the values of all, or some, variables and arrays
10134 across procedure calls.
10135 As a result, many of these programs depend, sometimes
10136 inadvertently, on being able to assign a value to a
10137 variable, perform a @code{RETURN} to a calling procedure,
10138 and, upon subsequent invocation, reference the previously
10139 assigned variable to obtain the value.
10140
10141 They expect this despite not using the @code{SAVE} statement
10142 to specify that the value in a variable is expected to survive
10143 procedure returns and calls.
10144 Depending on variables and arrays to retain values across
10145 procedure calls without using @code{SAVE} to require it violates
10146 the Fortran standards.
10147
10148 You can ask @code{g77} to assume @code{SAVE} is specified for all
10149 relevant (local) variables and arrays by using the
10150 @samp{-fno-automatic} option.
10151
10152 Note that a program that works better when compiled with the
10153 @samp{-fno-automatic} option
10154 is almost certainly depending on not having to use
10155 the @code{SAVE} statement as required by the Fortran standard.
10156 It might be worthwhile finding such cases and fixing them,
10157 using techniques such as compiling with the @samp{-O -Wuninitialized}
10158 options using @code{g77}.
10159
10160 @node Unwanted Variables
10161 @subsection Unwanted Variables
10162
10163 The @samp{-Wunused} option can find bugs involving
10164 implicit typing, sometimes
10165 more easily than using @samp{-Wimplicit} in code that makes
10166 heavy use of implicit typing.
10167 An unused variable or array might indicate that the
10168 spelling for its declaration is different from that of
10169 its intended uses.
10170
10171 Other than cases involving typos, unused variables rarely
10172 indicate actual bugs in a program.
10173 However, investigating such cases thoroughly has, on occasion,
10174 led to the discovery of code that had not been completely
10175 written---where the programmer wrote declarations as needed
10176 for the whole algorithm, wrote some or even most of the code
10177 for that algorithm, then got distracted and forgot that the
10178 job was not complete.
10179
10180 @node Unused Arguments
10181 @subsection Unused Arguments
10182 @cindex unused arguments
10183 @cindex arguments, unused
10184
10185 As with unused variables, It is possible that unused arguments
10186 to a procedure might indicate a bug.
10187 Compile with @samp{-W -Wunused} option to catch cases of
10188 unused arguments.
10189
10190 Note that @samp{-W} also enables warnings regarding overflow
10191 of floating-point constants under certain circumstances.
10192
10193 @node Surprising Interpretations of Code
10194 @subsection Surprising Interpretations of Code
10195
10196 The @samp{-Wsurprising} option can help find bugs involving
10197 expression evaluation or in
10198 the way @code{DO} loops with non-integral iteration variables
10199 are handled.
10200 Cases found by this option might indicate a difference of
10201 interpretation between the author of the code involved, and
10202 a standard-conforming compiler such as @code{g77}.
10203 Such a difference might produce actual bugs.
10204
10205 In any case, changing the code to explicitly do what the
10206 programmer might have expected it to do, so @code{g77} and
10207 other compilers are more likely to follow the programmer's
10208 expectations, might be worthwhile, especially if such changes
10209 make the program work better.
10210
10211 @node Aliasing Assumed To Work
10212 @subsection Aliasing Assumed To Work
10213 @cindex -falias-check option
10214 @cindex options, -falias-check
10215 @cindex -fargument-alias option
10216 @cindex options, -fargument-alias
10217 @cindex -fargument-noalias option
10218 @cindex options, -fargument-noalias
10219 @cindex -fno-argument-noalias-global option
10220 @cindex options, -fno-argument-noalias-global
10221 @cindex aliasing
10222 @cindex anti-aliasing
10223 @cindex overlapping arguments
10224 @cindex overlays
10225 @cindex association, storage
10226 @cindex storage association
10227 @cindex scheduling of reads and writes
10228 @cindex reads and writes, scheduling
10229
10230 The @samp{-falias-check}, @samp{-fargument-alias},
10231 @samp{-fargument-noalias},
10232 and @samp{-fno-argument-noalias-global} options,
10233 introduced in version 0.5.20 and
10234 @code{g77}'s version 2.7.2.2.f.2 of @code{gcc},
10235 were withdrawn as of @code{g77} version 0.5.23
10236 due to their not being supported by @code{gcc} version 2.8.
10237
10238 These options control the assumptions regarding aliasing
10239 (overlapping) of writes and reads to main memory (core) made
10240 by the @code{gcc} back end.
10241
10242 The information below still is useful, but applies to
10243 only those versions of @code{g77} that support the
10244 alias analysis implied by support for these options.
10245
10246 These options are effective only when compiling with @samp{-O}
10247 (specifying any level other than @samp{-O0})
10248 or with @samp{-falias-check}.
10249
10250 The default for Fortran code is @samp{-fargument-noalias-global}.
10251 (The default for C code and code written in other C-based languages
10252 is @samp{-fargument-alias}.
10253 These defaults apply regardless of whether you use @code{g77} or
10254 @code{gcc} to compile your code.)
10255
10256 Note that, on some systems, compiling with @samp{-fforce-addr} in
10257 effect can produce more optimal code when the default aliasing
10258 options are in effect (and when optimization is enabled).
10259
10260 If your program is not working when compiled with optimization,
10261 it is possible it is violating the Fortran standards (77 and 90)
10262 by relying on the ability to ``safely'' modify variables and
10263 arrays that are aliased, via procedure calls, to other variables
10264 and arrays, without using @code{EQUIVALENCE} to explicitly
10265 set up this kind of aliasing.
10266
10267 (The FORTRAN 77 standard's prohibition of this sort of
10268 overlap, generally referred to therein as ``storage
10269 assocation'', appears in Sections 15.9.3.6.
10270 This prohibition allows implementations, such as @code{g77},
10271 to, for example, implement the passing of procedures and
10272 even values in @code{COMMON} via copy operations into local,
10273 perhaps more efficiently accessed temporaries at entry to a
10274 procedure, and, where appropriate, via copy operations back
10275 out to their original locations in memory at exit from that
10276 procedure, without having to take into consideration the
10277 order in which the local copies are updated by the code,
10278 among other things.)
10279
10280 To test this hypothesis, try compiling your program with
10281 the @samp{-fargument-alias} option, which causes the
10282 compiler to revert to assumptions essentially the same as
10283 made by versions of @code{g77} prior to 0.5.20.
10284
10285 If the program works using this option, that strongly suggests
10286 that the bug is in your program.
10287 Finding and fixing the bug(s) should result in a program that
10288 is more standard-conforming and that can be compiled by @code{g77}
10289 in a way that results in a faster executable.
10290
10291 (You might want to try compiling with @samp{-fargument-noalias},
10292 a kind of half-way point, to see if the problem is limited to
10293 aliasing between dummy arguments and @code{COMMON} variables---this
10294 option assumes that such aliasing is not done, while still allowing
10295 aliasing among dummy arguments.)
10296
10297 An example of aliasing that is invalid according to the standards
10298 is shown in the following program, which might @emph{not} produce
10299 the expected results when executed:
10300
10301 @smallexample
10302 I = 1
10303 CALL FOO(I, I)
10304 PRINT *, I
10305 END
10306
10307 SUBROUTINE FOO(J, K)
10308 J = J + K
10309 K = J * K
10310 PRINT *, J, K
10311 END
10312 @end smallexample
10313
10314 The above program attempts to use the temporary aliasing of the
10315 @samp{J} and @samp{K} arguments in @samp{FOO} to effect a
10316 pathological behavior---the simultaneous changing of the values
10317 of @emph{both} @samp{J} and @samp{K} when either one of them
10318 is written.
10319
10320 The programmer likely expects the program to print these values:
10321
10322 @example
10323 2  4
10324 4
10325 @end example
10326
10327 However, since the program is not standard-conforming, an
10328 implementation's behavior when running it is undefined, because
10329 subroutine @samp{FOO} modifies at least one of the arguments,
10330 and they are aliased with each other.
10331 (Even if one of the assignment statements was deleted, the
10332 program would still violate these rules.
10333 This kind of on-the-fly aliasing is permitted by the standard
10334 only when none of the aliased items are defined, or written,
10335 while the aliasing is in effect.)
10336
10337 As a practical example, an optimizing compiler might schedule
10338 the @samp{J =} part of the second line of @samp{FOO} @emph{after}
10339 the reading of @samp{J} and @samp{K} for the @samp{J * K} expression,
10340 resulting in the following output:
10341
10342 @example
10343 2  2
10344 2
10345 @end example
10346
10347 Essentially, compilers are promised (by the standard and, therefore,
10348 by programmers who write code they claim to be standard-conforming)
10349 that if they cannot detect aliasing via static analysis of a single
10350 program unit's @code{EQUIVALENCE} and @code{COMMON} statements, no
10351 such aliasing exists.
10352 In such cases, compilers are free to assume that an assignment to
10353 one variable will not change the value of another variable, allowing
10354 it to avoid generating code to re-read the value of the other
10355 variable, to re-schedule reads and writes, and so on, to produce
10356 a faster executable.
10357
10358 The same promise holds true for arrays (as seen by the called
10359 procedure)---an element of one dummy array cannot be aliased
10360 with, or overlap, any element of another dummy array or be
10361 in a @code{COMMON} area known to the procedure.
10362
10363 (These restrictions apply only when the procedure defines, or
10364 writes to, one of the aliased variables or arrays.)
10365
10366 Unfortunately, there is no way to find @emph{all} possible cases of
10367 violations of the prohibitions against aliasing in Fortran code.
10368 Static analysis is certainly imperfect, as is run-time analysis,
10369 since neither can catch all violations.
10370 (Static analysis can catch all likely violations, and some that
10371 might never actually happen, while run-time analysis can catch
10372 only those violations that actually happen during a particular run.
10373 Neither approach can cope with programs mixing Fortran code with
10374 routines written in other languages, however.)
10375
10376 Currently, @code{g77} provides neither static nor run-time facilities
10377 to detect any cases of this problem, although other products might.
10378 Run-time facilities are more likely to be offered by future
10379 versions of @code{g77}, though patches improving @code{g77} so that
10380 it provides either form of detection are welcome.
10381
10382 @node Output Assumed To Flush
10383 @subsection Output Assumed To Flush
10384 @cindex ALWAYS_FLUSH
10385 @cindex synchronous write errors
10386 @cindex disk full
10387 @cindex flushing output
10388 @cindex fflush()
10389 @cindex I/O, flushing
10390 @cindex output, flushing
10391 @cindex writes, flushing
10392 @cindex NFS
10393 @cindex network file system
10394
10395 For several versions prior to 0.5.20, @code{g77} configured its
10396 version of the @code{libf2c} run-time library so that one of
10397 its configuration macros, @code{ALWAYS_FLUSH}, was defined.
10398
10399 This was done as a result of a belief that many programs expected
10400 output to be flushed to the operating system (under UNIX, via
10401 the @code{fflush()} library call) with the result that errors,
10402 such as disk full, would be immediately flagged via the
10403 relevant @code{ERR=} and @code{IOSTAT=} mechanism.
10404
10405 Because of the adverse effects this approach had on the performance
10406 of many programs, @code{g77} no longer configures @code{libf2c}
10407 (now named @code{libg2c} in its @code{g77} incarnation)
10408 to always flush output.
10409
10410 If your program depends on this behavior, either insert the
10411 appropriate @samp{CALL FLUSH} statements, or modify the sources
10412 to the @code{libg2c}, rebuild and reinstall @code{g77}, and
10413 relink your programs with the modified library.
10414
10415 (Ideally, @code{libg2c} would offer the choice at run-time, so
10416 that a compile-time option to @code{g77} or @code{f2c} could
10417 result in generating the appropriate calls to flushing or
10418 non-flushing library routines.)
10419
10420 @xref{Always Flush Output}, for information on how to modify
10421 the @code{g77} source tree so that a version of @code{libg2c}
10422 can be built and installed with the @code{ALWAYS_FLUSH} macro defined.
10423
10424 @node Large File Unit Numbers
10425 @subsection Large File Unit Numbers
10426 @cindex MXUNIT
10427 @cindex unit numbers
10428 @cindex maximum unit number
10429 @cindex illegal unit number
10430 @cindex increasing maximum unit number
10431
10432 If your program crashes at run time with a message including
10433 the text @samp{illegal unit number}, that probably is
10434 a message from the run-time library, @code{libg2c}.
10435
10436 The message means that your program has attempted to use a
10437 file unit number that is out of the range accepted by
10438 @code{libg2c}.
10439 Normally, this range is 0 through 99, and the high end
10440 of the range is controlled by a @code{libg2c} source-file
10441 macro named @code{MXUNIT}.
10442
10443 If you can easily change your program to use unit numbers
10444 in the range 0 through 99, you should do so.
10445
10446 Otherwise, see @ref{Larger File Unit Numbers}, for information on how
10447 to change @code{MXUNIT} in @code{libg2c} so you can build and
10448 install a new version of @code{libg2c} that supports the larger
10449 unit numbers you need.
10450
10451 @emph{Note:} While @code{libg2c} places a limit on the range
10452 of Fortran file-unit numbers, the underlying library and operating
10453 system might impose different kinds of limits.
10454 For example, some systems limit the number of files simultaneously
10455 open by a running program.
10456 Information on how to increase these limits should be found
10457 in your system's documentation.
10458
10459 @node Floating-point precision
10460 @subsection Floating-point precision
10461
10462 @cindex IEEE 754 conformance
10463 @cindex conformance, IEEE 754
10464 @cindex floating-point, precision
10465 @cindex ix86 floating-point
10466 @cindex x86 floating-point
10467 If your program depends on exact IEEE 754 floating-point handling it may
10468 help on some systems---specifically x86 or m68k hardware---to use
10469 the @samp{-ffloat-store} option or to reset the precision flag on the
10470 floating-point unit.
10471 @xref{Optimize Options}.
10472
10473 However, it might be better simply to put the FPU into double precision
10474 mode and not take the performance hit of @samp{-ffloat-store}.  On x86
10475 and m68k GNU systems you can do this with a technique similar to that
10476 for turning on floating-point exceptions
10477 (@pxref{Floating-point Exception Handling}).
10478 The control word could be set to double precision by
10479 replacing the @code{__setfpucw} call with one like this:
10480 @smallexample
10481   __setfpucw ((_FPU_DEFAULT & ~_FPU_EXTENDED) | _FPU_DOUBLE);
10482 @end smallexample
10483 (It is not clear whether this has any effect on the operation of the GNU
10484 maths library, but we have no evidence of it causing trouble.)
10485
10486 Some targets (such as the Alpha) may need special options for full IEEE
10487 conformance.
10488 @xref{Submodel Options,,Hardware Models and Configurations,gcc,Using and Porting GNU CC}.
10489
10490 @node Inconsistent Calling Sequences
10491 @subsection Inconsistent Calling Sequences
10492
10493 @pindex ftnchek
10494 @cindex floating-point, errors
10495 @cindex ix86 FPU stack
10496 @cindex x86 FPU stack
10497 Code containing inconsistent calling sequences in the same file is
10498 normally rejected---see @ref{GLOBALS}.
10499 (Use, say, @code{ftnchek} to ensure
10500 consistency across source files.
10501 @xref{f2c Skeletons and Prototypes,,
10502 Generating Skeletons and Prototypes with @code{f2c}}.)
10503
10504 Mysterious errors, which may appear to be code generation problems, can
10505 appear specifically on the x86 architecture with some such
10506 inconsistencies.  On x86 hardware, floating-point return values of
10507 functions are placed on the floating-point unit's register stack, not
10508 the normal stack.  Thus calling a @code{REAL} or @code{DOUBLE PRECISION}
10509 @code{FUNCTION} as some other sort of procedure, or vice versa,
10510 scrambles the floating-point stack.  This may break unrelated code
10511 executed later.  Similarly if, say, external C routines are written
10512 incorrectly.
10513
10514 @node Overly Convenient Options
10515 @section Overly Convenient Command-line Options
10516 @cindex overly convenient options
10517 @cindex options, overly convenient
10518
10519 These options should be used only as a quick-and-dirty way to determine
10520 how well your program will run under different compilation models
10521 without having to change the source.
10522 Some are more problematic
10523 than others, depending on how portable and maintainable you want the
10524 program to be (and, of course, whether you are allowed to change it
10525 at all is crucial).
10526
10527 You should not continue to use these command-line options to compile
10528 a given program, but rather should make changes to the source code:
10529
10530 @table @code
10531 @cindex -finit-local-zero option
10532 @cindex options, -finit-local-zero
10533 @item -finit-local-zero
10534 (This option specifies that any uninitialized local variables
10535 and arrays have default initialization to binary zeros.)
10536
10537 Many other compilers do this automatically, which means lots of
10538 Fortran code developed with those compilers depends on it.
10539
10540 It is safer (and probably
10541 would produce a faster program) to find the variables and arrays that
10542 need such initialization and provide it explicitly via @code{DATA}, so that
10543 @samp{-finit-local-zero} is not needed.
10544
10545 Consider using @samp{-Wuninitialized} (which requires @samp{-O}) to
10546 find likely candidates, but
10547 do not specify @samp{-finit-local-zero} or @samp{-fno-automatic},
10548 or this technique won't work.
10549
10550 @cindex -fno-automatic option
10551 @cindex options, -fno-automatic
10552 @item -fno-automatic
10553 (This option specifies that all local variables and arrays
10554 are to be treated as if they were named in @code{SAVE} statements.)
10555
10556 Many other compilers do this automatically, which means lots of
10557 Fortran code developed with those compilers depends on it.
10558
10559 The effect of this is that all non-automatic variables and arrays
10560 are made static, that is, not placed on the stack or in heap storage.
10561 This might cause a buggy program to appear to work better.
10562 If so, rather than relying on this command-line option (and hoping all
10563 compilers provide the equivalent one), add @code{SAVE}
10564 statements to some or all program unit sources, as appropriate.
10565 Consider using @samp{-Wuninitialized} (which requires @samp{-O})
10566 to find likely candidates, but
10567 do not specify @samp{-finit-local-zero} or @samp{-fno-automatic},
10568 or this technique won't work.
10569
10570 The default is @samp{-fautomatic}, which tells @code{g77} to try
10571 and put variables and arrays on the stack (or in fast registers)
10572 where possible and reasonable.
10573 This tends to make programs faster.
10574
10575 @cindex automatic arrays
10576 @cindex arrays, automatic
10577 @emph{Note:} Automatic variables and arrays are not affected
10578 by this option.
10579 These are variables and arrays that are @emph{necessarily} automatic,
10580 either due to explicit statements, or due to the way they are
10581 declared.
10582 Examples include local variables and arrays not given the
10583 @code{SAVE} attribute in procedures declared @code{RECURSIVE},
10584 and local arrays declared with non-constant bounds (automatic
10585 arrays).
10586 Currently, @code{g77} supports only automatic arrays, not
10587 @code{RECURSIVE} procedures or other means of explicitly
10588 specifying that variables or arrays are automatic.
10589
10590 @cindex -f@var{group}-intrinsics-hide option
10591 @cindex options, -f@var{group}-intrinsics-hide
10592 @item -f@var{group}-intrinsics-hide
10593 Change the source code to use @code{EXTERNAL} for any external procedure
10594 that might be the name of an intrinsic.
10595 It is easy to find these using @samp{-f@var{group}-intrinsics-disable}.
10596 @end table
10597
10598 @node Faster Programs
10599 @section Faster Programs
10600 @cindex speed, of programs
10601 @cindex programs, speeding up
10602
10603 Aside from the usual @code{gcc} options, such as @samp{-O},
10604 @samp{-ffast-math}, and so on, consider trying some of the
10605 following approaches to speed up your program (once you get
10606 it working).
10607
10608 @menu
10609 * Aligned Data::
10610 * Prefer Automatic Uninitialized Variables::
10611 * Avoid f2c Compatibility::
10612 * Use Submodel Options::
10613 @end menu
10614
10615 @node Aligned Data
10616 @subsection Aligned Data
10617 @cindex alignment
10618 @cindex data, aligned
10619 @cindex stack, aligned
10620 @cindex aligned data
10621 @cindex aligned stack
10622 @cindex Pentium optimizations
10623 @cindex optimization, for Pentium
10624
10625 On some systems, such as those with Pentium Pro CPUs, programs
10626 that make heavy use of @code{REAL(KIND=2)} (@code{DOUBLE PRECISION})
10627 might run much slower
10628 than possible due to the compiler not aligning these 64-bit
10629 values to 64-bit boundaries in memory.
10630 (The effect also is present, though
10631 to a lesser extent, on the 586 (Pentium) architecture.)
10632
10633 The Intel x86 architecture generally ensures that these programs will
10634 work on all its implementations,
10635 but particular implementations (such as Pentium Pro)
10636 perform better with more strict alignment.
10637 (Such behavior isn't unique to the Intel x86 architecture.)
10638 Other architectures might @emph{demand} 64-bit alignment
10639 of 64-bit data.
10640
10641 There are a variety of approaches to use to address this problem:
10642
10643 @itemize @bullet
10644 @item
10645 @cindex @code{COMMON} layout
10646 @cindex layout of @code{COMMON} blocks
10647 Order your @code{COMMON} and @code{EQUIVALENCE} areas such
10648 that the variables and arrays with the widest alignment
10649 guidelines come first.
10650
10651 For example, on most systems, this would mean placing
10652 @code{COMPLEX(KIND=2)}, @code{REAL(KIND=2)}, and
10653 @code{INTEGER(KIND=2)} entities first, followed by @code{REAL(KIND=1)},
10654 @code{INTEGER(KIND=1)}, and @code{LOGICAL(KIND=1)} entities, then
10655 @code{INTEGER(KIND=6)} entities, and finally @code{CHARACTER}
10656 and @code{INTEGER(KIND=3)} entities.
10657
10658 The reason to use such placement is it makes it more likely
10659 that your data will be aligned properly, without requiring
10660 you to do detailed analysis of each aggregate (@code{COMMON}
10661 and @code{EQUIVALENCE}) area.
10662
10663 Specifically, on systems where the above guidelines are
10664 appropriate, placing @code{CHARACTER} entities before
10665 @code{REAL(KIND=2)} entities can work just as well,
10666 but only if the number of bytes occupied by the @code{CHARACTER}
10667 entities is divisible by the recommended alignment for
10668 @code{REAL(KIND=2)}.
10669
10670 By ordering the placement of entities in aggregate
10671 areas according to the simple guidelines above, you
10672 avoid having to carefully count the number of bytes
10673 occupied by each entity to determine whether the
10674 actual alignment of each subsequent entity meets the
10675 alignment guidelines for the type of that entity.
10676
10677 If you don't ensure correct alignment of @code{COMMON} elements, the
10678 compiler may be forced by some systems to violate the Fortran semantics by
10679 adding padding to get @code{DOUBLE PRECISION} data properly aligned.
10680 If the unfortunate practice is employed of overlaying different types of
10681 data in the @code{COMMON} block, the different variants
10682 of this block may become misaligned with respect to each other.
10683 Even if your platform doesn't require strict alignment,
10684 @code{COMMON} should be laid out as above for portability.
10685 (Unfortunately the FORTRAN 77 standard didn't anticipate this
10686 possible requirement, which is compiler-independent on a given platform.)
10687
10688 @item
10689 @cindex -malign-double option
10690 @cindex options, -malign-double
10691 Use the (x86-specific) @samp{-malign-double} option when compiling
10692 programs for the Pentium and Pentium Pro architectures (called 586
10693 and 686 in the @code{gcc} configuration subsystem).
10694 The warning about this in the @code{gcc} manual isn't
10695 generally relevant to Fortran,
10696 but using it will force @code{COMMON} to be padded if necessary to align
10697 @code{DOUBLE PRECISION} data.
10698
10699 When @code{DOUBLE PRECISION} data is forcibly aligned
10700 in @code{COMMON} by @code{g77} due to specifying @samp{-malign-double},
10701 @code{g77} issues a warning about the need to
10702 insert padding.
10703
10704 In this case, each and every program unit that uses
10705 the same @code{COMMON} area
10706 must specify the same layout of variables and their types
10707 for that area
10708 and be compiled with @samp{-malign-double} as well.
10709 @code{g77} will issue warnings in each case,
10710 but as long as every program unit using that area
10711 is compiled with the same warnings,
10712 the resulting object files should work when linked together
10713 unless the program makes additional assumptions about
10714 @code{COMMON} area layouts that are outside the scope
10715 of the FORTRAN 77 standard,
10716 or uses @code{EQUIVALENCE} or different layouts
10717 in ways that assume no padding is ever inserted by the compiler.
10718
10719 @item
10720 Ensure that @file{crt0.o} or @file{crt1.o}
10721 on your system guarantees a 64-bit
10722 aligned stack for @code{main()}.
10723 The recent one from GNU (@code{glibc2}) will do this on x86 systems,
10724 but we don't know of any other x86 setups where it will be right.
10725 Read your system's documentation to determine if
10726 it is appropriate to upgrade to a more recent version
10727 to obtain the optimal alignment.
10728 @end itemize
10729
10730 Progress is being made on making this work
10731 ``out of the box'' on future versions of @code{g77},
10732 @code{gcc}, and some of the relevant operating systems
10733 (such as GNU/Linux).
10734
10735 @cindex alignment testing
10736 @cindex testing alignment
10737 A package that tests the degree to which a Fortran compiler
10738 (such as @code{g77})
10739 aligns 64-bit floating-point variables and arrays
10740 is available at @uref{ftp://alpha.gnu.org/gnu/g77/align/}.
10741
10742 @node Prefer Automatic Uninitialized Variables
10743 @subsection Prefer Automatic Uninitialized Variables
10744
10745 If you're using @samp{-fno-automatic} already, you probably
10746 should change your code to allow compilation with @samp{-fautomatic}
10747 (the default), to allow the program to run faster.
10748
10749 Similarly, you should be able to use @samp{-fno-init-local-zero}
10750 (the default) instead of @samp{-finit-local-zero}.
10751 This is because it is rare that every variable affected by these
10752 options in a given program actually needs to
10753 be so affected.
10754
10755 For example, @samp{-fno-automatic}, which effectively @code{SAVE}s
10756 every local non-automatic variable and array, affects even things like
10757 @code{DO} iteration
10758 variables, which rarely need to be @code{SAVE}d, and this often reduces
10759 run-time performances.
10760 Similarly, @samp{-fno-init-local-zero} forces such
10761 variables to be initialized to zero---when @code{SAVE}d (such as when
10762 @samp{-fno-automatic}), this by itself generally affects only
10763 startup time for a program, but when not @code{SAVE}d,
10764 it can slow down the procedure every time it is called.
10765
10766 @xref{Overly Convenient Options,,Overly Convenient Command-Line Options},
10767 for information on the @samp{-fno-automatic} and
10768 @samp{-finit-local-zero} options and how to convert
10769 their use into selective changes in your own code.
10770
10771 @node Avoid f2c Compatibility
10772 @subsection Avoid f2c Compatibility
10773 @cindex -fno-f2c option
10774 @cindex options, -fno-f2c
10775 @cindex @code{f2c} compatibility
10776 @cindex compatibility, @code{f2c}
10777
10778 If you aren't linking with any code compiled using
10779 @code{f2c}, try using the @samp{-fno-f2c} option when
10780 compiling @emph{all} the code in your program.
10781 (Note that @code{libf2c} is @emph{not} an example of code
10782 that is compiled using @code{f2c}---it is compiled by a C
10783 compiler, typically @code{gcc}.)
10784
10785 @node Use Submodel Options
10786 @subsection Use Submodel Options
10787 @cindex submodels
10788
10789 Using an appropriate @samp{-m} option to generate specific code for your
10790 CPU may be worthwhile, though it may mean the executable won't run on
10791 other versions of the CPU that don't support the same instruction set.
10792 @xref{Submodel Options,,Hardware Models and Configurations,gcc,Using and
10793 Porting GNU CC}.  For instance on an x86 system the compiler might have
10794 been built---as shown by @samp{g77 -v}---for the target
10795 @samp{i386-pc-linux-gnu}, i.e.@: an @samp{i386} CPU@.  In that case to
10796 generate code best optimized for a Pentium you could use the option
10797 @samp{-march=pentium}.
10798
10799 For recent CPUs that don't have explicit support in the released version
10800 of @code{gcc}, it @emph{might} still be possible to get improvements
10801 with certain @samp{-m} options.
10802
10803 @samp{-fomit-frame-pointer} can help performance on x86 systems and
10804 others.  It will, however, inhibit debugging on the systems on which it
10805 is not turned on anyway by @samp{-O}.
10806
10807 @node Trouble
10808 @chapter Known Causes of Trouble with GNU Fortran
10809 @cindex bugs, known
10810 @cindex installation trouble
10811 @cindex known causes of trouble
10812
10813 This section describes known problems that affect users of GNU Fortran.
10814 Most of these are not GNU Fortran bugs per se---if they were, we would
10815 fix them.
10816 But the result for a user might be like the result of a bug.
10817
10818 Some of these problems are due to bugs in other software, some are
10819 missing features that are too much work to add, and some are places
10820 where people's opinions differ as to what is best.
10821
10822 Information on bugs that show up when configuring, porting, building,
10823 or installing @code{g77} is not provided here.
10824 @xref{Problems Installing}.
10825
10826 To find out about major bugs discovered in the current release and
10827 possible workarounds for them, see
10828 @uref{ftp://alpha.gnu.org/g77.plan}.
10829
10830 (Note that some of this portion of the manual is lifted
10831 directly from the @code{gcc} manual, with minor modifications
10832 to tailor it to users of @code{g77}.
10833 Anytime a bug seems to have more to do with the @code{gcc}
10834 portion of @code{g77}, see
10835 @ref{Trouble,,Known Causes of Trouble with GNU CC,
10836 gcc,Using and Porting GNU CC}.)
10837
10838 @menu
10839 * But-bugs::         Bugs really in other programs or elsewhere.
10840 * Known Bugs::       Bugs known to be in this version of @code{g77}.
10841 * Missing Features:: Features we already know we want to add later.
10842 * Disappointments::  Regrettable things we can't change.
10843 * Non-bugs::         Things we think are right, but some others disagree.
10844 * Warnings and Errors::  Which problems in your code get warnings,
10845                         and which get errors.
10846 @end menu
10847
10848 @node But-bugs
10849 @section Bugs Not In GNU Fortran
10850 @cindex but-bugs
10851
10852 These are bugs to which the maintainers often have to reply,
10853 ``but that isn't a bug in @code{g77}@dots{}''.
10854 Some of these already are fixed in new versions of other
10855 software; some still need to be fixed; some are problems
10856 with how @code{g77} is installed or is being used;
10857 some are the result of bad hardware that causes software
10858 to misbehave in sometimes bizarre ways;
10859 some just cannot be addressed at this time until more
10860 is known about the problem.
10861
10862 Please don't re-report these bugs to the @code{g77} maintainers---if
10863 you must remind someone how important it is to you that the problem
10864 be fixed, talk to the people responsible for the other products
10865 identified below, but preferably only after you've tried the
10866 latest versions of those products.
10867 The @code{g77} maintainers have their hands full working on
10868 just fixing and improving @code{g77}, without serving as a
10869 clearinghouse for all bugs that happen to affect @code{g77}
10870 users.
10871
10872 @xref{Collected Fortran Wisdom}, for information on behavior
10873 of Fortran programs, and the programs that compile them, that
10874 might be @emph{thought} to indicate bugs.
10875
10876 @menu
10877 * Signal 11 and Friends::  Strange behavior by any software.
10878 * Cannot Link Fortran Programs::  Unresolved references.
10879 * Large Common Blocks::    Problems on older GNU/Linux systems.
10880 * Debugger Problems::      When the debugger crashes.
10881 * NeXTStep Problems::      Misbehaving executables.
10882 * Stack Overflow::         More misbehaving executables.
10883 * Nothing Happens::        Less behaving executables.
10884 * Strange Behavior at Run Time::  Executables misbehaving due to
10885                             bugs in your program.
10886 * Floating-point Errors::  The results look wrong, but@dots{}.
10887 @end menu
10888
10889 @node Signal 11 and Friends
10890 @subsection Signal 11 and Friends
10891 @cindex signal 11
10892 @cindex hardware errors
10893
10894 A whole variety of strange behaviors can occur when the
10895 software, or the way you are using the software,
10896 stresses the hardware in a way that triggers hardware bugs.
10897 This might seem hard to believe, but it happens frequently
10898 enough that there exist documents explaining in detail
10899 what the various causes of the problems are, what
10900 typical symptoms look like, and so on.
10901
10902 Generally these problems are referred to in this document
10903 as ``signal 11'' crashes, because the Linux kernel, running
10904 on the most popular hardware (the Intel x86 line), often
10905 stresses the hardware more than other popular operating
10906 systems.
10907 When hardware problems do occur under GNU/Linux on x86
10908 systems, these often manifest themselves as ``signal 11''
10909 problems, as illustrated by the following diagnostic:
10910
10911 @smallexample
10912 sh# @kbd{g77 myprog.f}
10913 gcc: Internal compiler error: program f771 got fatal signal 11
10914 sh#
10915 @end smallexample
10916
10917 It is @emph{very} important to remember that the above
10918 message is @emph{not} the only one that indicates a
10919 hardware problem, nor does it always indicate a hardware
10920 problem.
10921
10922 In particular, on systems other than those running the Linux
10923 kernel, the message might appear somewhat or very different,
10924 as it will if the error manifests itself while running a
10925 program other than the @code{g77} compiler.
10926 For example,
10927 it will appear somewhat different when running your program,
10928 when running Emacs, and so on.
10929
10930 How to cope with such problems is well beyond the scope
10931 of this manual.
10932
10933 However, users of Linux-based systems (such as GNU/Linux)
10934 should review @uref{http://www.bitwizard.nl/sig11/}, a source
10935 of detailed information on diagnosing hardware problems,
10936 by recognizing their common symptoms.
10937
10938 Users of other operating systems and hardware might
10939 find this reference useful as well.
10940 If you know of similar material for another hardware/software
10941 combination, please let us know so we can consider including
10942 a reference to it in future versions of this manual.
10943
10944 @node Cannot Link Fortran Programs
10945 @subsection Cannot Link Fortran Programs
10946 @cindex unresolved reference (various)
10947 @cindex linking error for user code
10948 @cindex code, user
10949 @cindex @code{ld}, error linking user code
10950 @cindex @code{ld}, can't find strange names
10951 On some systems, perhaps just those with out-of-date (shared?)
10952 libraries, unresolved-reference errors happen when linking @code{g77}-compiled
10953 programs (which should be done using @code{g77}).
10954
10955 If this happens to you, try appending @samp{-lc} to the command you
10956 use to link the program, e.g. @samp{g77 foo.f -lc}.
10957 @code{g77} already specifies @samp{-lg2c -lm} when it calls the linker,
10958 but it cannot also specify @samp{-lc} because not all systems have a
10959 file named @file{libc.a}.
10960
10961 It is unclear at this point whether there are legitimately installed
10962 systems where @samp{-lg2c -lm} is insufficient to resolve code produced
10963 by @code{g77}.
10964
10965 @cindex undefined reference (_main)
10966 @cindex linking error, user code
10967 @cindex @code{ld}, error linking user code
10968 @cindex code, user
10969 @cindex @code{ld}, can't find @samp{_main}
10970 If your program doesn't link due to unresolved references to names
10971 like @samp{_main}, make sure you're using the @code{g77} command to do the
10972 link, since this command ensures that the necessary libraries are
10973 loaded by specifying @samp{-lg2c -lm} when it invokes the @code{gcc}
10974 command to do the actual link.
10975 (Use the @samp{-v} option to discover
10976 more about what actually happens when you use the @code{g77} and @code{gcc}
10977 commands.)
10978
10979 Also, try specifying @samp{-lc} as the last item on the @code{g77}
10980 command line, in case that helps.
10981
10982 @node Large Common Blocks
10983 @subsection Large Common Blocks
10984 @cindex common blocks, large
10985 @cindex large common blocks
10986 @cindex linking, errors
10987 @cindex @code{ld}, errors
10988 @cindex errors, linker
10989 On some older GNU/Linux systems, programs with common blocks larger
10990 than 16MB cannot be linked without some kind of error
10991 message being produced.
10992
10993 This is a bug in older versions of @code{ld}, fixed in
10994 more recent versions of @code{binutils}, such as version 2.6.
10995
10996 @node Debugger Problems
10997 @subsection Debugger Problems
10998 @cindex @code{gdb}, support
10999 @cindex support, @code{gdb}
11000 There are some known problems when using @code{gdb} on code
11001 compiled by @code{g77}.
11002 Inadequate investigation as of the release of 0.5.16 results in not
11003 knowing which products are the culprit, but @file{gdb-4.14} definitely
11004 crashes when, for example, an attempt is made to print the contents
11005 of a @code{COMPLEX(KIND=2)} dummy array, on at least some GNU/Linux
11006 machines, plus some others.
11007 Attempts to access assumed-size arrays are
11008 also known to crash recent versions of @code{gdb}.
11009 (@code{gdb}'s Fortran support was done for a different compiler
11010 and isn't properly compatible with @code{g77}.)
11011
11012 @node NeXTStep Problems
11013 @subsection NeXTStep Problems
11014 @cindex NeXTStep problems
11015 @cindex bus error
11016 @cindex segmentation violation
11017 Developers of Fortran code on NeXTStep (all architectures) have to
11018 watch out for the following problem when writing programs with
11019 large, statically allocated (i.e. non-stack based) data structures
11020 (common blocks, saved arrays).
11021
11022 Due to the way the native loader (@file{/bin/ld}) lays out
11023 data structures in virtual memory, it is very easy to create an
11024 executable wherein the @samp{__DATA} segment overlaps (has addresses in
11025 common) with the @samp{UNIX STACK} segment.
11026
11027 This leads to all sorts of trouble, from the executable simply not
11028 executing, to bus errors.
11029 The NeXTStep command line tool @code{ebadexec} points to
11030 the problem as follows:
11031
11032 @smallexample
11033 % @kbd{/bin/ebadexec a.out}
11034 /bin/ebadexec: __LINKEDIT segment (truncated address = 0x3de000
11035 rounded size = 0x2a000) of executable file: a.out overlaps with UNIX
11036 STACK segment (truncated address = 0x400000 rounded size =
11037 0x3c00000) of executable file: a.out
11038 @end smallexample
11039
11040 (In the above case, it is the @samp{__LINKEDIT} segment that overlaps the
11041 stack segment.)
11042
11043 This can be cured by assigning the @samp{__DATA} segment
11044 (virtual) addresses beyond the stack segment.
11045 A conservative
11046 estimate for this is from address 6000000 (hexadecimal) onwards---this
11047 has always worked for me [Toon Moene]:
11048
11049 @smallexample
11050 % @kbd{g77 -segaddr __DATA 6000000 test.f}
11051 % @kbd{ebadexec a.out}
11052 ebadexec: file: a.out appears to be executable
11053 %
11054 @end smallexample
11055
11056 Browsing through @file{@value{path-g77}/Makefile.in},
11057 you will find that the @code{f771} program itself also has to be
11058 linked with these flags---it has large statically allocated
11059 data structures.
11060 (Version 0.5.18 reduces this somewhat, but probably
11061 not enough.)
11062
11063 (The above item was contributed by Toon Moene
11064 (@email{toon@@moene.indiv.nluug.nl}).)
11065
11066 @node Stack Overflow
11067 @subsection Stack Overflow
11068 @cindex stack, overflow
11069 @cindex segmentation violation
11070 @code{g77} code might fail at runtime (probably with a ``segmentation
11071 violation'') due to overflowing the stack.
11072 This happens most often on systems with an environment
11073 that provides substantially more heap space (for use
11074 when arbitrarily allocating and freeing memory) than stack
11075 space.
11076
11077 Often this can be cured by
11078 increasing or removing your shell's limit on stack usage, typically
11079 using @kbd{limit stacksize} (in @code{csh} and derivatives) or
11080 @kbd{ulimit -s} (in @code{sh} and derivatives).
11081
11082 Increasing the allowed stack size might, however, require
11083 changing some operating system or system configuration parameters.
11084
11085 You might be able to work around the problem by compiling with the
11086 @samp{-fno-automatic} option to reduce stack usage, probably at the
11087 expense of speed.
11088
11089 @xref{Maximum Stackable Size}, for information on patching
11090 @code{g77} to use different criteria for placing local
11091 non-automatic variables and arrays on the stack.
11092
11093 @cindex automatic arrays
11094 @cindex arrays, automatic
11095 However, if your program uses large automatic arrays
11096 (for example, has declarations like @samp{REAL A(N)} where
11097 @samp{A} is a local array and @samp{N} is a dummy or
11098 @code{COMMON} variable that can have a large value),
11099 neither use of @samp{-fno-automatic},
11100 nor changing the cut-off point for @code{g77} for using the stack,
11101 will solve the problem by changing the placement of these
11102 large arrays, as they are @emph{necessarily} automatic.
11103
11104 @code{g77} currently provides no means to specify that
11105 automatic arrays are to be allocated on the heap instead
11106 of the stack.
11107 So, other than increasing the stack size, your best bet is to
11108 change your source code to avoid large automatic arrays.
11109 Methods for doing this currently are outside the scope of
11110 this document.
11111
11112 (@emph{Note:} If your system puts stack and heap space in the
11113 same memory area, such that they are effectively combined, then
11114 a stack overflow probably indicates a program that is either
11115 simply too large for the system, or buggy.)
11116
11117 @node Nothing Happens
11118 @subsection Nothing Happens
11119 @cindex nothing happens
11120 @cindex naming programs
11121 @cindex @code{test} programs
11122 @cindex programs, @code{test}
11123 It is occasionally reported that a ``simple'' program,
11124 such as a ``Hello, World!'' program, does nothing when
11125 it is run, even though the compiler reported no errors,
11126 despite the program containing nothing other than a
11127 simple @code{PRINT} statement.
11128
11129 This most often happens because the program has been
11130 compiled and linked on a UNIX system and named @code{test},
11131 though other names can lead to similarly unexpected
11132 run-time behavior on various systems.
11133
11134 Essentially this problem boils down to giving
11135 your program a name that is already known to
11136 the shell you are using to identify some other program,
11137 which the shell continues to execute instead of your
11138 program when you invoke it via, for example:
11139
11140 @smallexample
11141 sh# @kbd{test}
11142 sh#
11143 @end smallexample
11144
11145 Under UNIX and many other system, a simple command name
11146 invokes a searching mechanism that might well not choose
11147 the program located in the current working directory if
11148 there is another alternative (such as the @code{test}
11149 command commonly installed on UNIX systems).
11150
11151 The reliable way to invoke a program you just linked in
11152 the current directory under UNIX is to specify it using
11153 an explicit pathname, as in:
11154
11155 @smallexample
11156 sh# @kbd{./test}
11157  Hello, World!
11158 sh#
11159 @end smallexample
11160
11161 Users who encounter this problem should take the time to
11162 read up on how their shell searches for commands, how to
11163 set their search path, and so on.
11164 The relevant UNIX commands to learn about include
11165 @code{man}, @code{info} (on GNU systems), @code{setenv} (or
11166 @code{set} and @code{env}), @code{which}, and @code{find}.
11167
11168 @node Strange Behavior at Run Time
11169 @subsection Strange Behavior at Run Time
11170 @cindex segmentation violation
11171 @cindex bus error
11172 @cindex overwritten data
11173 @cindex data, overwritten
11174 @code{g77} code might fail at runtime with ``segmentation violation'',
11175 ``bus error'', or even something as subtle as a procedure call
11176 overwriting a variable or array element that it is not supposed
11177 to touch.
11178
11179 These can be symptoms of a wide variety of actual bugs that
11180 occurred earlier during the program's run, but manifested
11181 themselves as @emph{visible} problems some time later.
11182
11183 Overflowing the bounds of an array---usually by writing beyond
11184 the end of it---is one of two kinds of bug that often occurs
11185 in Fortran code.
11186 (Compile your code with the @samp{-fbounds-check} option
11187 to catch many of these kinds of errors at program run time.)
11188
11189 The other kind of bug is a mismatch between the actual arguments
11190 passed to a procedure and the dummy arguments as declared by that
11191 procedure.
11192
11193 Both of these kinds of bugs, and some others as well, can be
11194 difficult to track down, because the bug can change its behavior,
11195 or even appear to not occur, when using a debugger.
11196
11197 That is, these bugs can be quite sensitive to data, including
11198 data representing the placement of other data in memory (that is,
11199 pointers, such as the placement of stack frames in memory).
11200
11201 @code{g77} now offers the
11202 ability to catch and report some of these problems at compile, link, or
11203 run time, such as by generating code to detect references to
11204 beyond the bounds of most arrays (except assumed-size arrays),
11205 and checking for agreement between calling and called procedures.
11206 Future improvements are likely to be made in the procedure-mismatch area,
11207 at least.
11208
11209 In the meantime, finding and fixing the programming
11210 bugs that lead to these behaviors is, ultimately, the user's
11211 responsibility, as difficult as that task can sometimes be.
11212
11213 @cindex infinite spaces printed
11214 @cindex space, endless printing of
11215 @cindex libc, non-ANSI or non-default
11216 @cindex C library
11217 @cindex linking against non-standard library
11218 @cindex Solaris
11219 One runtime problem that has been observed might have a simple solution.
11220 If a formatted @code{WRITE} produces an endless stream of spaces, check
11221 that your program is linked against the correct version of the C library.
11222 The configuration process takes care to account for your
11223 system's normal @file{libc} not being ANSI-standard, which will
11224 otherwise cause this behaviour.
11225 If your system's default library is
11226 ANSI-standard and you subsequently link against a non-ANSI one, there
11227 might be problems such as this one.
11228
11229 Specifically, on Solaris2 systems,
11230 avoid picking up the @code{BSD} library from @file{/usr/ucblib}.
11231
11232 @node Floating-point Errors
11233 @subsection Floating-point Errors
11234 @cindex floating-point errors
11235 @cindex rounding errors
11236 @cindex inconsistent floating-point results
11237 @cindex results, inconsistent
11238 Some programs appear to produce inconsistent floating-point
11239 results compiled by @code{g77} versus by other compilers.
11240
11241 Often the reason for this behavior is the fact that floating-point
11242 values are represented on almost all Fortran systems by
11243 @emph{approximations}, and these approximations are inexact
11244 even for apparently simple values like 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.6,
11245 0.7, 0.8, 0.9, 1.1, and so on.
11246 Most Fortran systems, including all current ports of @code{g77},
11247 use binary arithmetic to represent these approximations.
11248
11249 Therefore, the exact value of any floating-point approximation
11250 as manipulated by @code{g77}-compiled code is representable by
11251 adding some combination of the values 1.0, 0.5, 0.25, 0.125, and
11252 so on (just keep dividing by two) through the precision of the
11253 fraction (typically around 23 bits for @code{REAL(KIND=1)}, 52 for
11254 @code{REAL(KIND=2)}), then multiplying the sum by a integral
11255 power of two (in Fortran, by @samp{2**N}) that typically is between
11256 -127 and +128 for @code{REAL(KIND=1)} and -1023 and +1024 for
11257 @code{REAL(KIND=2)}, then multiplying by -1 if the number
11258 is negative.
11259
11260 So, a value like 0.2 is exactly represented in decimal---since
11261 it is a fraction, @samp{2/10}, with a denominator that is compatible
11262 with the base of the number system (base 10).
11263 However, @samp{2/10} cannot be represented by any finite number
11264 of sums of any of 1.0, 0.5, 0.25, and so on, so 0.2 cannot
11265 be exactly represented in binary notation.
11266
11267 (On the other hand, decimal notation can represent any binary
11268 number in a finite number of digits.
11269 Decimal notation cannot do so with ternary, or base-3,
11270 notation, which would represent floating-point numbers as
11271 sums of any of @samp{1/1}, @samp{1/3}, @samp{1/9}, and so on.
11272 After all, no finite number of decimal digits can exactly
11273 represent @samp{1/3}.
11274 Fortunately, few systems use ternary notation.)
11275
11276 Moreover, differences in the way run-time I/O libraries convert
11277 between these approximations and the decimal representation often
11278 used by programmers and the programs they write can result in
11279 apparent differences between results that do not actually exist,
11280 or exist to such a small degree that they usually are not worth
11281 worrying about.
11282
11283 For example, consider the following program:
11284
11285 @smallexample
11286 PRINT *, 0.2
11287 END
11288 @end smallexample
11289
11290 When compiled by @code{g77}, the above program might output
11291 @samp{0.20000003}, while another compiler might produce a
11292 executable that outputs @samp{0.2}.
11293
11294 This particular difference is due to the fact that, currently,
11295 conversion of floating-point values by the @code{libg2c} library,
11296 used by @code{g77}, handles only double-precision values.
11297
11298 Since @samp{0.2} in the program is a single-precision value, it
11299 is converted to double precision (still in binary notation)
11300 before being converted back to decimal.
11301 The conversion to binary appends @emph{binary} zero digits to the
11302 original value---which, again, is an inexact approximation of
11303 0.2---resulting in an approximation that is much less exact
11304 than is connoted by the use of double precision.
11305
11306 (The appending of binary zero digits has essentially the same
11307 effect as taking a particular decimal approximation of
11308 @samp{1/3}, such as @samp{0.3333333}, and appending decimal
11309 zeros to it, producing @samp{0.33333330000000000}.
11310 Treating the resulting decimal approximation as if it really
11311 had 18 or so digits of valid precision would make it seem
11312 a very poor approximation of @samp{1/3}.)
11313
11314 As a result of converting the single-precision approximation
11315 to double precision by appending binary zeros, the conversion
11316 of the resulting double-precision
11317 value to decimal produces what looks like an incorrect
11318 result, when in fact the result is @emph{inexact}, and
11319 is probably no less inaccurate or imprecise an approximation
11320 of 0.2 than is produced by other compilers that happen to output
11321 the converted value as ``exactly'' @samp{0.2}.
11322 (Some compilers behave in a way that can make them appear
11323 to retain more accuracy across a conversion of a single-precision
11324 constant to double precision.
11325 @xref{Context-Sensitive Constants}, to see why
11326 this practice is illusory and even dangerous.)
11327
11328 Note that a more exact approximation of the constant is
11329 computed when the program is changed to specify a
11330 double-precision constant:
11331
11332 @smallexample
11333 PRINT *, 0.2D0
11334 END
11335 @end smallexample
11336
11337 Future versions of @code{g77} and/or @code{libg2c} might convert
11338 single-precision values directly to decimal,
11339 instead of converting them to double precision first.
11340 This would tend to result in output that is more consistent
11341 with that produced by some other Fortran implementations.
11342
11343 A useful source of information on floating-point computation is David
11344 Goldberg, `What Every Computer Scientist Should Know About
11345 Floating-Point Arithmetic', Computing Surveys, 23, March 1991, pp.@:
11346 5-48.
11347 An online version is available at
11348 @uref{http://docs.sun.com/},
11349 and there is a supplemented version, in PostScript form, at
11350 @uref{http://www.validgh.com/goldberg/paper.ps}.
11351
11352 Information related to the IEEE 754
11353 floating-point standard by a leading light can be found at
11354 @uref{http://http.cs.berkeley.edu/%7Ewkahan/ieee754status/};
11355 see also slides from the short course referenced from
11356 @uref{http://http.cs.berkeley.edu/%7Efateman/}.
11357 @uref{http://www.linuxsupportline.com/%7Ebillm/} has a brief
11358 guide to IEEE 754, a somewhat x86-GNU/Linux-specific FAQ,
11359 and library code for GNU/Linux x86 systems.
11360
11361 The supplement to the PostScript-formatted Goldberg document,
11362 referenced above, is available in HTML format.
11363 See `Differences Among IEEE 754 Implementations' by Doug Priest,
11364 available online at
11365 @uref{http://www.validgh.com/goldberg/addendum.html}.
11366 This document explores some of the issues surrounding computing
11367 of extended (80-bit) results on processors such as the x86,
11368 especially when those results are arbitrarily truncated
11369 to 32-bit or 64-bit values by the compiler
11370 as ``spills''.
11371
11372 @cindex spills of floating-point results
11373 @cindex 80-bit spills
11374 @cindex truncation, of floating-point values
11375 (@emph{Note:} @code{g77} specifically, and @code{gcc} generally,
11376 does arbitrarily truncate 80-bit results during spills
11377 as of this writing.
11378 It is not yet clear whether a future version of
11379 the GNU compiler suite will offer 80-bit spills
11380 as an option, or perhaps even as the default behavior.)
11381
11382 @c xref would be different between editions:
11383 The GNU C library provides routines for controlling the FPU, and other
11384 documentation about this.
11385
11386 @xref{Floating-point precision}, regarding IEEE 754 conformance.
11387
11388 @include bugs.texi
11389
11390 @node Missing Features
11391 @section Missing Features
11392
11393 This section lists features we know are missing from @code{g77},
11394 and which we want to add someday.
11395 (There is no priority implied in the ordering below.)
11396
11397 @menu
11398 GNU Fortran language:
11399 * Better Source Model::
11400 * Fortran 90 Support::
11401 * Intrinsics in PARAMETER Statements::
11402 * Arbitrary Concatenation::
11403 * SELECT CASE on CHARACTER Type::
11404 * RECURSIVE Keyword::
11405 * Popular Non-standard Types::
11406 * Full Support for Compiler Types::
11407 * Array Bounds Expressions::
11408 * POINTER Statements::
11409 * Sensible Non-standard Constructs::
11410 * READONLY Keyword::
11411 * FLUSH Statement::
11412 * Expressions in FORMAT Statements::
11413 * Explicit Assembler Code::
11414 * Q Edit Descriptor::
11415
11416 GNU Fortran dialects:
11417 * Old-style PARAMETER Statements::
11418 * TYPE and ACCEPT I/O Statements::
11419 * STRUCTURE UNION RECORD MAP::
11420 * OPEN CLOSE and INQUIRE Keywords::
11421 * ENCODE and DECODE::
11422 * AUTOMATIC Statement::
11423 * Suppressing Space Padding::
11424 * Fortran Preprocessor::
11425 * Bit Operations on Floating-point Data::
11426 * Really Ugly Character Assignments::
11427
11428 New facilities:
11429 * POSIX Standard::
11430 * Floating-point Exception Handling::
11431 * Nonportable Conversions::
11432 * Large Automatic Arrays::
11433 * Support for Threads::
11434 * Increasing Precision/Range::
11435 * Enabling Debug Lines::
11436
11437 Better diagnostics:
11438 * Better Warnings::
11439 * Gracefully Handle Sensible Bad Code::
11440 * Non-standard Conversions::
11441 * Non-standard Intrinsics::
11442 * Modifying DO Variable::
11443 * Better Pedantic Compilation::
11444 * Warn About Implicit Conversions::
11445 * Invalid Use of Hollerith Constant::
11446 * Dummy Array Without Dimensioning Dummy::
11447 * Invalid FORMAT Specifiers::
11448 * Ambiguous Dialects::
11449 * Unused Labels::
11450 * Informational Messages::
11451
11452 Run-time facilities:
11453 * Uninitialized Variables at Run Time::
11454 * Portable Unformatted Files::
11455 * Better List-directed I/O::
11456 * Default to Console I/O::
11457
11458 Debugging:
11459 * Labels Visible to Debugger::
11460 @end menu
11461
11462 @node Better Source Model
11463 @subsection Better Source Model
11464
11465 @code{g77} needs to provide, as the default source-line model,
11466 a ``pure visual'' mode, where
11467 the interpretation of a source program in this mode can be accurately
11468 determined by a user looking at a traditionally displayed rendition
11469 of the program (assuming the user knows whether the program is fixed
11470 or free form).
11471
11472 The design should assume the user cannot tell tabs from spaces
11473 and cannot see trailing spaces on lines, but has canonical tab stops
11474 and, for fixed-form source, has the ability to always know exactly
11475 where column 72 is (since the Fortran standard itself requires
11476 this for fixed-form source).
11477
11478 This would change the default treatment of fixed-form source
11479 to not treat lines with tabs as if they were infinitely long---instead,
11480 they would end at column 72 just as if the tabs were replaced
11481 by spaces in the canonical way.
11482
11483 As part of this, provide common alternate models (Digital, @code{f2c},
11484 and so on) via command-line options.
11485 This includes allowing arbitrarily long
11486 lines for free-form source as well as fixed-form source and providing
11487 various limits and diagnostics as appropriate.
11488
11489 @cindex sequence numbers
11490 @cindex columns 73 through 80
11491 Also, @code{g77} should offer, perhaps even default to, warnings
11492 when characters beyond the last valid column are anything other
11493 than spaces.
11494 This would mean code with ``sequence numbers'' in columns 73 through 80
11495 would be rejected, and there's a lot of that kind of code around,
11496 but one of the most frequent bugs encountered by new users is
11497 accidentally writing fixed-form source code into and beyond
11498 column 73.
11499 So, maybe the users of old code would be able to more easily handle
11500 having to specify, say, a @samp{-Wno-col73to80} option.
11501
11502 @node Fortran 90 Support
11503 @subsection Fortran 90 Support
11504 @cindex Fortran 90, support
11505 @cindex support, Fortran 90
11506
11507 @code{g77} does not support many of the features that
11508 distinguish Fortran 90 (and, now, Fortran 95) from
11509 ANSI FORTRAN 77.
11510
11511 Some Fortran 90 features are supported, because they
11512 make sense to offer even to die-hard users of F77.
11513 For example, many of them codify various ways F77 has
11514 been extended to meet users' needs during its tenure,
11515 so @code{g77} might as well offer them as the primary
11516 way to meet those same needs, even if it offers compatibility
11517 with one or more of the ways those needs were met
11518 by other F77 compilers in the industry.
11519
11520 Still, many important F90 features are not supported,
11521 because no attempt has been made to research each and
11522 every feature and assess its viability in @code{g77}.
11523 In the meantime, users who need those features must
11524 use Fortran 90 compilers anyway, and the best approach
11525 to adding some F90 features to GNU Fortran might well be
11526 to fund a comprehensive project to create GNU Fortran 95.
11527
11528 @node Intrinsics in PARAMETER Statements
11529 @subsection Intrinsics in @code{PARAMETER} Statements
11530 @cindex PARAMETER statement
11531 @cindex statements, PARAMETER
11532
11533 @code{g77} doesn't allow intrinsics in @code{PARAMETER} statements.
11534 This feature is considered to be absolutely vital, even though it
11535 is not standard-conforming, and is scheduled for version 0.6.
11536
11537 Related to this, @code{g77} doesn't allow non-integral
11538 exponentiation in @code{PARAMETER} statements, such as
11539 @samp{PARAMETER (R=2**.25)}.
11540 It is unlikely @code{g77} will ever support this feature,
11541 as doing it properly requires complete emulation of
11542 a target computer's floating-point facilities when
11543 building @code{g77} as a cross-compiler.
11544 But, if the @code{gcc} back end is enhanced to provide
11545 such a facility, @code{g77} will likely use that facility
11546 in implementing this feature soon afterwards.
11547
11548 @node Arbitrary Concatenation
11549 @subsection Arbitrary Concatenation
11550 @cindex concatenation
11551 @cindex CHARACTER*(*)
11552 @cindex run-time, dynamic allocation
11553
11554 @code{g77} doesn't support arbitrary operands for concatenation
11555 in contexts where run-time allocation is required.
11556 For example:
11557
11558 @smallexample
11559 SUBROUTINE X(A)
11560 CHARACTER*(*) A
11561 CALL FOO(A // 'suffix')
11562 @end smallexample
11563
11564 @node SELECT CASE on CHARACTER Type
11565 @subsection @code{SELECT CASE} on @code{CHARACTER} Type
11566
11567 Character-type selector/cases for @code{SELECT CASE} currently
11568 are not supported.
11569
11570 @node RECURSIVE Keyword
11571 @subsection @code{RECURSIVE} Keyword
11572 @cindex RECURSIVE keyword
11573 @cindex keywords, RECURSIVE
11574 @cindex recursion, lack of
11575 @cindex lack of recursion
11576
11577 @code{g77} doesn't support the @code{RECURSIVE} keyword that
11578 F90 compilers do.
11579 Nor does it provide any means for compiling procedures
11580 designed to do recursion.
11581
11582 All recursive code can be rewritten to not use recursion,
11583 but the result is not pretty.
11584
11585 @node Increasing Precision/Range
11586 @subsection Increasing Precision/Range
11587 @cindex -r8
11588 @cindex -qrealsize=8
11589 @cindex -i8
11590 @cindex f2c
11591 @cindex increasing precision
11592 @cindex precision, increasing
11593 @cindex increasing range
11594 @cindex range, increasing
11595 @cindex Toolpack
11596 @cindex Netlib
11597
11598 Some compilers, such as @code{f2c}, have an option (@samp{-r8},
11599 @samp{-qrealsize=8} or
11600 similar) that provides automatic treatment of @code{REAL}
11601 entities such that they have twice the storage size, and
11602 a corresponding increase in the range and precision, of what
11603 would normally be the @code{REAL(KIND=1)} (default @code{REAL}) type.
11604 (This affects @code{COMPLEX} the same way.)
11605
11606 They also typically offer another option (@samp{-i8}) to increase
11607 @code{INTEGER} entities so they are twice as large
11608 (with roughly twice as much range).
11609
11610 (There are potential pitfalls in using these options.)
11611
11612 @code{g77} does not yet offer any option that performs these
11613 kinds of transformations.
11614 Part of the problem is the lack of detailed specifications regarding
11615 exactly how these options affect the interpretation of constants,
11616 intrinsics, and so on.
11617
11618 Until @code{g77} addresses this need, programmers could improve
11619 the portability of their code by modifying it to not require
11620 compile-time options to produce correct results.
11621 Some free tools are available which may help, specifically
11622 in Toolpack (which one would expect to be sound) and the @file{fortran}
11623 section of the Netlib repository.
11624
11625 Use of preprocessors can provide a fairly portable means
11626 to work around the lack of widely portable methods in the Fortran
11627 language itself (though increasing acceptance of Fortran 90 would
11628 alleviate this problem).
11629
11630 @node Popular Non-standard Types
11631 @subsection Popular Non-standard Types
11632 @cindex @code{INTEGER*2} support
11633 @cindex types, @code{INTEGER*2}
11634 @cindex @code{LOGICAL*1} support
11635 @cindex types, @code{LOGICAL*1}
11636
11637 @code{g77} doesn't fully support @code{INTEGER*2}, @code{LOGICAL*1},
11638 and similar.
11639 Version 0.6 will provide full support for this very
11640 popular set of features.
11641 In the meantime, version 0.5.18 provides rudimentary support
11642 for them.
11643
11644 @node Full Support for Compiler Types
11645 @subsection Full Support for Compiler Types
11646
11647 @cindex @code{REAL*16} support
11648 @cindex types, @code{REAL*16}
11649 @cindex @code{INTEGER*8} support
11650 @cindex types, @code{INTEGER*8}
11651 @code{g77} doesn't support @code{INTEGER}, @code{REAL}, and @code{COMPLEX} equivalents
11652 for @emph{all} applicable back-end-supported types (@code{char}, @code{short int},
11653 @code{int}, @code{long int}, @code{long long int}, and @code{long double}).
11654 This means providing intrinsic support, and maybe constant
11655 support (using F90 syntax) as well, and, for most
11656 machines will result in automatic support of @code{INTEGER*1},
11657 @code{INTEGER*2}, @code{INTEGER*8}, maybe even @code{REAL*16},
11658 and so on.
11659 This is scheduled for version 0.6.
11660
11661 @node Array Bounds Expressions
11662 @subsection Array Bounds Expressions
11663 @cindex array elements, in adjustable array bounds
11664 @cindex function references, in adjustable array bounds
11665 @cindex array bounds, adjustable
11666 @cindex @code{DIMENSION} statement
11667 @cindex statements, @code{DIMENSION}
11668
11669 @code{g77} doesn't support more general expressions to dimension
11670 arrays, such as array element references, function
11671 references, etc.
11672
11673 For example, @code{g77} currently does not accept the following:
11674
11675 @smallexample
11676 SUBROUTINE X(M, N)
11677 INTEGER N(10), M(N(2), N(1))
11678 @end smallexample
11679
11680 @node POINTER Statements
11681 @subsection POINTER Statements
11682 @cindex POINTER statement
11683 @cindex statements, POINTER
11684 @cindex Cray pointers
11685
11686 @code{g77} doesn't support pointers or allocatable objects
11687 (other than automatic arrays).
11688 This set of features is
11689 probably considered just behind intrinsics
11690 in @code{PARAMETER} statements on the list of large,
11691 important things to add to @code{g77}.
11692
11693 In the meantime, consider using the @code{INTEGER(KIND=7)}
11694 declaration to specify that a variable must be
11695 able to hold a pointer.
11696 This construct is not portable to other non-GNU compilers,
11697 but it is portable to all machines GNU Fortran supports
11698 when @code{g77} is used.
11699
11700 @xref{Functions and Subroutines}, for information on
11701 @code{%VAL()}, @code{%REF()}, and @code{%DESCR()}
11702 constructs, which are useful for passing pointers to
11703 procedures written in languages other than Fortran.
11704
11705 @node Sensible Non-standard Constructs
11706 @subsection Sensible Non-standard Constructs
11707
11708 @code{g77} rejects things other compilers accept,
11709 like @samp{INTRINSIC SQRT,SQRT}.
11710 As time permits in the future, some of these things that are easy for
11711 humans to read and write and unlikely to be intended to mean something
11712 else will be accepted by @code{g77} (though @samp{-fpedantic} should
11713 trigger warnings about such non-standard constructs).
11714
11715 Until @code{g77} no longer gratuitously rejects sensible code,
11716 you might as well fix your code
11717 to be more standard-conforming and portable.
11718
11719 The kind of case that is important to except from the
11720 recommendation to change your code is one where following
11721 good coding rules would force you to write non-standard
11722 code that nevertheless has a clear meaning.
11723
11724 For example, when writing an @code{INCLUDE} file that
11725 defines a common block, it might be appropriate to
11726 include a @code{SAVE} statement for the common block
11727 (such as @samp{SAVE /CBLOCK/}), so that variables
11728 defined in the common block retain their values even
11729 when all procedures declaring the common block become
11730 inactive (return to their callers).
11731
11732 However, putting @code{SAVE} statements in an @code{INCLUDE}
11733 file would prevent otherwise standard-conforming code
11734 from also specifying the @code{SAVE} statement, by itself,
11735 to indicate that all local variables and arrays are to
11736 have the @code{SAVE} attribute.
11737
11738 For this reason, @code{g77} already has been changed to
11739 allow this combination, because although the general
11740 problem of gratuitously rejecting unambiguous and
11741 ``safe'' constructs still exists in @code{g77}, this
11742 particular construct was deemed useful enough that
11743 it was worth fixing @code{g77} for just this case.
11744
11745 So, while there is no need to change your code
11746 to avoid using this particular construct, there
11747 might be other, equally appropriate but non-standard
11748 constructs, that you shouldn't have to stop using
11749 just because @code{g77} (or any other compiler)
11750 gratuitously rejects it.
11751
11752 Until the general problem is solved, if you have
11753 any such construct you believe is worthwhile
11754 using (e.g. not just an arbitrary, redundant
11755 specification of an attribute), please submit a
11756 bug report with an explanation, so we can consider
11757 fixing @code{g77} just for cases like yours.
11758
11759 @node READONLY Keyword
11760 @subsection @code{READONLY} Keyword
11761 @cindex READONLY
11762
11763 Support for @code{READONLY}, in @code{OPEN} statements,
11764 requires @code{libg2c} support,
11765 to make sure that @samp{CLOSE(@dots{},STATUS='DELETE')}
11766 does not delete a file opened on a unit
11767 with the @code{READONLY} keyword,
11768 and perhaps to trigger a fatal diagnostic
11769 if a @code{WRITE} or @code{PRINT}
11770 to such a unit is attempted.
11771
11772 @emph{Note:} It is not sufficient for @code{g77} and @code{libg2c}
11773 (its version of @code{libf2c})
11774 to assume that @code{READONLY} does not need some kind of explicit support
11775 at run time,
11776 due to UNIX systems not (generally) needing it.
11777 @code{g77} is not just a UNIX-based compiler!
11778
11779 Further, mounting of non-UNIX filesystems on UNIX systems
11780 (such as via NFS)
11781 might require proper @code{READONLY} support.
11782
11783 @cindex SHARED
11784 (Similar issues might be involved with supporting the @code{SHARED}
11785 keyword.)
11786
11787 @node FLUSH Statement
11788 @subsection @code{FLUSH} Statement
11789
11790 @code{g77} could perhaps use a @code{FLUSH} statement that
11791 does what @samp{CALL FLUSH} does,
11792 but that supports @samp{*} as the unit designator (same unit as for
11793 @code{PRINT}) and accepts @code{ERR=} and/or @code{IOSTAT=}
11794 specifiers.
11795
11796 @node Expressions in FORMAT Statements
11797 @subsection Expressions in @code{FORMAT} Statements
11798 @cindex FORMAT statement
11799 @cindex statements, FORMAT
11800
11801 @code{g77} doesn't support @samp{FORMAT(I<J>)} and the like.
11802 Supporting this requires a significant redesign or replacement
11803 of @code{libg2c}.
11804
11805 However, @code{g77} does support
11806 this construct when the expression is constant
11807 (as of version 0.5.22).
11808 For example:
11809
11810 @smallexample
11811       PARAMETER (IWIDTH = 12)
11812 10    FORMAT (I<IWIDTH>)
11813 @end smallexample
11814
11815 Otherwise, at least for output (@code{PRINT} and
11816 @code{WRITE}), Fortran code making use of this feature can
11817 be rewritten to avoid it by constructing the @code{FORMAT}
11818 string in a @code{CHARACTER} variable or array, then
11819 using that variable or array in place of the @code{FORMAT}
11820 statement label to do the original @code{PRINT} or @code{WRITE}.
11821
11822 Many uses of this feature on input can be rewritten this way
11823 as well, but not all can.
11824 For example, this can be rewritten:
11825
11826 @smallexample
11827       READ 20, I
11828 20    FORMAT (I<J>)
11829 @end smallexample
11830
11831 However, this cannot, in general, be rewritten, especially
11832 when @code{ERR=} and @code{END=} constructs are employed:
11833
11834 @smallexample
11835       READ 30, J, I
11836 30    FORMAT (I<J>)
11837 @end smallexample
11838
11839 @node Explicit Assembler Code
11840 @subsection Explicit Assembler Code
11841
11842 @code{g77} needs to provide some way, a la @code{gcc}, for @code{g77}
11843 code to specify explicit assembler code.
11844
11845 @node Q Edit Descriptor
11846 @subsection Q Edit Descriptor
11847 @cindex FORMAT statement
11848 @cindex Q edit descriptor
11849 @cindex edit descriptor, Q
11850
11851 The @code{Q} edit descriptor in @code{FORMAT}s isn't supported.
11852 (This is meant to get the number of characters remaining in an input record.)
11853 Supporting this requires a significant redesign or replacement
11854 of @code{libg2c}.
11855
11856 A workaround might be using internal I/O or the stream-based intrinsics.
11857 @xref{FGetC Intrinsic (subroutine)}.
11858
11859 @node Old-style PARAMETER Statements
11860 @subsection Old-style PARAMETER Statements
11861 @cindex PARAMETER statement
11862 @cindex statements, PARAMETER
11863
11864 @code{g77} doesn't accept @samp{PARAMETER I=1}.
11865 Supporting this obsolete form of
11866 the @code{PARAMETER} statement would not be particularly hard, as most of the
11867 parsing code is already in place and working.
11868
11869 Until time/money is
11870 spent implementing it, you might as well fix your code to use the
11871 standard form, @samp{PARAMETER (I=1)} (possibly needing
11872 @samp{INTEGER I} preceding the @code{PARAMETER} statement as well,
11873 otherwise, in the obsolete form of @code{PARAMETER}, the
11874 type of the variable is set from the type of the constant being
11875 assigned to it).
11876
11877 @node TYPE and ACCEPT I/O Statements
11878 @subsection @code{TYPE} and @code{ACCEPT} I/O Statements
11879 @cindex TYPE statement
11880 @cindex statements, TYPE
11881 @cindex ACCEPT statement
11882 @cindex statements, ACCEPT
11883
11884 @code{g77} doesn't support the I/O statements @code{TYPE} and
11885 @code{ACCEPT}.
11886 These are common extensions that should be easy to support,
11887 but also are fairly easy to work around in user code.
11888
11889 Generally, any @samp{TYPE fmt,list} I/O statement can be replaced
11890 by @samp{PRINT fmt,list}.
11891 And, any @samp{ACCEPT fmt,list} statement can be
11892 replaced by @samp{READ fmt,list}.
11893
11894 @node STRUCTURE UNION RECORD MAP
11895 @subsection @code{STRUCTURE}, @code{UNION}, @code{RECORD}, @code{MAP}
11896 @cindex STRUCTURE statement
11897 @cindex statements, STRUCTURE
11898 @cindex UNION statement
11899 @cindex statements, UNION
11900 @cindex RECORD statement
11901 @cindex statements, RECORD
11902 @cindex MAP statement
11903 @cindex statements, MAP
11904
11905 @code{g77} doesn't support @code{STRUCTURE}, @code{UNION}, @code{RECORD},
11906 @code{MAP}.
11907 This set of extensions is quite a bit
11908 lower on the list of large, important things to add to @code{g77}, partly
11909 because it requires a great deal of work either upgrading or
11910 replacing @code{libg2c}.
11911
11912 @node OPEN CLOSE and INQUIRE Keywords
11913 @subsection @code{OPEN}, @code{CLOSE}, and @code{INQUIRE} Keywords
11914 @cindex disposition of files
11915 @cindex OPEN statement
11916 @cindex statements, OPEN
11917 @cindex CLOSE statement
11918 @cindex statements, CLOSE
11919 @cindex INQUIRE statement
11920 @cindex statements, INQUIRE
11921
11922 @code{g77} doesn't have support for keywords such as @code{DISP='DELETE'} in
11923 the @code{OPEN}, @code{CLOSE}, and @code{INQUIRE} statements.
11924 These extensions are easy to add to @code{g77} itself, but
11925 require much more work on @code{libg2c}.
11926
11927 @cindex FORM='PRINT'
11928 @cindex ANS carriage control
11929 @cindex carriage control
11930 @pindex asa
11931 @pindex fpr
11932 @code{g77} doesn't support @code{FORM='PRINT'} or an equivalent to
11933 translate the traditional `carriage control' characters in column 1 of
11934 output to use backspaces, carriage returns and the like.  However
11935 programs exist to translate them in output files (or standard output).
11936 These are typically called either @code{fpr} or @code{asa}.  You can get
11937 a version of @code{asa} from
11938 @uref{ftp://sunsite.unc.edu/pub/Linux/devel/lang/fortran} for GNU
11939 systems which will probably build easily on other systems.
11940 Alternatively, @code{fpr} is in BSD distributions in various archive
11941 sites.
11942
11943 @c (Can both programs can be used in a pipeline,
11944 @c with a named input file,
11945 @c and/or with a named output file???)
11946
11947 @node ENCODE and DECODE
11948 @subsection @code{ENCODE} and @code{DECODE}
11949 @cindex ENCODE statement
11950 @cindex statements, ENCODE
11951 @cindex DECODE statement
11952 @cindex statements, DECODE
11953
11954 @code{g77} doesn't support @code{ENCODE} or @code{DECODE}.
11955
11956 These statements are best replaced by READ and WRITE statements
11957 involving internal files (CHARACTER variables and arrays).
11958
11959 For example, replace a code fragment like
11960
11961 @smallexample
11962       INTEGER*1 LINE(80)
11963 @dots{}
11964       DECODE (80, 9000, LINE) A, B, C
11965 @dots{}
11966 9000  FORMAT (1X, 3(F10.5))
11967 @end smallexample
11968
11969 @noindent
11970 with:
11971
11972 @smallexample
11973       CHARACTER*80 LINE
11974 @dots{}
11975       READ (UNIT=LINE, FMT=9000) A, B, C
11976 @dots{}
11977 9000  FORMAT (1X, 3(F10.5))
11978 @end smallexample
11979
11980 Similarly, replace a code fragment like
11981
11982 @smallexample
11983       INTEGER*1 LINE(80)
11984 @dots{}
11985       ENCODE (80, 9000, LINE) A, B, C
11986 @dots{}
11987 9000  FORMAT (1X, 'OUTPUT IS ', 3(F10.5))
11988 @end smallexample
11989
11990 @noindent
11991 with:
11992
11993 @smallexample
11994       CHARACTER*80 LINE
11995 @dots{}
11996       WRITE (UNIT=LINE, FMT=9000) A, B, C
11997 @dots{}
11998 9000  FORMAT (1X, 'OUTPUT IS ', 3(F10.5))
11999 @end smallexample
12000
12001 It is entirely possible that @code{ENCODE} and @code{DECODE} will
12002 be supported by a future version of @code{g77}.
12003
12004 @node AUTOMATIC Statement
12005 @subsection @code{AUTOMATIC} Statement
12006 @cindex @code{AUTOMATIC} statement
12007 @cindex statements, @code{AUTOMATIC}
12008 @cindex automatic variables
12009 @cindex variables, automatic
12010
12011 @code{g77} doesn't support the @code{AUTOMATIC} statement that
12012 @code{f2c} does.
12013
12014 @code{AUTOMATIC} would identify a variable or array
12015 as not being @code{SAVE}'d, which is normally the default,
12016 but which would be especially useful for code that, @emph{generally},
12017 needed to be compiled with the @samp{-fno-automatic} option.
12018
12019 @code{AUTOMATIC} also would serve as a hint to the compiler that placing
12020 the variable or array---even a very large array--on the stack is acceptable.
12021
12022 @code{AUTOMATIC} would not, by itself, designate the containing procedure
12023 as recursive.
12024
12025 @code{AUTOMATIC} should work syntactically like @code{SAVE},
12026 in that @code{AUTOMATIC} with no variables listed should apply to
12027 all pertinent variables and arrays
12028 (which would not include common blocks or their members).
12029
12030 Variables and arrays denoted as @code{AUTOMATIC}
12031 would not be permitted to be initialized via @code{DATA}
12032 or other specification of any initial values,
12033 requiring explicit initialization,
12034 such as via assignment statements.
12035
12036 @cindex UNSAVE
12037 @cindex STATIC
12038 Perhaps @code{UNSAVE} and @code{STATIC},
12039 as strict semantic opposites to @code{SAVE} and @code{AUTOMATIC},
12040 should be provided as well.
12041
12042 @node Suppressing Space Padding
12043 @subsection Suppressing Space Padding of Source Lines
12044
12045 @code{g77} should offer VXT-Fortran-style suppression of virtual
12046 spaces at the end of a source line
12047 if an appropriate command-line option is specified.
12048
12049 This affects cases where
12050 a character constant is continued onto the next line in a fixed-form
12051 source file, as in the following example:
12052
12053 @smallexample
12054 10    PRINT *,'HOW MANY
12055      1 SPACES?'
12056 @end smallexample
12057
12058 @noindent
12059 @code{g77}, and many other compilers, virtually extend
12060 the continued line through column 72 with spaces that become part
12061 of the character constant, but Digital Fortran normally didn't,
12062 leaving only one space between @samp{MANY} and @samp{SPACES?}
12063 in the output of the above statement.
12064
12065 Fairly recently, at least one version of Digital Fortran
12066 was enhanced to provide the other behavior when a
12067 command-line option is specified, apparently due to demand
12068 from readers of the USENET group @file{comp.lang.fortran}
12069 to offer conformance to this widespread practice in the
12070 industry.
12071 @code{g77} should return the favor by offering conformance
12072 to Digital's approach to handling the above example.
12073
12074 @node Fortran Preprocessor
12075 @subsection Fortran Preprocessor
12076
12077 @code{g77} should offer a preprocessor designed specifically
12078 for Fortran to replace @samp{cpp -traditional}.
12079 There are several out there worth evaluating, at least.
12080
12081 Such a preprocessor would recognize Hollerith constants,
12082 properly parse comments and character constants, and so on.
12083 It might also recognize, process, and thus preprocess
12084 files included via the @code{INCLUDE} directive.
12085
12086 @node Bit Operations on Floating-point Data
12087 @subsection Bit Operations on Floating-point Data
12088 @cindex @code{And} intrinsic
12089 @cindex intrinsics, @code{And}
12090 @cindex @code{Or} intrinsic
12091 @cindex intrinsics, @code{Or}
12092 @cindex @code{Shift} intrinsic
12093 @cindex intrinsics, @code{Shift}
12094
12095 @code{g77} does not allow @code{REAL} and other non-integral types for
12096 arguments to intrinsics like @code{And}, @code{Or}, and @code{Shift}.
12097
12098 For example, this program is rejected by @code{g77}, because
12099 the intrinsic @code{Iand} does not accept @code{REAL} arguments:
12100
12101 @smallexample
12102 DATA A/7.54/, B/9.112/
12103 PRINT *, IAND(A, B)
12104 END
12105 @end smallexample
12106
12107 @node Really Ugly Character Assignments
12108 @subsection Really Ugly Character Assignments
12109
12110 An option such as @samp{-fugly-char} should be provided
12111 to allow
12112
12113 @smallexample
12114 REAL*8 A1
12115 DATA A1 / '12345678' /
12116 @end smallexample
12117
12118 and:
12119
12120 @smallexample
12121 REAL*8 A1
12122 A1 = 'ABCDEFGH'
12123 @end smallexample
12124
12125 @node POSIX Standard
12126 @subsection @code{POSIX} Standard
12127
12128 @code{g77} should support the POSIX standard for Fortran.
12129
12130 @node Floating-point Exception Handling
12131 @subsection Floating-point Exception Handling
12132 @cindex floating-point, exceptions
12133 @cindex exceptions, floating-point
12134 @cindex FPE handling
12135 @cindex NaN values
12136
12137 The @code{gcc} backend and, consequently, @code{g77}, currently provides no
12138 general control over whether or not floating-point exceptions are trapped or
12139 ignored.
12140 (Ignoring them typically results in NaN values being
12141 propagated in systems that conform to IEEE 754.)
12142 The behaviour is normally inherited from the system-dependent startup
12143 code, though some targets, such as the Alpha, have code generation
12144 options which change the behaviour.
12145
12146 Most systems provide some C-callable mechanism to change this; this can
12147 be invoked at startup using @code{gcc}'s @code{constructor} attribute.
12148 For example, just compiling and linking the following C code with your
12149 program will turn on exception trapping for the ``common'' exceptions
12150 on an x86-based GNU system:
12151
12152 @smallexample
12153 #include <fpu_control.h>
12154 static void __attribute__ ((constructor))
12155 trapfpe ()
12156 @{
12157   __setfpucw (_FPU_DEFAULT &
12158               ~(_FPU_MASK_IM | _FPU_MASK_ZM | _FPU_MASK_OM));
12159 @}
12160 @end smallexample
12161
12162 A convenient trick is to compile this something like:
12163 @smallexample
12164 gcc -o libtrapfpe.a trapfpe.c
12165 @end smallexample
12166 and then use it by adding @samp{-trapfpe} to the @code{g77} command line
12167 when linking.
12168
12169 @node Nonportable Conversions
12170 @subsection Nonportable Conversions
12171 @cindex nonportable conversions
12172 @cindex conversions, nonportable
12173
12174 @code{g77} doesn't accept some particularly nonportable,
12175 silent data-type conversions such as @code{LOGICAL}
12176 to @code{REAL} (as in @samp{A=.FALSE.}, where @samp{A}
12177 is type @code{REAL}), that other compilers might
12178 quietly accept.
12179
12180 Some of these conversions are accepted by @code{g77}
12181 when the @samp{-fugly-logint} option is specified.
12182 Perhaps it should accept more or all of them.
12183
12184 @node Large Automatic Arrays
12185 @subsection Large Automatic Arrays
12186 @cindex automatic arrays
12187 @cindex arrays, automatic
12188
12189 Currently, automatic arrays always are allocated on the stack.
12190 For situations where the stack cannot be made large enough,
12191 @code{g77} should offer a compiler option that specifies
12192 allocation of automatic arrays in heap storage.
12193
12194 @node Support for Threads
12195 @subsection Support for Threads
12196 @cindex threads
12197 @cindex parallel processing
12198
12199 Neither the code produced by @code{g77} nor the @code{libg2c} library
12200 are thread-safe, nor does @code{g77} have support for parallel processing
12201 (other than the instruction-level parallelism available on some
12202 processors).
12203 A package such as PVM might help here.
12204
12205 @node Enabling Debug Lines
12206 @subsection Enabling Debug Lines
12207 @cindex debug line
12208 @cindex comment line, debug
12209
12210 An option such as @samp{-fdebug-lines} should be provided
12211 to turn fixed-form lines beginning with @samp{D}
12212 to be treated as if they began with a space,
12213 instead of as if they began with a @samp{C}
12214 (as comment lines).
12215
12216 @node Better Warnings
12217 @subsection Better Warnings
12218
12219 Because of how @code{g77} generates code via the back end,
12220 it doesn't always provide warnings the user wants.
12221 Consider:
12222
12223 @smallexample
12224 PROGRAM X
12225 PRINT *, A
12226 END
12227 @end smallexample
12228
12229 Currently, the above is not flagged as a case of
12230 using an uninitialized variable,
12231 because @code{g77} generates a run-time library call that looks,
12232 to the GBE, like it might actually @emph{modify} @samp{A} at run time.
12233 (And, in fact, depending on the previous run-time library call,
12234 it would!)
12235
12236 Fixing this requires one of the following:
12237
12238 @itemize @bullet
12239 @item
12240 Switch to new library, @code{libg77}, that provides
12241 a more ``clean'' interface,
12242 vis-a-vis input, output, and modified arguments,
12243 so the GBE can tell what's going on.
12244
12245 This would provide a pretty big performance improvement,
12246 at least theoretically, and, ultimately, in practice,
12247 for some types of code.
12248
12249 @item
12250 Have @code{g77} pass a pointer to a temporary
12251 containing a copy of @samp{A},
12252 instead of to @samp{A} itself.
12253 The GBE would then complain about the copy operation
12254 involving a potentially uninitialized variable.
12255
12256 This might also provide a performance boost for some code,
12257 because @samp{A} might then end up living in a register,
12258 which could help with inner loops.
12259
12260 @item
12261 Have @code{g77} use a GBE construct similar to @code{ADDR_EXPR}
12262 but with extra information on the fact that the
12263 item pointed to won't be modified
12264 (a la @code{const} in C).
12265
12266 Probably the best solution for now, but not quite trivial
12267 to implement in the general case.
12268 Worth considering after @code{g77} 0.6 is considered
12269 pretty solid.
12270 @end itemize
12271
12272 @node Gracefully Handle Sensible Bad Code
12273 @subsection Gracefully Handle Sensible Bad Code
12274
12275 @code{g77} generally should continue processing for
12276 warnings and recoverable (user) errors whenever possible---that
12277 is, it shouldn't gratuitously make bad or useless code.
12278
12279 For example:
12280
12281 @smallexample
12282 INTRINSIC ZABS
12283 CALL FOO(ZABS)
12284 END
12285 @end smallexample
12286
12287 @noindent
12288 When compiling the above with @samp{-ff2c-intrinsics-disable},
12289 @code{g77} should indeed complain about passing @code{ZABS},
12290 but it still should compile, instead of rejecting
12291 the entire @code{CALL} statement.
12292 (Some of this is related to improving
12293 the compiler internals to improve how statements are analyzed.)
12294
12295 @node Non-standard Conversions
12296 @subsection Non-standard Conversions
12297
12298 @samp{-Wconversion} and related should flag places where non-standard
12299 conversions are found.
12300 Perhaps much of this would be part of @samp{-Wugly*}.
12301
12302 @node Non-standard Intrinsics
12303 @subsection Non-standard Intrinsics
12304
12305 @code{g77} needs a new option, like @samp{-Wintrinsics}, to warn about use of
12306 non-standard intrinsics without explicit @code{INTRINSIC} statements for them.
12307 This would help find code that might fail silently when ported to another
12308 compiler.
12309
12310 @node Modifying DO Variable
12311 @subsection Modifying @code{DO} Variable
12312
12313 @code{g77} should warn about modifying @code{DO} variables
12314 via @code{EQUIVALENCE}.
12315 (The internal information gathered to produce this warning
12316 might also be useful in setting the
12317 internal ``doiter'' flag for a variable or even array
12318 reference within a loop, since that might produce faster code someday.)
12319
12320 For example, this code is invalid, so @code{g77} should warn about
12321 the invalid assignment to @samp{NOTHER}:
12322
12323 @smallexample
12324 EQUIVALENCE (I, NOTHER)
12325 DO I = 1, 100
12326    IF (I.EQ. 10) NOTHER = 20
12327 END DO
12328 @end smallexample
12329
12330 @node Better Pedantic Compilation
12331 @subsection Better Pedantic Compilation
12332
12333 @code{g77} needs to support @samp{-fpedantic} more thoroughly,
12334 and use it only to generate
12335 warnings instead of rejecting constructs outright.
12336 Have it warn:
12337 if a variable that dimensions an array is not a dummy or placed
12338 explicitly in @code{COMMON} (F77 does not allow it to be
12339 placed in @code{COMMON} via @code{EQUIVALENCE}); if specification statements
12340 follow statement-function-definition statements; about all sorts of
12341 syntactic extensions.
12342
12343 @node Warn About Implicit Conversions
12344 @subsection Warn About Implicit Conversions
12345
12346 @code{g77} needs a @samp{-Wpromotions} option to warn if source code appears
12347 to expect automatic, silent, and
12348 somewhat dangerous compiler-assisted conversion of @code{REAL(KIND=1)}
12349 constants to @code{REAL(KIND=2)} based on context.
12350
12351 For example, it would warn about cases like this:
12352
12353 @smallexample
12354 DOUBLE PRECISION FOO
12355 PARAMETER (TZPHI = 9.435784839284958)
12356 FOO = TZPHI * 3D0
12357 @end smallexample
12358
12359 @node Invalid Use of Hollerith Constant
12360 @subsection Invalid Use of Hollerith Constant
12361
12362 @code{g77} should disallow statements like @samp{RETURN 2HAB},
12363 which are invalid in both source forms
12364 (unlike @samp{RETURN (2HAB)},
12365 which probably still makes no sense but at least can
12366 be reliably parsed).
12367 Fixed-form processing rejects it, but not free-form, except
12368 in a way that is a bit difficult to understand.
12369
12370 @node Dummy Array Without Dimensioning Dummy
12371 @subsection Dummy Array Without Dimensioning Dummy
12372
12373 @code{g77} should complain when a list of dummy arguments containing an
12374 adjustable dummy array does
12375 not also contain every variable listed in the dimension list of the
12376 adjustable array.
12377
12378 Currently, @code{g77} does complain about a variable that
12379 dimensions an array but doesn't appear in any dummy list or @code{COMMON}
12380 area, but this needs to be extended to catch cases where it doesn't appear in
12381 every dummy list that also lists any arrays it dimensions.
12382
12383 For example, @code{g77} should warn about the entry point @samp{ALT}
12384 below, since it includes @samp{ARRAY} but not @samp{ISIZE} in its
12385 list of arguments:
12386
12387 @smallexample
12388 SUBROUTINE PRIMARY(ARRAY, ISIZE)
12389 REAL ARRAY(ISIZE)
12390 ENTRY ALT(ARRAY)
12391 @end smallexample
12392
12393 @node Invalid FORMAT Specifiers
12394 @subsection Invalid FORMAT Specifiers
12395
12396 @code{g77} should check @code{FORMAT} specifiers for validity
12397 as it does @code{FORMAT} statements.
12398
12399 For example, a diagnostic would be produced for:
12400
12401 @smallexample
12402 PRINT 'HI THERE!'  !User meant PRINT *, 'HI THERE!'
12403 @end smallexample
12404
12405 @node Ambiguous Dialects
12406 @subsection Ambiguous Dialects
12407
12408 @code{g77} needs a set of options such as @samp{-Wugly*}, @samp{-Wautomatic},
12409 @samp{-Wvxt}, @samp{-Wf90}, and so on.
12410 These would warn about places in the user's source where ambiguities
12411 are found, helpful in resolving ambiguities in the program's
12412 dialect or dialects.
12413
12414 @node Unused Labels
12415 @subsection Unused Labels
12416
12417 @code{g77} should warn about unused labels when @samp{-Wunused} is in effect.
12418
12419 @node Informational Messages
12420 @subsection Informational Messages
12421
12422 @code{g77} needs an option to suppress information messages (notes).
12423 @samp{-w} does this but also suppresses warnings.
12424 The default should be to suppress info messages.
12425
12426 Perhaps info messages should simply be eliminated.
12427
12428 @node Uninitialized Variables at Run Time
12429 @subsection Uninitialized Variables at Run Time
12430
12431 @code{g77} needs an option to initialize everything (not otherwise
12432 explicitly initialized) to ``weird''
12433 (machine-dependent) values, e.g. NaNs, bad (non-@code{NULL}) pointers, and
12434 largest-magnitude integers, would help track down references to
12435 some kinds of uninitialized variables at run time.
12436
12437 Note that use of the options @samp{-O -Wuninitialized} can catch
12438 many such bugs at compile time.
12439
12440 @node Portable Unformatted Files
12441 @subsection Portable Unformatted Files
12442
12443 @cindex unformatted files
12444 @cindex file formats
12445 @cindex binary data
12446 @cindex byte ordering
12447 @code{g77} has no facility for exchanging unformatted files with systems
12448 using different number formats---even differing only in endianness (byte
12449 order)---or written by other compilers.  Some compilers provide
12450 facilities at least for doing byte-swapping during unformatted I/O.
12451
12452 It is unrealistic to expect to cope with exchanging unformatted files
12453 with arbitrary other compiler runtimes, but the @code{g77} runtime
12454 should at least be able to read files written by @code{g77} on systems
12455 with different number formats, particularly if they differ only in byte
12456 order.
12457
12458 In case you do need to write a program to translate to or from
12459 @code{g77} (@code{libf2c}) unformatted files, they are written as
12460 follows:
12461 @table @asis
12462 @item Sequential
12463 Unformatted sequential records consist of
12464 @enumerate
12465 @item
12466 A number giving the length of the record contents;
12467 @item
12468 the length of record contents again (for backspace).
12469 @end enumerate
12470
12471 The record length is of C type
12472 @code{long}; this means that it is 8 bytes on 64-bit systems such as
12473 Alpha GNU/Linux and 4 bytes on other systems, such as x86 GNU/Linux.
12474 Consequently such files cannot be exchanged between 64-bit and 32-bit
12475 systems, even with the same basic number format.
12476 @item Direct access
12477 Unformatted direct access files form a byte stream of length
12478 @var{records}*@var{recl} bytes, where @var{records} is the maximum
12479 record number (@code{REC=@var{records}}) written and @var{recl} is the
12480 record length in bytes specified in the @code{OPEN} statement
12481 (@code{RECL=@var{recl}}).  Data appear in the records as determined by
12482 the relevant @code{WRITE} statement.  Dummy records with arbitrary
12483 contents appear in the file in place of records which haven't been
12484 written.
12485 @end table
12486
12487 Thus for exchanging a sequential or direct access unformatted file
12488 between big- and little-endian 32-bit systems using IEEE 754 floating
12489 point it would be sufficient to reverse the bytes in consecutive words
12490 in the file if, and @emph{only} if, only @code{REAL*4}, @code{COMPLEX},
12491 @code{INTEGER*4} and/or @code{LOGICAL*4} data have been written to it by
12492 @code{g77}.
12493
12494 If necessary, it is possible to do byte-oriented i/o with @code{g77}'s
12495 @code{FGETC} and @code{FPUTC} intrinsics.  Byte-swapping can be done in
12496 Fortran by equivalencing larger sized variables to an @code{INTEGER*1}
12497 array or a set of scalars.
12498
12499 @cindex HDF
12500 @cindex PDB
12501 If you need to exchange binary data between arbitrary system and
12502 compiler variations, we recommend using a portable binary format with
12503 Fortran bindings, such as NCSA's HDF (@uref{http://hdf.ncsa.uiuc.edu/})
12504 or PACT's PDB@footnote{No, not @emph{that} one.}
12505 (@uref{http://www.llnl.gov/def_sci/pact/pact_homepage.html}).  (Unlike,
12506 say, CDF or XDR, HDF-like systems write in the native number formats and
12507 only incur overhead when they are read on a system with a different
12508 format.)  A future @code{g77} runtime library should use such
12509 techniques.
12510
12511 @node Better List-directed I/O
12512 @subsection Better List-directed I/O
12513
12514 Values output using list-directed I/O
12515 (@samp{PRINT *, R, D})
12516 should be written with a field width, precision, and so on
12517 appropriate for the type (precision) of each value.
12518
12519 (Currently, no distinction is made between single-precision
12520 and double-precision values
12521 by @code{libf2c}.)
12522
12523 It is likely this item will require the @code{libg77} project
12524 to be undertaken.
12525
12526 In the meantime, use of formatted I/O is recommended.
12527 While it might be of little consolation,
12528 @code{g77} does support @samp{FORMAT(F<WIDTH>.4)}, for example,
12529 as long as @samp{WIDTH} is defined as a named constant
12530 (via @code{PARAMETER}).
12531 That at least allows some compile-time specification
12532 of the precision of a data type,
12533 perhaps controlled by preprocessing directives.
12534
12535 @node Default to Console I/O
12536 @subsection Default to Console I/O
12537
12538 The default I/O units,
12539 specified by @samp{READ @var{fmt}},
12540 @samp{READ (UNIT=*)},
12541 @samp{WRITE (UNIT=*)}, and
12542 @samp{PRINT @var{fmt}},
12543 should not be units 5 (input) and 6 (output),
12544 but, rather, unit numbers not normally available
12545 for use in statements such as @code{OPEN} and @code{CLOSE}.
12546
12547 Changing this would allow a program to connect units 5 and 6
12548 to files via @code{OPEN},
12549 but still use @samp{READ (UNIT=*)} and @samp{PRINT}
12550 to do I/O to the ``console''.
12551
12552 This change probably requires the @code{libg77} project.
12553
12554 @node Labels Visible to Debugger
12555 @subsection Labels Visible to Debugger
12556
12557 @code{g77} should output debugging information for statements labels,
12558 for use by debuggers that know how to support them.
12559 Same with weirder things like construct names.
12560 It is not yet known if any debug formats or debuggers support these.
12561
12562 @node Disappointments
12563 @section Disappointments and Misunderstandings
12564
12565 These problems are perhaps regrettable, but we don't know any practical
12566 way around them for now.
12567
12568 @menu
12569 * Mangling of Names::                       @samp{SUBROUTINE FOO} is given
12570                                               external name @samp{foo_}.
12571 * Multiple Definitions of External Names::  No doing both @samp{COMMON /FOO/}
12572                                               and @samp{SUBROUTINE FOO}.
12573 * Limitation on Implicit Declarations::     No @samp{IMPLICIT CHARACTER*(*)}.
12574 @end menu
12575
12576 @node Mangling of Names
12577 @subsection Mangling of Names in Source Code
12578 @cindex naming issues
12579 @cindex external names
12580 @cindex common blocks
12581 @cindex name space
12582 @cindex underscore
12583
12584 The current external-interface design, which includes naming of
12585 external procedures, COMMON blocks, and the library interface,
12586 has various usability problems, including things like adding
12587 underscores where not really necessary (and preventing easier
12588 inter-language operability) and yet not providing complete
12589 namespace freedom for user C code linked with Fortran apps (due
12590 to the naming of functions in the library, among other things).
12591
12592 Project GNU should at least get all this ``right'' for systems
12593 it fully controls, such as the Hurd, and provide defaults and
12594 options for compatibility with existing systems and interoperability
12595 with popular existing compilers.
12596
12597 @node Multiple Definitions of External Names
12598 @subsection Multiple Definitions of External Names
12599 @cindex block data
12600 @cindex BLOCK DATA statement
12601 @cindex statements, BLOCK DATA
12602 @cindex @code{COMMON} statement
12603 @cindex statements, @code{COMMON}
12604 @cindex naming conflicts
12605
12606 @code{g77} doesn't allow a common block and an external procedure or
12607 @code{BLOCK DATA} to have the same name.
12608 Some systems allow this, but @code{g77} does not,
12609 to be compatible with @code{f2c}.
12610
12611 @code{g77} could special-case the way it handles
12612 @code{BLOCK DATA}, since it is not compatible with @code{f2c} in this
12613 particular area (necessarily, since @code{g77} offers an
12614 important feature here), but
12615 it is likely that such special-casing would be very annoying to people
12616 with programs that use @samp{EXTERNAL FOO}, with no other mention of
12617 @samp{FOO} in the same program unit, to refer to external procedures, since
12618 the result would be that @code{g77} would treat these references as requests to
12619 force-load BLOCK DATA program units.
12620
12621 In that case, if @code{g77} modified
12622 names of @code{BLOCK DATA} so they could have the same names as
12623 @code{COMMON}, users
12624 would find that their programs wouldn't link because the @samp{FOO} procedure
12625 didn't have its name translated the same way.
12626
12627 (Strictly speaking,
12628 @code{g77} could emit a null-but-externally-satisfying definition of
12629 @samp{FOO} with its name transformed as if it had been a
12630 @code{BLOCK DATA}, but that probably invites more trouble than it's
12631 worth.)
12632
12633 @node Limitation on Implicit Declarations
12634 @subsection Limitation on Implicit Declarations
12635 @cindex IMPLICIT CHARACTER*(*) statement
12636 @cindex statements, IMPLICIT CHARACTER*(*)
12637
12638 @code{g77} disallows @code{IMPLICIT CHARACTER*(*)}.
12639 This is not standard-conforming.
12640
12641 @node Non-bugs
12642 @section Certain Changes We Don't Want to Make
12643
12644 This section lists changes that people frequently request, but which
12645 we do not make because we think GNU Fortran is better without them.
12646
12647 @menu
12648 * Backslash in Constants::           Why @samp{'\\'} is a constant that
12649                                        is one, not two, characters long.
12650 * Initializing Before Specifying::   Why @samp{DATA VAR/1/} can't precede
12651                                        @samp{COMMON VAR}.
12652 * Context-Sensitive Intrinsicness::  Why @samp{CALL SQRT} won't work.
12653 * Context-Sensitive Constants::      Why @samp{9.435784839284958} is a
12654                                        single-precision constant,
12655                                        and might be interpreted as
12656                                        @samp{9.435785} or similar.
12657 * Equivalence Versus Equality::      Why @samp{.TRUE. .EQ. .TRUE.} won't work.
12658 * Order of Side Effects::            Why @samp{J = IFUNC() - IFUNC()} might
12659                                        not behave as expected.
12660 @end menu
12661
12662 @node Backslash in Constants
12663 @subsection Backslash in Constants
12664 @cindex backslash
12665 @cindex @code{f77} support
12666 @cindex support, @code{f77}
12667
12668 In the opinion of many experienced Fortran users,
12669 @samp{-fno-backslash} should be the default, not @samp{-fbackslash},
12670 as currently set by @code{g77}.
12671
12672 First of all, you can always specify
12673 @samp{-fno-backslash} to turn off this processing.
12674
12675 Despite not being within the spirit (though apparently within the
12676 letter) of the ANSI FORTRAN 77 standard, @code{g77} defaults to
12677 @samp{-fbackslash} because that is what most UNIX @code{f77} commands
12678 default to, and apparently lots of code depends on this feature.
12679
12680 This is a particularly troubling issue.
12681 The use of a C construct in the midst of Fortran code
12682 is bad enough, worse when it makes existing Fortran
12683 programs stop working (as happens when programs written
12684 for non-UNIX systems are ported to UNIX systems with
12685 compilers that provide the @samp{-fbackslash} feature
12686 as the default---sometimes with no option to turn it off).
12687
12688 The author of GNU Fortran wished, for reasons of linguistic
12689 purity, to make @samp{-fno-backslash} the default for GNU
12690 Fortran and thus require users of UNIX @code{f77} and @code{f2c}
12691 to specify @samp{-fbackslash} to get the UNIX behavior.
12692
12693 However, the realization that @code{g77} is intended as
12694 a replacement for @emph{UNIX} @code{f77}, caused the author
12695 to choose to make @code{g77} as compatible with
12696 @code{f77} as feasible, which meant making @samp{-fbackslash}
12697 the default.
12698
12699 The primary focus on compatibility is at the source-code
12700 level, and the question became ``What will users expect
12701 a replacement for @code{f77} to do, by default?''
12702 Although at least one UNIX @code{f77} does not provide
12703 @samp{-fbackslash} as a default, it appears that
12704 the majority of them do, which suggests that
12705 the majority of code that is compiled by UNIX @code{f77}
12706 compilers expects @samp{-fbackslash} to be the default.
12707
12708 It is probably the case that more code exists
12709 that would @emph{not} work with @samp{-fbackslash}
12710 in force than code that requires it be in force.
12711
12712 However, most of @emph{that} code is not being compiled
12713 with @code{f77},
12714 and when it is, new build procedures (shell scripts,
12715 makefiles, and so on) must be set up anyway so that
12716 they work under UNIX.
12717 That makes a much more natural and safe opportunity for
12718 non-UNIX users to adapt their build procedures for
12719 @code{g77}'s default of @samp{-fbackslash} than would
12720 exist for the majority of UNIX @code{f77} users who
12721 would have to modify existing, working build procedures
12722 to explicitly specify @samp{-fbackslash} if that was
12723 not the default.
12724
12725 One suggestion has been to configure the default for
12726 @samp{-fbackslash} (and perhaps other options as well)
12727 based on the configuration of @code{g77}.
12728
12729 This is technically quite straightforward, but will be avoided
12730 even in cases where not configuring defaults to be
12731 dependent on a particular configuration greatly inconveniences
12732 some users of legacy code.
12733
12734 Many users appreciate the GNU compilers because they provide an
12735 environment that is uniform across machines.
12736 These users would be
12737 inconvenienced if the compiler treated things like the
12738 format of the source code differently on certain machines.
12739
12740 Occasionally users write programs intended only for a particular machine
12741 type.
12742 On these occasions, the users would benefit if the GNU Fortran compiler
12743 were to support by default the same dialect as the other compilers on
12744 that machine.
12745 But such applications are rare.
12746 And users writing a
12747 program to run on more than one type of machine cannot possibly benefit
12748 from this kind of compatibility.
12749 (This is consistent with the design goals for @code{gcc}.
12750 To change them for @code{g77}, you must first change them
12751 for @code{gcc}.
12752 Do not ask the maintainers of @code{g77} to do this for you,
12753 or to disassociate @code{g77} from the widely understood, if
12754 not widely agreed-upon, goals for GNU compilers in general.)
12755
12756 This is why GNU Fortran does and will treat backslashes in the same
12757 fashion on all types of machines (by default).
12758 @xref{Direction of Language Development}, for more information on
12759 this overall philosophy guiding the development of the GNU Fortran
12760 language.
12761
12762 Of course, users strongly concerned about portability should indicate
12763 explicitly in their build procedures which options are expected
12764 by their source code, or write source code that has as few such
12765 expectations as possible.
12766
12767 For example, avoid writing code that depends on backslash (@samp{\})
12768 being interpreted either way in particular, such as by
12769 starting a program unit with:
12770
12771 @smallexample
12772 CHARACTER BACKSL
12773 PARAMETER (BACKSL = '\\')
12774 @end smallexample
12775
12776 @noindent
12777 Then, use concatenation of @samp{BACKSL} anyplace a backslash
12778 is desired.
12779 In this way, users can write programs which have the same meaning
12780 in many Fortran dialects.
12781
12782 (However, this technique does not work for Hollerith constants---which
12783 is just as well, since the only generally portable uses for Hollerith
12784 constants are in places where character constants can and should
12785 be used instead, for readability.)
12786
12787 @node Initializing Before Specifying
12788 @subsection Initializing Before Specifying
12789 @cindex initialization, statement placement
12790 @cindex placing initialization statements
12791
12792 @code{g77} does not allow @samp{DATA VAR/1/} to appear in the
12793 source code before @samp{COMMON VAR},
12794 @samp{DIMENSION VAR(10)}, @samp{INTEGER VAR}, and so on.
12795 In general, @code{g77} requires initialization of a variable
12796 or array to be specified @emph{after} all other specifications
12797 of attributes (type, size, placement, and so on) of that variable
12798 or array are specified (though @emph{confirmation} of data type is
12799 permitted).
12800
12801 It is @emph{possible} @code{g77} will someday allow all of this,
12802 even though it is not allowed by the FORTRAN 77 standard.
12803
12804 Then again, maybe it is better to have
12805 @code{g77} always require placement of @code{DATA}
12806 so that it can possibly immediately write constants
12807 to the output file, thus saving time and space.
12808
12809 That is, @samp{DATA A/1000000*1/} should perhaps always
12810 be immediately writable to canonical assembler, unless it's already known
12811 to be in a @code{COMMON} area following as-yet-uninitialized stuff,
12812 and to do this it cannot be followed by @samp{COMMON A}.
12813
12814 @node Context-Sensitive Intrinsicness
12815 @subsection Context-Sensitive Intrinsicness
12816 @cindex intrinsics, context-sensitive
12817 @cindex context-sensitive intrinsics
12818
12819 @code{g77} treats procedure references to @emph{possible} intrinsic
12820 names as always enabling their intrinsic nature, regardless of
12821 whether the @emph{form} of the reference is valid for that
12822 intrinsic.
12823
12824 For example, @samp{CALL SQRT} is interpreted by @code{g77} as
12825 an invalid reference to the @code{SQRT} intrinsic function,
12826 because the reference is a subroutine invocation.
12827
12828 First, @code{g77} recognizes the statement @samp{CALL SQRT}
12829 as a reference to a @emph{procedure} named @samp{SQRT}, not
12830 to a @emph{variable} with that name (as it would for a statement
12831 such as @samp{V = SQRT}).
12832
12833 Next, @code{g77} establishes that, in the program unit being compiled,
12834 @code{SQRT} is an intrinsic---not a subroutine that
12835 happens to have the same name as an intrinsic (as would be
12836 the case if, for example, @samp{EXTERNAL SQRT} was present).
12837
12838 Finally, @code{g77} recognizes that the @emph{form} of the
12839 reference is invalid for that particular intrinsic.
12840 That is, it recognizes that it is invalid for an intrinsic
12841 @emph{function}, such as @code{SQRT}, to be invoked as
12842 a @emph{subroutine}.
12843
12844 At that point, @code{g77} issues a diagnostic.
12845
12846 Some users claim that it is ``obvious'' that @samp{CALL SQRT}
12847 references an external subroutine of their own, not an
12848 intrinsic function.
12849
12850 However, @code{g77} knows about intrinsic
12851 subroutines, not just functions, and is able to support both having
12852 the same names, for example.
12853
12854 As a result of this, @code{g77} rejects calls
12855 to intrinsics that are not subroutines, and function invocations
12856 of intrinsics that are not functions, just as it (and most compilers)
12857 rejects invocations of intrinsics with the wrong number (or types)
12858 of arguments.
12859
12860 So, use the @samp{EXTERNAL SQRT} statement in a program unit that calls
12861 a user-written subroutine named @samp{SQRT}.
12862
12863 @node Context-Sensitive Constants
12864 @subsection Context-Sensitive Constants
12865 @cindex constants, context-sensitive
12866 @cindex context-sensitive constants
12867
12868 @code{g77} does not use context to determine the types of
12869 constants or named constants (@code{PARAMETER}), except
12870 for (non-standard) typeless constants such as @samp{'123'O}.
12871
12872 For example, consider the following statement:
12873
12874 @smallexample
12875 PRINT *, 9.435784839284958 * 2D0
12876 @end smallexample
12877
12878 @noindent
12879 @code{g77} will interpret the (truncated) constant
12880 @samp{9.435784839284958} as a @code{REAL(KIND=1)}, not @code{REAL(KIND=2)},
12881 constant, because the suffix @code{D0} is not specified.
12882
12883 As a result, the output of the above statement when
12884 compiled by @code{g77} will appear to have ``less precision''
12885 than when compiled by other compilers.
12886
12887 In these and other cases, some compilers detect the
12888 fact that a single-precision constant is used in
12889 a double-precision context and therefore interpret the
12890 single-precision constant as if it was @emph{explicitly}
12891 specified as a double-precision constant.
12892 (This has the effect of appending @emph{decimal}, not
12893 @emph{binary}, zeros to the fractional part of the
12894 number---producing different computational results.)
12895
12896 The reason this misfeature is dangerous is that a slight,
12897 apparently innocuous change to the source code can change
12898 the computational results.
12899 Consider:
12900
12901 @smallexample
12902 REAL ALMOST, CLOSE
12903 DOUBLE PRECISION FIVE
12904 PARAMETER (ALMOST = 5.000000000001)
12905 FIVE = 5
12906 CLOSE = 5.000000000001
12907 PRINT *, 5.000000000001 - FIVE
12908 PRINT *, ALMOST - FIVE
12909 PRINT *, CLOSE - FIVE
12910 END
12911 @end smallexample
12912
12913 @noindent
12914 Running the above program should
12915 result in the same value being
12916 printed three times.
12917 With @code{g77} as the compiler,
12918 it does.
12919
12920 However, compiled by many other compilers,
12921 running the above program would print
12922 two or three distinct values, because
12923 in two or three of the statements, the
12924 constant @samp{5.000000000001}, which
12925 on most systems is exactly equal to @samp{5.}
12926 when interpreted as a single-precision constant,
12927 is instead interpreted as a double-precision
12928 constant, preserving the represented
12929 precision.
12930 However, this ``clever'' promotion of
12931 type does not extend to variables or,
12932 in some compilers, to named constants.
12933
12934 Since programmers often are encouraged to replace manifest
12935 constants or permanently-assigned variables with named
12936 constants (@code{PARAMETER} in Fortran), and might need
12937 to replace some constants with variables having the same
12938 values for pertinent portions of code,
12939 it is important that compilers treat code so modified in the
12940 same way so that the results of such programs are the same.
12941 @code{g77} helps in this regard by treating constants just
12942 the same as variables in terms of determining their types
12943 in a context-independent way.
12944
12945 Still, there is a lot of existing Fortran code that has
12946 been written to depend on the way other compilers freely
12947 interpret constants' types based on context, so anything
12948 @code{g77} can do to help flag cases of this in such code
12949 could be very helpful.
12950
12951 @node Equivalence Versus Equality
12952 @subsection Equivalence Versus Equality
12953 @cindex .EQV., with integer operands
12954 @cindex comparing logical expressions
12955 @cindex logical expressions, comparing
12956
12957 Use of @code{.EQ.} and @code{.NE.} on @code{LOGICAL} operands
12958 is not supported, except via @samp{-fugly-logint}, which is not
12959 recommended except for legacy code (where the behavior expected
12960 by the @emph{code} is assumed).
12961
12962 Legacy code should be changed, as resources permit, to use @code{.EQV.}
12963 and @code{.NEQV.} instead, as these are permitted by the various
12964 Fortran standards.
12965
12966 New code should never be written expecting @code{.EQ.} or @code{.NE.}
12967 to work if either of its operands is @code{LOGICAL}.
12968
12969 The problem with supporting this ``feature'' is that there is
12970 unlikely to be consensus on how it works, as illustrated by the
12971 following sample program:
12972
12973 @smallexample
12974 LOGICAL L,M,N
12975 DATA L,M,N /3*.FALSE./
12976 IF (L.AND.M.EQ.N) PRINT *,'L.AND.M.EQ.N'
12977 END
12978 @end smallexample
12979
12980 The issue raised by the above sample program is: what is the
12981 precedence of @code{.EQ.} (and @code{.NE.}) when applied to
12982 @code{LOGICAL} operands?
12983
12984 Some programmers will argue that it is the same as the precedence
12985 for @code{.EQ.} when applied to numeric (such as @code{INTEGER})
12986 operands.
12987 By this interpretation, the subexpression @samp{M.EQ.N} must be
12988 evaluated first in the above program, resulting in a program that,
12989 when run, does not execute the @code{PRINT} statement.
12990
12991 Other programmers will argue that the precedence is the same as
12992 the precedence for @code{.EQV.}, which is restricted by the standards
12993 to @code{LOGICAL} operands.
12994 By this interpretation, the subexpression @samp{L.AND.M} must be
12995 evaluated first, resulting in a program that @emph{does} execute
12996 the @code{PRINT} statement.
12997
12998 Assigning arbitrary semantic interpretations to syntactic expressions
12999 that might legitimately have more than one ``obvious'' interpretation
13000 is generally unwise.
13001
13002 The creators of the various Fortran standards have done a good job
13003 in this case, requiring a distinct set of operators (which have their
13004 own distinct precedence) to compare @code{LOGICAL} operands.
13005 This requirement results in expression syntax with more certain
13006 precedence (without requiring substantial context), making it easier
13007 for programmers to read existing code.
13008 @code{g77} will avoid muddying up elements of the Fortran language
13009 that were well-designed in the first place.
13010
13011 (Ask C programmers about the precedence of expressions such as
13012 @samp{(a) & (b)} and @samp{(a) - (b)}---they cannot even tell
13013 you, without knowing more context, whether the @samp{&} and @samp{-}
13014 operators are infix (binary) or unary!)
13015
13016 Most dangerous of all is the fact that,
13017 even assuming consensus on its meaning,
13018 an expression like @samp{L.AND.M.EQ.N},
13019 if it is the result of a typographical error,
13020 doesn't @emph{look} like it has such a typo.
13021 Even experienced Fortran programmers would not likely notice that
13022 @samp{L.AND.M.EQV.N} was, in fact, intended.
13023
13024 So, this is a prime example of a circumstance in which
13025 a quality compiler diagnoses the code,
13026 instead of leaving it up to someone debugging it
13027 to know to turn on special compiler options
13028 that might diagnose it.
13029
13030 @node Order of Side Effects
13031 @subsection Order of Side Effects
13032 @cindex side effects, order of evaluation
13033 @cindex order of evaluation, side effects
13034
13035 @code{g77} does not necessarily produce code that, when run, performs
13036 side effects (such as those performed by function invocations)
13037 in the same order as in some other compiler---or even in the same
13038 order as another version, port, or invocation (using different
13039 command-line options) of @code{g77}.
13040
13041 It is never safe to depend on the order of evaluation of side effects.
13042 For example, an expression like this may very well behave differently
13043 from one compiler to another:
13044
13045 @smallexample
13046 J = IFUNC() - IFUNC()
13047 @end smallexample
13048
13049 @noindent
13050 There is no guarantee that @samp{IFUNC} will be evaluated in any particular
13051 order.
13052 Either invocation might happen first.
13053 If @samp{IFUNC} returns 5 the first time it is invoked, and
13054 returns 12 the second time, @samp{J} might end up with the
13055 value @samp{7}, or it might end up with @samp{-7}.
13056
13057 Generally, in Fortran, procedures with side-effects intended to
13058 be visible to the caller are best designed as @emph{subroutines},
13059 not functions.
13060 Examples of such side-effects include:
13061
13062 @itemize @bullet
13063 @item
13064 The generation of random numbers
13065 that are intended to influence return values.
13066
13067 @item
13068 Performing I/O
13069 (other than internal I/O to local variables).
13070
13071 @item
13072 Updating information in common blocks.
13073 @end itemize
13074
13075 An example of a side-effect that is not intended to be visible
13076 to the caller is a function that maintains a cache of recently
13077 calculated results, intended solely to speed repeated invocations
13078 of the function with identical arguments.
13079 Such a function can be safely used in expressions, because
13080 if the compiler optimizes away one or more calls to the
13081 function, operation of the program is unaffected (aside
13082 from being speeded up).
13083
13084 @node Warnings and Errors
13085 @section Warning Messages and Error Messages
13086
13087 @cindex error messages
13088 @cindex warnings vs errors
13089 @cindex messages, warning and error
13090 The GNU compiler can produce two kinds of diagnostics: errors and
13091 warnings.
13092 Each kind has a different purpose:
13093
13094 @itemize @w{}
13095 @item
13096 @emph{Errors} report problems that make it impossible to compile your
13097 program.
13098 GNU Fortran reports errors with the source file name, line
13099 number, and column within the line where the problem is apparent.
13100
13101 @item
13102 @emph{Warnings} report other unusual conditions in your code that
13103 @emph{might} indicate a problem, although compilation can (and does)
13104 proceed.
13105 Warning messages also report the source file name, line number,
13106 and column information,
13107 but include the text @samp{warning:} to distinguish them
13108 from error messages.
13109 @end itemize
13110
13111 Warnings might indicate danger points where you should check to make sure
13112 that your program really does what you intend; or the use of obsolete
13113 features; or the use of nonstandard features of GNU Fortran.
13114 Many warnings are issued only if you ask for them, with one of the
13115 @samp{-W} options (for instance, @samp{-Wall} requests a variety of
13116 useful warnings).
13117
13118 @emph{Note:} Currently, the text of the line and a pointer to the column
13119 is printed in most @code{g77} diagnostics.
13120 Probably, as of version 0.6, @code{g77} will
13121 no longer print the text of the source line, instead printing
13122 the column number following the file name and line number in
13123 a form that GNU Emacs recognizes.
13124 This change is expected to speed up and reduce the memory usage
13125 of the @code{g77} compiler.
13126 @c
13127 @c Say this when it is true -- hopefully 0.6, maybe 0.7 or later.  --burley
13128 @c
13129 @c GNU Fortran always tries to compile your program if possible; it never
13130 @c gratuitously rejects a program whose meaning is clear merely because
13131 @c (for instance) it fails to conform to a standard.  In some cases,
13132 @c however, the Fortran standard specifies that certain extensions are
13133 @c forbidden, and a diagnostic @emph{must} be issued by a conforming
13134 @c compiler.  The @samp{-pedantic} option tells GNU Fortran to issue warnings
13135 @c in such cases; @samp{-pedantic-errors} says to make them errors instead.
13136 @c This does not mean that @emph{all} non-ANSI constructs get warnings
13137 @c or errors.
13138
13139 @xref{Warning Options,,Options to Request or Suppress Warnings}, for
13140 more detail on these and related command-line options.
13141
13142 @node Open Questions
13143 @chapter Open Questions
13144
13145 Please consider offering useful answers to these questions!
13146
13147 @itemize @bullet
13148 @item
13149 @code{LOC()} and other intrinsics are probably somewhat misclassified.
13150 Is the a need for more precise classification of intrinsics, and if so,
13151 what are the appropriate groupings?
13152 Is there a need to individually
13153 enable/disable/delete/hide intrinsics from the command line?
13154 @end itemize
13155
13156 @node Bugs
13157 @chapter Reporting Bugs
13158 @cindex bugs
13159 @cindex reporting bugs
13160
13161 Your bug reports play an essential role in making GNU Fortran reliable.
13162
13163 When you encounter a problem, the first thing to do is to see if it is
13164 already known.
13165 @xref{Trouble}.
13166 If it isn't known, then you should report the problem.
13167
13168 Reporting a bug might help you by bringing a solution to your problem, or
13169 it might not.
13170 (If it does not, look in the service directory; see
13171 @ref{Service}.)
13172 In any case, the principal function of a bug report is
13173 to help the entire community by making the next version of GNU Fortran work
13174 better.
13175 Bug reports are your contribution to the maintenance of GNU Fortran.
13176
13177 Since the maintainers are very overloaded, we cannot respond to every
13178 bug report.
13179 However, if the bug has not been fixed, we are likely to
13180 send you a patch and ask you to tell us whether it works.
13181
13182 In order for a bug report to serve its purpose, you must include the
13183 information that makes for fixing the bug.
13184
13185 @menu
13186 * Criteria: Bug Criteria.    Have you really found a bug?
13187 * Where: Bug Lists.          Where to send your bug report.
13188 * Reporting: Bug Reporting.  How to report a bug effectively.
13189 * Patches: Sending Patches.  How to send a patch for GNU Fortran.
13190 @end menu
13191
13192 @xref{Trouble,,Known Causes of Trouble with GNU Fortran},
13193 for information on problems we already know about.
13194
13195 @xref{Service,,How To Get Help with GNU Fortran},
13196 for information on where to ask for help.
13197
13198 @node Bug Criteria
13199 @section Have You Found a Bug?
13200 @cindex bug criteria
13201
13202 If you are not sure whether you have found a bug, here are some guidelines:
13203
13204 @itemize @bullet
13205 @cindex fatal signal
13206 @cindex core dump
13207 @item
13208 If the compiler gets a fatal signal, for any input whatever, that is a
13209 compiler bug.
13210 Reliable compilers never crash---they just remain obsolete.
13211
13212 @cindex invalid assembly code
13213 @cindex assembly code, invalid
13214 @item
13215 If the compiler produces invalid assembly code, for any input whatever,
13216 @c (except an @code{asm} statement),
13217 that is a compiler bug, unless the
13218 compiler reports errors (not just warnings) which would ordinarily
13219 prevent the assembler from being run.
13220
13221 @cindex undefined behavior
13222 @cindex undefined function value
13223 @item
13224 If the compiler produces valid assembly code that does not correctly
13225 execute the input source code, that is a compiler bug.
13226
13227 However, you must double-check to make sure, because you might have run
13228 into an incompatibility between GNU Fortran and traditional Fortran.
13229 @c (@pxref{Incompatibilities}).
13230 These incompatibilities might be considered
13231 bugs, but they are inescapable consequences of valuable features.
13232
13233 Or you might have a program whose behavior is undefined, which happened
13234 by chance to give the desired results with another Fortran compiler.
13235 It is best to check the relevant Fortran standard thoroughly if
13236 it is possible that the program indeed does something undefined.
13237
13238 After you have localized the error to a single source line, it should
13239 be easy to check for these things.
13240 If your program is correct and well defined, you have found
13241 a compiler bug.
13242
13243 It might help if, in your submission, you identified the specific
13244 language in the relevant Fortran standard that specifies the
13245 desired behavior, if it isn't likely to be obvious and agreed-upon
13246 by all Fortran users.
13247
13248 @item
13249 If the compiler produces an error message for valid input, that is a
13250 compiler bug.
13251
13252 @cindex invalid input
13253 @item
13254 If the compiler does not produce an error message for invalid input,
13255 that is a compiler bug.
13256 However, you should note that your idea of
13257 ``invalid input'' might be someone else's idea
13258 of ``an extension'' or ``support for traditional practice''.
13259
13260 @item
13261 If you are an experienced user of Fortran compilers, your suggestions
13262 for improvement of GNU Fortran are welcome in any case.
13263 @end itemize
13264
13265 Many, perhaps most, bug reports against @code{g77} turn out to
13266 be bugs in the user's code.
13267 While we find such bug reports educational, they sometimes take
13268 a considerable amount of time to track down or at least respond
13269 to---time we could be spending making @code{g77}, not some user's
13270 code, better.
13271
13272 Some steps you can take to verify that the bug is not certainly
13273 in the code you're compiling with @code{g77}:
13274
13275 @itemize @bullet
13276 @item
13277 Compile your code using the @code{g77} options @samp{-W -Wall -O}.
13278 These options enable many useful warning; the @samp{-O} option
13279 enables flow analysis that enables the uninitialized-variable
13280 warning.
13281
13282 If you investigate the warnings and find evidence of possible bugs
13283 in your code, fix them first and retry @code{g77}.
13284
13285 @item
13286 Compile your code using the @code{g77} options @samp{-finit-local-zero},
13287 @samp{-fno-automatic}, @samp{-ffloat-store}, and various
13288 combinations thereof.
13289
13290 If your code works with any of these combinations, that is not
13291 proof that the bug isn't in @code{g77}---a @code{g77} bug exposed
13292 by your code might simply be avoided, or have a different, more subtle
13293 effect, when different options are used---but it can be a
13294 strong indicator that your code is making unwarranted assumptions
13295 about the Fortran dialect and/or underlying machine it is
13296 being compiled and run on.
13297
13298 @xref{Overly Convenient Options,,Overly Convenient Command-Line Options},
13299 for information on the @samp{-fno-automatic} and
13300 @samp{-finit-local-zero} options and how to convert
13301 their use into selective changes in your own code.
13302
13303 @item
13304 @pindex ftnchek
13305 Validate your code with @code{ftnchek} or a similar code-checking
13306 tool.
13307 @code{ftnchek} can be found at @uref{ftp://ftp.netlib.org/fortran}
13308 or @uref{ftp://ftp.dsm.fordham.edu}.
13309
13310 @pindex make
13311 @cindex Makefile example
13312 Here are some sample @file{Makefile} rules using @code{ftnchek}
13313 ``project'' files to do cross-file checking and @code{sfmakedepend}
13314 (from @uref{ftp://ahab.rutgers.edu/pub/perl/sfmakedepend})
13315 to maintain dependencies automatically.
13316 These assume the use of GNU @code{make}.
13317
13318 @smallexample
13319 # Dummy suffix for ftnchek targets:
13320 .SUFFIXES: .chek
13321 .PHONY: chekall
13322
13323 # How to compile .f files (for implicit rule):
13324 FC = g77
13325 # Assume `include' directory:
13326 FFLAGS = -Iinclude -g -O -Wall
13327
13328 # Flags for ftnchek:
13329 CHEK1 = -array=0 -include=includes -noarray
13330 CHEK2 = -nonovice -usage=1 -notruncation
13331 CHEKFLAGS = $(CHEK1) $(CHEK2)
13332
13333 # Run ftnchek with all the .prj files except the one corresponding
13334 # to the target's root:
13335 %.chek : %.f ; \
13336   ftnchek $(filter-out $*.prj,$(PRJS)) $(CHEKFLAGS) \
13337     -noextern -library $<
13338
13339 # Derive a project file from a source file:
13340 %.prj : %.f ; \
13341   ftnchek $(CHEKFLAGS) -noextern -project -library $<
13342
13343 # The list of objects is assumed to be in variable OBJS.
13344 # Sources corresponding to the objects:
13345 SRCS = $(OBJS:%.o=%.f)
13346 # ftnchek project files:
13347 PRJS = $(OBJS:%.o=%.prj)
13348
13349 # Build the program
13350 prog: $(OBJS) ; \
13351   $(FC) -o $@ $(OBJS)
13352
13353 chekall: $(PRJS) ; \
13354   ftnchek $(CHEKFLAGS) $(PRJS)
13355
13356 prjs: $(PRJS)
13357
13358 # For Emacs M-x find-tag:
13359 TAGS: $(SRCS) ; \
13360   etags $(SRCS)
13361
13362 # Rebuild dependencies:
13363 depend: ; \
13364   sfmakedepend -I $(PLTLIBDIR) -I includes -a prj $(SRCS1)
13365 @end smallexample
13366
13367 @item
13368 Try your code out using other Fortran compilers, such as @code{f2c}.
13369 If it does not work on at least one other compiler (assuming the
13370 compiler supports the features the code needs), that is a strong
13371 indicator of a bug in the code.
13372
13373 However, even if your code works on many compilers @emph{except}
13374 @code{g77}, that does @emph{not} mean the bug is in @code{g77}.
13375 It might mean the bug is in your code, and that @code{g77} simply
13376 exposes it more readily than other compilers.
13377 @end itemize
13378
13379 @node Bug Lists
13380 @section Where to Report Bugs
13381 @cindex bug report mailing lists
13382 @kindex @value{email-bugs}
13383 Send bug reports for GNU Fortran to @email{@value{email-bugs}}.
13384
13385 Often people think of posting bug reports to a newsgroup instead of
13386 mailing them.
13387 This sometimes appears to work, but it has one problem which can be
13388 crucial: a newsgroup posting does not contain a mail path back to the
13389 sender.
13390 Thus, if maintainers need more information, they might be unable
13391 to reach you.  For this reason, you should always send bug reports by
13392 mail to the proper mailing list.
13393
13394 As a last resort, send bug reports on paper to:
13395
13396 @example
13397 GNU Compiler Bugs
13398 Free Software Foundation
13399 59 Temple Place - Suite 330
13400 Boston, MA 02111-1307, USA
13401 @end example
13402
13403 @node Bug Reporting
13404 @section How to Report Bugs
13405 @cindex compiler bugs, reporting
13406
13407 The fundamental principle of reporting bugs usefully is this:
13408 @strong{report all the facts}.
13409 If you are not sure whether to state a
13410 fact or leave it out, state it!
13411
13412 Often people omit facts because they think they know what causes the
13413 problem and they conclude that some details don't matter.
13414 Thus, you might
13415 assume that the name of the variable you use in an example does not matter.
13416 Well, probably it doesn't, but one cannot be sure.
13417 Perhaps the bug is a
13418 stray memory reference which happens to fetch from the location where that
13419 name is stored in memory; perhaps, if the name were different, the contents
13420 of that location would fool the compiler into doing the right thing despite
13421 the bug.
13422 Play it safe and give a specific, complete example.
13423 That is the
13424 easiest thing for you to do, and the most helpful.
13425
13426 Keep in mind that the purpose of a bug report is to enable someone to
13427 fix the bug if it is not known.
13428 It isn't very important what happens if
13429 the bug is already known.
13430 Therefore, always write your bug reports on
13431 the assumption that the bug is not known.
13432
13433 Sometimes people give a few sketchy facts and ask, ``Does this ring a
13434 bell?''
13435 This cannot help us fix a bug, so it is rarely helpful.
13436 We respond by asking for enough details to enable us to investigate.
13437 You might as well expedite matters by sending them to begin with.
13438 (Besides, there are enough bells ringing around here as it is.)
13439
13440 Try to make your bug report self-contained.
13441 If we have to ask you for
13442 more information, it is best if you include all the previous information
13443 in your response, as well as the information that was missing.
13444
13445 Please report each bug in a separate message.
13446 This makes it easier for
13447 us to track which bugs have been fixed and to forward your bugs reports
13448 to the appropriate maintainer.
13449
13450 Do not compress and encode any part of your bug report using programs
13451 such as @file{uuencode}.
13452 If you do so it will slow down the processing
13453 of your bug.
13454 If you must submit multiple large files, use @file{shar},
13455 which allows us to read your message without having to run any
13456 decompression programs.
13457
13458 (As a special exception for GNU Fortran bug-reporting, at least
13459 for now, if you are sending more than a few lines of code, if
13460 your program's source file format contains ``interesting'' things
13461 like trailing spaces or strange characters, or if you need to
13462 include binary data files, it is acceptable to put all the
13463 files together in a @code{tar} archive, and, whether you need to
13464 do that, it is acceptable to then compress the single file (@code{tar}
13465 archive or source file)
13466 using @code{gzip} and encode it via @code{uuencode}.
13467 Do not use any MIME stuff---the current maintainer can't decode this.
13468 Using @code{compress} instead of @code{gzip} is acceptable, assuming
13469 you have licensed the use of the patented algorithm in
13470 @code{compress} from Unisys.)
13471
13472 To enable someone to investigate the bug, you should include all these
13473 things:
13474
13475 @itemize @bullet
13476 @item
13477 The version of GNU Fortran.
13478 You can get this by running @code{g77} with the @samp{-v} option.
13479 (Ignore any error messages that might be displayed
13480 when the linker is run.)
13481
13482 Without this, we won't know whether there is any point in looking for
13483 the bug in the current version of GNU Fortran.
13484
13485 @item
13486 @cindex preprocessor
13487 @cindex cpp program
13488 @cindex programs, cpp
13489 @pindex cpp
13490 A complete input file that will reproduce the bug.
13491
13492 If your source file(s) require preprocessing
13493 (for example, their names have suffixes like
13494 @samp{.F}, @samp{.fpp}, @samp{.FPP}, and @samp{.r}),
13495 and the bug is in the compiler proper (@file{f771})
13496 or in a subsequent phase of processing,
13497 run your source file through the C preprocessor
13498 by doing @samp{g77 -E @var{sourcefile} > @var{newfile}}.
13499 Then, include the contents of @var{newfile} in the bug report.
13500 (When you do this, use the same preprocessor options---such as
13501 @samp{-I}, @samp{-D}, and @samp{-U}---that you used in actual
13502 compilation.)
13503
13504 A single statement is not enough of an example.
13505 In order to compile it,
13506 it must be embedded in a complete file of compiler input.
13507 The bug might depend on the details of how this is done.
13508
13509 Without a real example one can compile,
13510 all anyone can do about your bug report is wish you luck.
13511 It would be futile to try to guess how to provoke the bug.
13512 For example, bugs in register allocation and reloading
13513 can depend on every little detail of the source and include files
13514 that trigger them.
13515
13516 @item
13517 @cindex included files
13518 @cindex INCLUDE directive
13519 @cindex directive, INCLUDE
13520 @cindex #include directive
13521 @cindex directive, #include
13522 Note that you should include with your bug report any files
13523 included by the source file
13524 (via the @code{#include} or @code{INCLUDE} directive)
13525 that you send, and any files they include, and so on.
13526
13527 It is not necessary to replace
13528 the @code{#include} and @code{INCLUDE} directives
13529 with the actual files in the version of the source file that
13530 you send, but it might make submitting the bug report easier
13531 in the end.
13532 However, be sure to @emph{reproduce} the bug using the @emph{exact}
13533 version of the source material you submit, to avoid wild-goose
13534 chases.
13535
13536 @item
13537 The command arguments you gave GNU Fortran to compile that example
13538 and observe the bug.  For example, did you use @samp{-O}?  To guarantee
13539 you won't omit something important, list all the options.
13540
13541 If we were to try to guess the arguments, we would probably guess wrong
13542 and then we would not encounter the bug.
13543
13544 @item
13545 The type of machine you are using, and the operating system name and
13546 version number.
13547 (Much of this information is printed by @samp{g77 -v}---if you
13548 include that, send along any additional info you have that you
13549 don't see clearly represented in that output.)
13550
13551 @item
13552 The operands you gave to the @code{configure} command when you installed
13553 the compiler.
13554
13555 @item
13556 A complete list of any modifications you have made to the compiler
13557 source.  (We don't promise to investigate the bug unless it happens in
13558 an unmodified compiler.  But if you've made modifications and don't tell
13559 us, then you are sending us on a wild-goose chase.)
13560
13561 Be precise about these changes.  A description in English is not
13562 enough---send a context diff for them.
13563
13564 Adding files of your own (such as a machine description for a machine we
13565 don't support) is a modification of the compiler source.
13566
13567 @item
13568 Details of any other deviations from the standard procedure for installing
13569 GNU Fortran.
13570
13571 @item
13572 A description of what behavior you observe that you believe is
13573 incorrect.  For example, ``The compiler gets a fatal signal,'' or,
13574 ``The assembler instruction at line 208 in the output is incorrect.''
13575
13576 Of course, if the bug is that the compiler gets a fatal signal, then one
13577 can't miss it.  But if the bug is incorrect output, the maintainer might
13578 not notice unless it is glaringly wrong.  None of us has time to study
13579 all the assembler code from a 50-line Fortran program just on the chance that
13580 one instruction might be wrong.  We need @emph{you} to do this part!
13581
13582 Even if the problem you experience is a fatal signal, you should still
13583 say so explicitly.  Suppose something strange is going on, such as, your
13584 copy of the compiler is out of synch, or you have encountered a bug in
13585 the C library on your system.  (This has happened!)  Your copy might
13586 crash and the copy here would not.  If you @i{said} to expect a crash,
13587 then when the compiler here fails to crash, we would know that the bug
13588 was not happening.  If you don't say to expect a crash, then we would
13589 not know whether the bug was happening.  We would not be able to draw
13590 any conclusion from our observations.
13591
13592 If the problem is a diagnostic when building GNU Fortran with some other
13593 compiler, say whether it is a warning or an error.
13594
13595 Often the observed symptom is incorrect output when your program is run.
13596 Sad to say, this is not enough information unless the program is short
13597 and simple.  None of us has time to study a large program to figure out
13598 how it would work if compiled correctly, much less which line of it was
13599 compiled wrong.  So you will have to do that.  Tell us which source line
13600 it is, and what incorrect result happens when that line is executed.  A
13601 person who understands the program can find this as easily as finding a
13602 bug in the program itself.
13603
13604 @item
13605 If you send examples of assembler code output from GNU Fortran,
13606 please use @samp{-g} when you make them.  The debugging information
13607 includes source line numbers which are essential for correlating the
13608 output with the input.
13609
13610 @item
13611 If you wish to mention something in the GNU Fortran source, refer to it by
13612 context, not by line number.
13613
13614 The line numbers in the development sources don't match those in your
13615 sources.  Your line numbers would convey no convenient information to the
13616 maintainers.
13617
13618 @item
13619 Additional information from a debugger might enable someone to find a
13620 problem on a machine which he does not have available.  However, you
13621 need to think when you collect this information if you want it to have
13622 any chance of being useful.
13623
13624 @cindex backtrace for bug reports
13625 For example, many people send just a backtrace, but that is never
13626 useful by itself.  A simple backtrace with arguments conveys little
13627 about GNU Fortran because the compiler is largely data-driven; the same
13628 functions are called over and over for different RTL insns, doing
13629 different things depending on the details of the insn.
13630
13631 Most of the arguments listed in the backtrace are useless because they
13632 are pointers to RTL list structure.  The numeric values of the
13633 pointers, which the debugger prints in the backtrace, have no
13634 significance whatever; all that matters is the contents of the objects
13635 they point to (and most of the contents are other such pointers).
13636
13637 In addition, most compiler passes consist of one or more loops that
13638 scan the RTL insn sequence.  The most vital piece of information about
13639 such a loop---which insn it has reached---is usually in a local variable,
13640 not in an argument.
13641
13642 @findex debug_rtx
13643 What you need to provide in addition to a backtrace are the values of
13644 the local variables for several stack frames up.  When a local
13645 variable or an argument is an RTX, first print its value and then use
13646 the GDB command @code{pr} to print the RTL expression that it points
13647 to.  (If GDB doesn't run on your machine, use your debugger to call
13648 the function @code{debug_rtx} with the RTX as an argument.)  In
13649 general, whenever a variable is a pointer, its value is no use
13650 without the data it points to.
13651 @end itemize
13652
13653 Here are some things that are not necessary:
13654
13655 @itemize @bullet
13656 @item
13657 A description of the envelope of the bug.
13658
13659 Often people who encounter a bug spend a lot of time investigating
13660 which changes to the input file will make the bug go away and which
13661 changes will not affect it.
13662
13663 This is often time consuming and not very useful, because the way we
13664 will find the bug is by running a single example under the debugger with
13665 breakpoints, not by pure deduction from a series of examples.  You might
13666 as well save your time for something else.
13667
13668 Of course, if you can find a simpler example to report @emph{instead} of
13669 the original one, that is a convenience.  Errors in the output will be
13670 easier to spot, running under the debugger will take less time, etc.
13671 Most GNU Fortran bugs involve just one function, so the most straightforward
13672 way to simplify an example is to delete all the function definitions
13673 except the one where the bug occurs.  Those earlier in the file may be
13674 replaced by external declarations if the crucial function depends on
13675 them.  (Exception: inline functions might affect compilation of functions
13676 defined later in the file.)
13677
13678 However, simplification is not vital; if you don't want to do this,
13679 report the bug anyway and send the entire test case you used.
13680
13681 @item
13682 In particular, some people insert conditionals @samp{#ifdef BUG} around
13683 a statement which, if removed, makes the bug not happen.  These are just
13684 clutter; we won't pay any attention to them anyway.  Besides, you should
13685 send us preprocessor output, and that can't have conditionals.
13686
13687 @item
13688 A patch for the bug.
13689
13690 A patch for the bug is useful if it is a good one.  But don't omit the
13691 necessary information, such as the test case, on the assumption that a
13692 patch is all we need.  We might see problems with your patch and decide
13693 to fix the problem another way, or we might not understand it at all.
13694
13695 Sometimes with a program as complicated as GNU Fortran it is very hard to
13696 construct an example that will make the program follow a certain path
13697 through the code.  If you don't send the example, we won't be able to
13698 construct one, so we won't be able to verify that the bug is fixed.
13699
13700 And if we can't understand what bug you are trying to fix, or why your
13701 patch should be an improvement, we won't install it.  A test case will
13702 help us to understand.
13703
13704 @xref{Sending Patches}, for guidelines on how to make it easy for us to
13705 understand and install your patches.
13706
13707 @item
13708 A guess about what the bug is or what it depends on.
13709
13710 Such guesses are usually wrong.  Even the maintainer can't guess right
13711 about such things without first using the debugger to find the facts.
13712
13713 @item
13714 A core dump file.
13715
13716 We have no way of examining a core dump for your type of machine
13717 unless we have an identical system---and if we do have one,
13718 we should be able to reproduce the crash ourselves.
13719 @end itemize
13720
13721 @node Sending Patches
13722 @section Sending Patches for GNU Fortran
13723
13724 If you would like to write bug fixes or improvements for the GNU Fortran
13725 compiler, that is very helpful.
13726 Send suggested fixes to the bug report
13727 mailing list, @email{@value{email-bugs}}.
13728
13729 Please follow these guidelines so we can study your patches efficiently.
13730 If you don't follow these guidelines, your information might still be
13731 useful, but using it will take extra work.  Maintaining GNU Fortran is a lot
13732 of work in the best of circumstances, and we can't keep up unless you do
13733 your best to help.
13734
13735 @itemize @bullet
13736 @item
13737 Send an explanation with your changes of what problem they fix or what
13738 improvement they bring about.  For a bug fix, just include a copy of the
13739 bug report, and explain why the change fixes the bug.
13740
13741 (Referring to a bug report is not as good as including it, because then
13742 we will have to look it up, and we have probably already deleted it if
13743 we've already fixed the bug.)
13744
13745 @item
13746 Always include a proper bug report for the problem you think you have
13747 fixed.  We need to convince ourselves that the change is right before
13748 installing it.  Even if it is right, we might have trouble judging it if
13749 we don't have a way to reproduce the problem.
13750
13751 @item
13752 Include all the comments that are appropriate to help people reading the
13753 source in the future understand why this change was needed.
13754
13755 @item
13756 Don't mix together changes made for different reasons.
13757 Send them @emph{individually}.
13758
13759 If you make two changes for separate reasons, then we might not want to
13760 install them both.  We might want to install just one.  If you send them
13761 all jumbled together in a single set of diffs, we have to do extra work
13762 to disentangle them---to figure out which parts of the change serve
13763 which purpose.  If we don't have time for this, we might have to ignore
13764 your changes entirely.
13765
13766 If you send each change as soon as you have written it, with its own
13767 explanation, then the two changes never get tangled up, and we can
13768 consider each one properly without any extra work to disentangle them.
13769
13770 Ideally, each change you send should be impossible to subdivide into
13771 parts that we might want to consider separately, because each of its
13772 parts gets its motivation from the other parts.
13773
13774 @item
13775 Send each change as soon as that change is finished.  Sometimes people
13776 think they are helping us by accumulating many changes to send them all
13777 together.  As explained above, this is absolutely the worst thing you
13778 could do.
13779
13780 Since you should send each change separately, you might as well send it
13781 right away.  That gives us the option of installing it immediately if it
13782 is important.
13783
13784 @item
13785 Use @samp{diff -c} to make your diffs.  Diffs without context are hard
13786 for us to install reliably.  More than that, they make it hard for us to
13787 study the diffs to decide whether we want to install them.  Unidiff
13788 format is better than contextless diffs, but not as easy to read as
13789 @samp{-c} format.
13790
13791 If you have GNU @code{diff}, use @samp{diff -cp}, which shows the name of the
13792 function that each change occurs in.
13793 (The maintainer of GNU Fortran currently uses @samp{diff -rcp2N}.)
13794
13795 @item
13796 Write the change log entries for your changes.  We get lots of changes,
13797 and we don't have time to do all the change log writing ourselves.
13798
13799 Read the @file{ChangeLog} file to see what sorts of information to put
13800 in, and to learn the style that we use.  The purpose of the change log
13801 is to show people where to find what was changed.  So you need to be
13802 specific about what functions you changed; in large functions, it's
13803 often helpful to indicate where within the function the change was.
13804
13805 On the other hand, once you have shown people where to find the change,
13806 you need not explain its purpose.  Thus, if you add a new function, all
13807 you need to say about it is that it is new.  If you feel that the
13808 purpose needs explaining, it probably does---but the explanation will be
13809 much more useful if you put it in comments in the code.
13810
13811 If you would like your name to appear in the header line for who made
13812 the change, send us the header line.
13813
13814 @item
13815 When you write the fix, keep in mind that we can't install a change that
13816 would break other systems.
13817
13818 People often suggest fixing a problem by changing machine-independent
13819 files such as @file{toplev.c} to do something special that a particular
13820 system needs.  Sometimes it is totally obvious that such changes would
13821 break GNU Fortran for almost all users.  We can't possibly make a change like
13822 that.  At best it might tell us how to write another patch that would
13823 solve the problem acceptably.
13824
13825 Sometimes people send fixes that @emph{might} be an improvement in
13826 general---but it is hard to be sure of this.  It's hard to install
13827 such changes because we have to study them very carefully.  Of course,
13828 a good explanation of the reasoning by which you concluded the change
13829 was correct can help convince us.
13830
13831 The safest changes are changes to the configuration files for a
13832 particular machine.  These are safe because they can't create new bugs
13833 on other machines.
13834
13835 Please help us keep up with the workload by designing the patch in a
13836 form that is good to install.
13837 @end itemize
13838
13839 @node Service
13840 @chapter How To Get Help with GNU Fortran
13841
13842 If you need help installing, using or changing GNU Fortran, there are two
13843 ways to find it:
13844
13845 @itemize @bullet
13846 @item
13847 Look in the service directory for someone who might help you for a fee.
13848 The service directory is found in the file named @file{SERVICE} in the
13849 GNU CC distribution.
13850
13851 @item
13852 Send a message to @email{@value{email-general}}.
13853 @end itemize
13854
13855 @end ifset
13856 @ifset INTERNALS
13857 @node Adding Options
13858 @chapter Adding Options
13859 @cindex options, adding
13860 @cindex adding options
13861
13862 To add a new command-line option to @code{g77}, first decide
13863 what kind of option you wish to add.
13864 Search the @code{g77} and @code{gcc} documentation for one
13865 or more options that is most closely like the one you want to add
13866 (in terms of what kind of effect it has, and so on) to
13867 help clarify its nature.
13868
13869 @itemize @bullet
13870 @item
13871 @emph{Fortran options} are options that apply only
13872 when compiling Fortran programs.
13873 They are accepted by @code{g77} and @code{gcc}, but
13874 they apply only when compiling Fortran programs.
13875
13876 @item
13877 @emph{Compiler options} are options that apply
13878 when compiling most any kind of program.
13879 @end itemize
13880
13881 @emph{Fortran options} are listed in the file
13882 @file{@value{path-g77}/lang-options.h},
13883 which is used during the build of @code{gcc} to
13884 build a list of all options that are accepted by
13885 at least one language's compiler.
13886 This list goes into the @code{lang_options} array
13887 in @file{gcc/toplev.c}, which uses this array to
13888 determine whether a particular option should be
13889 offered to the linked-in front end for processing
13890 by calling @code{lang_option_decode}, which, for
13891 @code{g77}, is in @file{@value{path-g77}/com.c} and just
13892 calls @code{ffe_decode_option}.
13893
13894 If the linked-in front end ``rejects'' a
13895 particular option passed to it, @file{toplev.c}
13896 just ignores the option, because @emph{some}
13897 language's compiler is willing to accept it.
13898
13899 This allows commands like @samp{gcc -fno-asm foo.c bar.f}
13900 to work, even though Fortran compilation does
13901 not currently support the @samp{-fno-asm} option;
13902 even though the @code{f771} version of @code{lang_decode_option}
13903 rejects @samp{-fno-asm}, @file{toplev.c} doesn't
13904 produce a diagnostic because some other language (C)
13905 does accept it.
13906
13907 This also means that commands like
13908 @samp{g77 -fno-asm foo.f} yield no diagnostics,
13909 despite the fact that no phase of the command was
13910 able to recognize and process @samp{-fno-asm}---perhaps
13911 a warning about this would be helpful if it were
13912 possible.
13913
13914 Code that processes Fortran options is found in
13915 @file{@value{path-g77}/top.c}, function @code{ffe_decode_option}.
13916 This code needs to check positive and negative forms
13917 of each option.
13918
13919 The defaults for Fortran options are set in their
13920 global definitions, also found in @file{@value{path-g77}/top.c}.
13921 Many of these defaults are actually macros defined
13922 in @file{@value{path-g77}/target.h}, since they might be
13923 machine-specific.
13924 However, since, in practice, GNU compilers
13925 should behave the same way on all configurations
13926 (especially when it comes to language constructs),
13927 the practice of setting defaults in @file{target.h}
13928 is likely to be deprecated and, ultimately, stopped
13929 in future versions of @code{g77}.
13930
13931 Accessor macros for Fortran options, used by code
13932 in the @code{g77} FFE, are defined in @file{@value{path-g77}/top.h}.
13933
13934 @emph{Compiler options} are listed in @file{gcc/toplev.c}
13935 in the array @code{f_options}.
13936 An option not listed in @code{lang_options} is
13937 looked up in @code{f_options} and handled from there.
13938
13939 The defaults for compiler options are set in the
13940 global definitions for the corresponding variables,
13941 some of which are in @file{gcc/toplev.c}.
13942
13943 You can set different defaults for @emph{Fortran-oriented}
13944 or @emph{Fortran-reticent} compiler options by changing
13945 the source code of @code{g77} and rebuilding.
13946 How to do this depends on the version of @code{g77}:
13947
13948 @table @code
13949 @item G77 0.5.24 (EGCS 1.1)
13950 @itemx G77 0.5.25 (EGCS 1.2 - which became GCC 2.95)
13951 Change the @code{lang_init_options} routine in @file{gcc/gcc/f/com.c}.
13952
13953 (Note that these versions of @code{g77}
13954 perform internal consistency checking automatically
13955 when the @samp{-fversion} option is specified.)
13956
13957 @item G77 0.5.23
13958 @itemx G77 0.5.24 (EGCS 1.0)
13959 Change the way @code{f771} handles the @samp{-fset-g77-defaults}
13960 option, which is always provided as the first option when
13961 called by @code{g77} or @code{gcc}.
13962
13963 This code is in @code{ffe_decode_options} in @file{@value{path-g77}/top.c}.
13964 Have it change just the variables that you want to default
13965 to a different setting for Fortran compiles compared to
13966 compiles of other languages.
13967
13968 The @samp{-fset-g77-defaults} option is passed to @code{f771}
13969 automatically because of the specification information
13970 kept in @file{@value{path-g77}/lang-specs.h}.
13971 This file tells the @code{gcc} command how to recognize,
13972 in this case, Fortran source files (those to be preprocessed,
13973 and those that are not), and further, how to invoke the
13974 appropriate programs (including @code{f771}) to process
13975 those source files.
13976
13977 It is in @file{@value{path-g77}/lang-specs.h} that @samp{-fset-g77-defaults},
13978 @samp{-fversion}, and other options are passed, as appropriate,
13979 even when the user has not explicitly specified them.
13980 Other ``internal'' options such as @samp{-quiet} also
13981 are passed via this mechanism.
13982 @end table
13983
13984 @node Projects
13985 @chapter Projects
13986 @cindex projects
13987
13988 If you want to contribute to @code{g77} by doing research,
13989 design, specification, documentation, coding, or testing,
13990 the following information should give you some ideas.
13991 More relevant information might be available from
13992 @uref{ftp://alpha.gnu.org/gnu/g77/projects/}.
13993
13994 @menu
13995 * Efficiency::               Make @code{g77} itself compile code faster.
13996 * Better Optimization::      Teach @code{g77} to generate faster code.
13997 * Simplify Porting::         Make @code{g77} easier to configure, build,
13998                              and install.
13999 * More Extensions::          Features many users won't know to ask for.
14000 * Machine Model::            @code{g77} should better leverage @code{gcc}.
14001 * Internals Documentation::  Make maintenance easier.
14002 * Internals Improvements::   Make internals more robust.
14003 * Better Diagnostics::       Make using @code{g77} on new code easier.
14004 @end menu
14005
14006 @node Efficiency
14007 @section Improve Efficiency
14008 @cindex efficiency
14009
14010 Don't bother doing any performance analysis until most of the
14011 following items are taken care of, because there's no question
14012 they represent serious space/time problems, although some of
14013 them show up only given certain kinds of (popular) input.
14014
14015 @itemize @bullet
14016 @item
14017 Improve @code{malloc} package and its uses to specify more info about
14018 memory pools and, where feasible, use obstacks to implement them.
14019
14020 @item
14021 Skip over uninitialized portions of aggregate areas (arrays,
14022 @code{COMMON} areas, @code{EQUIVALENCE} areas) so zeros need not be output.
14023 This would reduce memory usage for large initialized aggregate
14024 areas, even ones with only one initialized element.
14025
14026 As of version 0.5.18, a portion of this item has already been
14027 accomplished.
14028
14029 @item
14030 Prescan the statement (in @file{sta.c}) so that the nature of the statement
14031 is determined as much as possible by looking entirely at its form,
14032 and not looking at any context (previous statements, including types
14033 of symbols).
14034 This would allow ripping out of the statement-confirmation,
14035 symbol retraction/confirmation, and diagnostic inhibition
14036 mechanisms.
14037 Plus, it would result in much-improved diagnostics.
14038 For example, @samp{CALL some-intrinsic(@dots{})}, where the intrinsic
14039 is not a subroutine intrinsic, would result actual error instead of the
14040 unimplemented-statement catch-all.
14041
14042 @item
14043 Throughout @code{g77}, don't pass line/column pairs where
14044 a simple @code{ffewhere} type, which points to the error as much as is
14045 desired by the configuration, will do, and don't pass @code{ffelexToken} types
14046 where a simple @code{ffewhere} type will do.
14047 Then, allow new default
14048 configuration of @code{ffewhere} such that the source line text is not
14049 preserved, and leave it to things like Emacs' next-error function
14050 to point to them (now that @samp{next-error} supports column,
14051 or, perhaps, character-offset, numbers).
14052 The change in calling sequences should improve performance somewhat,
14053 as should not having to save source lines.
14054 (Whether this whole
14055 item will improve performance is questionable, but it should
14056 improve maintainability.)
14057
14058 @item
14059 Handle @samp{DATA (A(I),I=1,1000000)/1000000*2/} more efficiently, especially
14060 as regards the assembly output.
14061 Some of this might require improving
14062 the back end, but lots of improvement in space/time required in @code{g77}
14063 itself can be fairly easily obtained without touching the back end.
14064 Maybe type-conversion, where necessary, can be speeded up as well in
14065 cases like the one shown (converting the @samp{2} into @samp{2.}).
14066
14067 @item
14068 If analysis shows it to be worthwhile, optimize @file{lex.c}.
14069
14070 @item
14071 Consider redesigning @file{lex.c} to not need any feedback
14072 during tokenization, by keeping track of enough parse state on its
14073 own.
14074 @end itemize
14075
14076 @node Better Optimization
14077 @section Better Optimization
14078 @cindex optimization, better
14079 @cindex code generation, improving
14080
14081 Much of this work should be put off until after @code{g77} has
14082 all the features necessary for its widespread acceptance as a
14083 useful F77 compiler.
14084 However, perhaps this work can be done in parallel during
14085 the feature-adding work.
14086
14087 @itemize @bullet
14088 @item
14089 Do the equivalent of the trick of putting @samp{extern inline} in front
14090 of every function definition in @code{libg2c} and #include'ing the resulting
14091 file in @code{f2c}+@code{gcc}---that is, inline all run-time-library functions
14092 that are at all worth inlining.
14093 (Some of this has already been done, such as for integral exponentiation.)
14094
14095 @item
14096 When doing @samp{CHAR_VAR = CHAR_FUNC(@dots{})},
14097 and it's clear that types line up
14098 and @samp{CHAR_VAR} is addressable or not a @code{VAR_DECL},
14099 make @samp{CHAR_VAR}, not a
14100 temporary, be the receiver for @samp{CHAR_FUNC}.
14101 (This is now done for @code{COMPLEX} variables.)
14102
14103 @item
14104 Design and implement Fortran-specific optimizations that don't
14105 really belong in the back end, or where the front end needs to
14106 give the back end more info than it currently does.
14107
14108 @item
14109 Design and implement a new run-time library interface, with the
14110 code going into @code{libgcc} so no special linking is required to
14111 link Fortran programs using standard language features.
14112 This library
14113 would speed up lots of things, from I/O (using precompiled formats,
14114 doing just one, or, at most, very few, calls for arrays or array sections,
14115 and so on) to general computing (array/section implementations of
14116 various intrinsics, implementation of commonly performed loops that
14117 aren't likely to be optimally compiled otherwise, etc.).
14118
14119 Among the important things the library would do are:
14120
14121 @itemize @bullet
14122 @item
14123 Be a one-stop-shop-type
14124 library, hence shareable and usable by all, in that what are now
14125 library-build-time options in @code{libg2c} would be moved at least to the
14126 @code{g77} compile phase, if not to finer grains (such as choosing how
14127 list-directed I/O formatting is done by default at @code{OPEN} time, for
14128 preconnected units via options or even statements in the main program
14129 unit, maybe even on a per-I/O basis with appropriate pragma-like
14130 devices).
14131 @end itemize
14132
14133 @item
14134 Probably requiring the new library design, change interface to
14135 normally have @code{COMPLEX} functions return their values in the way
14136 @code{gcc} would if they were declared @code{__complex__ float},
14137 rather than using
14138 the mechanism currently used by @code{CHARACTER} functions (whereby the
14139 functions are compiled as returning void and their first arg is
14140 a pointer to where to store the result).
14141 (Don't append underscores to
14142 external names for @code{COMPLEX} functions in some cases once @code{g77} uses
14143 @code{gcc} rather than @code{f2c} calling conventions.)
14144
14145 @item
14146 Do something useful with @code{doiter} references where possible.
14147 For example, @samp{CALL FOO(I)} cannot modify @samp{I} if within
14148 a @code{DO} loop that uses @samp{I} as the
14149 iteration variable, and the back end might find that info useful
14150 in determining whether it needs to read @samp{I} back into a register after
14151 the call.
14152 (It normally has to do that, unless it knows @samp{FOO} never
14153 modifies its passed-by-reference argument, which is rarely the case
14154 for Fortran-77 code.)
14155 @end itemize
14156
14157 @node Simplify Porting
14158 @section Simplify Porting
14159 @cindex porting, simplify
14160 @cindex simplify porting
14161
14162 Making @code{g77} easier to configure, port, build, and install, either
14163 as a single-system compiler or as a cross-compiler, would be
14164 very useful.
14165
14166 @itemize @bullet
14167 @item
14168 A new library (replacing @code{libg2c}) should improve portability as well as
14169 produce more optimal code.
14170 Further, @code{g77} and the new library should
14171 conspire to simplify naming of externals, such as by removing unnecessarily
14172 added underscores, and to reduce/eliminate the possibility of naming
14173 conflicts, while making debugger more straightforward.
14174
14175 Also, it should
14176 make multi-language applications more feasible, such as by providing
14177 Fortran intrinsics that get Fortran unit numbers given C @code{FILE *}
14178 descriptors.
14179
14180 @item
14181 Possibly related to a new library, @code{g77} should produce the equivalent
14182 of a @code{gcc} @samp{main(argc, argv)} function when it compiles a
14183 main program unit, instead of compiling something that must be
14184 called by a library
14185 implementation of @code{main()}.
14186
14187 This would do many useful things such as
14188 provide more flexibility in terms of setting up exception handling,
14189 not requiring programmers to start their debugging sessions with
14190 @kbd{breakpoint MAIN__} followed by @kbd{run}, and so on.
14191
14192 @item
14193 The GBE needs to understand the difference between alignment
14194 requirements and desires.
14195 For example, on Intel x86 machines, @code{g77} currently imposes
14196 overly strict alignment requirements, due to the back end, but it
14197 would be useful for Fortran and C programmers to be able to override
14198 these @emph{recommendations} as long as they don't violate the actual
14199 processor @emph{requirements}.
14200 @end itemize
14201
14202 @node More Extensions
14203 @section More Extensions
14204 @cindex extensions, more
14205
14206 These extensions are not the sort of things users ask for ``by name'',
14207 but they might improve the usability of @code{g77}, and Fortran in
14208 general, in the long run.
14209 Some of these items really pertain to improving @code{g77} internals
14210 so that some popular extensions can be more easily supported.
14211
14212 @itemize @bullet
14213 @item
14214 Look through all the documentation on the GNU Fortran language,
14215 dialects, compiler, missing features, bugs, and so on.
14216 Many mentions of incomplete or missing features are
14217 sprinkled throughout.
14218 It is not worth repeating them here.
14219
14220 @item
14221 Consider adding a @code{NUMERIC} type to designate typeless numeric constants,
14222 named and unnamed.
14223 The idea is to provide a forward-looking, effective
14224 replacement for things like the old-style @code{PARAMETER} statement
14225 when people
14226 really need typelessness in a maintainable, portable, clearly documented
14227 way.
14228 Maybe @code{TYPELESS} would include @code{CHARACTER}, @code{POINTER},
14229 and whatever else might come along.
14230 (This is not really a call for polymorphism per se, just
14231 an ability to express limited, syntactic polymorphism.)
14232
14233 @item
14234 Support @samp{OPEN(@dots{},KEY=(@dots{}),@dots{})}.
14235
14236 @item
14237 Support arbitrary file unit numbers, instead of limiting them
14238 to 0 through @samp{MXUNIT-1}.
14239 (This is a @code{libg2c} issue.)
14240
14241 @item
14242 @samp{OPEN(NOSPANBLOCKS,@dots{})} is treated as
14243 @samp{OPEN(UNIT=NOSPANBLOCKS,@dots{})}, so a
14244 later @code{UNIT=} in the first example is invalid.
14245 Make sure this is what users of this feature would expect.
14246
14247 @item
14248 Currently @code{g77} disallows @samp{READ(1'10)} since
14249 it is an obnoxious syntax, but
14250 supporting it might be pretty easy if needed.
14251 More details are needed, such
14252 as whether general expressions separated by an apostrophe are supported,
14253 or maybe the record number can be a general expression, and so on.
14254
14255 @item
14256 Support @code{STRUCTURE}, @code{UNION}, @code{MAP}, and @code{RECORD}
14257 fully.
14258 Currently there is no support at all
14259 for @code{%FILL} in @code{STRUCTURE} and related syntax,
14260 whereas the rest of the
14261 stuff has at least some parsing support.
14262 This requires either major
14263 changes to @code{libg2c} or its replacement.
14264
14265 @item
14266 F90 and @code{g77} probably disagree about label scoping relative to
14267 @code{INTERFACE} and @code{END INTERFACE}, and their contained
14268 procedure interface bodies (blocks?).
14269
14270 @item
14271 @code{ENTRY} doesn't support F90 @code{RESULT()} yet,
14272 since that was added after S8.112.
14273
14274 @item
14275 Empty-statement handling (10 ;;CONTINUE;;) probably isn't consistent
14276 with the final form of the standard (it was vague at S8.112).
14277
14278 @item
14279 It seems to be an ``open'' question whether a file, immediately after being
14280 @code{OPEN}ed,is positioned at the beginning, the end, or wherever---it
14281 might be nice to offer an option of opening to ``undefined'' status, requiring
14282 an explicit absolute-positioning operation to be performed before any
14283 other (besides @code{CLOSE}) to assist in making applications port to systems
14284 (some IBM?) that @code{OPEN} to the end of a file or some such thing.
14285 @end itemize
14286
14287 @node Machine Model
14288 @section Machine Model
14289
14290 This items pertain to generalizing @code{g77}'s view of
14291 the machine model to more fully accept whatever the GBE
14292 provides it via its configuration.
14293
14294 @itemize @bullet
14295 @item
14296 Switch to using @code{REAL_VALUE_TYPE} to represent floating-point constants
14297 exclusively so the target float format need not be required.
14298 This
14299 means changing the way @code{g77} handles initialization of aggregate areas
14300 having more than one type, such as @code{REAL} and @code{INTEGER},
14301 because currently
14302 it initializes them as if they were arrays of @code{char} and uses the
14303 bit patterns of the constants of the various types in them to determine
14304 what to stuff in elements of the arrays.
14305
14306 @item
14307 Rely more and more on back-end info and capabilities, especially in the
14308 area of constants (where having the @code{g77} front-end's IL just store
14309 the appropriate tree nodes containing constants might be best).
14310
14311 @item
14312 Suite of C and Fortran programs that a user/administrator can run on a
14313 machine to help determine the configuration for @code{g77} before building
14314 and help determine if the compiler works (especially with whatever
14315 libraries are installed) after building.
14316 @end itemize
14317
14318 @node Internals Documentation
14319 @section Internals Documentation
14320
14321 Better info on how @code{g77} works and how to port it is needed.
14322 Much of this should be done only after the redesign planned for
14323 0.6 is complete.
14324
14325 @xref{Front End}, which contains some information
14326 on @code{g77} internals.
14327
14328 @node Internals Improvements
14329 @section Internals Improvements
14330
14331 Some more items that would make @code{g77} more reliable
14332 and easier to maintain:
14333
14334 @itemize @bullet
14335 @item
14336 Generally make expression handling focus
14337 more on critical syntax stuff, leaving semantics to callers.
14338 For example,
14339 anything a caller can check, semantically, let it do so, rather
14340 than having @file{expr.c} do it.
14341 (Exceptions might include things like
14342 diagnosing @samp{FOO(I--K:)=BAR} where @samp{FOO} is a @code{PARAMETER}---if
14343 it seems
14344 important to preserve the left-to-right-in-source order of production
14345 of diagnostics.)
14346
14347 @item
14348 Come up with better naming conventions for @samp{-D} to establish requirements
14349 to achieve desired implementation dialect via @file{proj.h}.
14350
14351 @item
14352 Clean up used tokens and @code{ffewhere}s in @code{ffeglobal_terminate_1}.
14353
14354 @item
14355 Replace @file{sta.c} @code{outpooldisp} mechanism with @code{malloc_pool_use}.
14356
14357 @item
14358 Check for @code{opANY} in more places in @file{com.c}, @file{std.c},
14359 and @file{ste.c}, and get rid of the @samp{opCONVERT(opANY)} kludge
14360 (after determining if there is indeed no real need for it).
14361
14362 @item
14363 Utility to read and check @file{bad.def} messages and their references in the
14364 code, to make sure calls are consistent with message templates.
14365
14366 @item
14367 Search and fix @samp{&ffe@dots{}} and similar so that
14368 @samp{ffe@dots{}ptr@dots{}} macros are
14369 available instead (a good argument for wishing this could have written all
14370 this stuff in C++, perhaps).
14371 On the other hand, it's questionable whether this sort of
14372 improvement is really necessary, given the availability of
14373 tools such as Emacs and Perl, which make finding any
14374 address-taking of structure members easy enough?
14375
14376 @item
14377 Some modules truly export the member names of their structures (and the
14378 structures themselves), maybe fix this, and fix other modules that just
14379 appear to as well (by appending @samp{_}, though it'd be ugly and probably
14380 not worth the time).
14381
14382 @item
14383 Implement C macros @samp{RETURNS(value)} and @samp{SETS(something,value)}
14384 in @file{proj.h}
14385 and use them throughout @code{g77} source code (especially in the definitions
14386 of access macros in @samp{.h} files) so they can be tailored
14387 to catch code writing into a @samp{RETURNS()} or reading from a @samp{SETS()}.
14388
14389 @item
14390 Decorate throughout with @code{const} and other such stuff.
14391
14392 @item
14393 All F90 notational derivations in the source code are still based
14394 on the S8.112 version of the draft standard.
14395 Probably should update
14396 to the official standard, or put documentation of the rules as used
14397 in the code@dots{}uh@dots{}in the code.
14398
14399 @item
14400 Some @code{ffebld_new} calls (those outside of @file{ffeexpr.c} or
14401 inside but invoked via paths not involving @code{ffeexpr_lhs} or
14402 @code{ffeexpr_rhs}) might be creating things
14403 in improper pools, leading to such things staying around too long or
14404 (doubtful, but possible and dangerous) not long enough.
14405
14406 @item
14407 Some @code{ffebld_list_new} (or whatever) calls might not be matched by
14408 @code{ffebld_list_bottom} (or whatever) calls, which might someday matter.
14409 (It definitely is not a problem just yet.)
14410
14411 @item
14412 Probably not doing clean things when we fail to @code{EQUIVALENCE} something
14413 due to alignment/mismatch or other problems---they end up without
14414 @code{ffestorag} objects, so maybe the backend (and other parts of the front
14415 end) can notice that and handle like an @code{opANY} (do what it wants, just
14416 don't complain or crash).
14417 Most of this seems to have been addressed
14418 by now, but a code review wouldn't hurt.
14419 @end itemize
14420
14421 @node Better Diagnostics
14422 @section Better Diagnostics
14423
14424 These are things users might not ask about, or that need to
14425 be looked into, before worrying about.
14426 Also here are items that involve reducing unnecessary diagnostic
14427 clutter.
14428
14429 @itemize @bullet
14430 @item
14431 When @code{FUNCTION} and @code{ENTRY} point types disagree (@code{CHARACTER}
14432 lengths, type classes, and so on),
14433 @code{ANY}-ize the offending @code{ENTRY} point and any @emph{new} dummies
14434 it specifies.
14435
14436 @item
14437 Speed up and improve error handling for data when repeat-count is
14438 specified.
14439 For example, don't output 20 unnecessary messages after the
14440 first necessary one for:
14441
14442 @smallexample
14443 INTEGER X(20)
14444 CONTINUE
14445 DATA (X(I), J= 1, 20) /20*5/
14446 END
14447 @end smallexample
14448
14449 @noindent
14450 (The @code{CONTINUE} statement ensures the @code{DATA} statement
14451 is processed in the context of executable, not specification,
14452 statements.)
14453 @end itemize
14454
14455 @include ffe.texi
14456
14457 @end ifset
14458
14459 @ifset USING
14460 @node Diagnostics
14461 @chapter Diagnostics
14462 @cindex diagnostics
14463
14464 Some diagnostics produced by @code{g77} require sufficient explanation
14465 that the explanations are given below, and the diagnostics themselves
14466 identify the appropriate explanation.
14467
14468 Identification uses the GNU Info format---specifically, the @code{info}
14469 command that displays the explanation is given within square
14470 brackets in the diagnostic.
14471 For example:
14472
14473 @smallexample
14474 foo.f:5: Invalid statement [info -f g77 M FOOEY]
14475 @end smallexample
14476
14477 More details about the above diagnostic is found in the @code{g77} Info
14478 documentation, menu item @samp{M}, submenu item @samp{FOOEY},
14479 which is displayed by typing the UNIX command
14480 @samp{info -f g77 M FOOEY}.
14481
14482 Other Info readers, such as EMACS, may be just as easily used to display
14483 the pertinent node.
14484 In the above example, @samp{g77} is the Info document name,
14485 @samp{M} is the top-level menu item to select,
14486 and, in that node (named @samp{Diagnostics}, the name of
14487 this chapter, which is the very text you're reading now),
14488 @samp{FOOEY} is the menu item to select.
14489
14490 @iftex
14491 In this printed version of the @code{g77} manual, the above example
14492 points to a section, below, entitled @samp{FOOEY}---though, of course,
14493 as the above is just a sample, no such section exists.
14494 @end iftex
14495
14496 @menu
14497 * CMPAMBIG::    Ambiguous use of intrinsic.
14498 * EXPIMP::      Intrinsic used explicitly and implicitly.
14499 * INTGLOB::     Intrinsic also used as name of global.
14500 * LEX::         Various lexer messages
14501 * GLOBALS::     Disagreements about globals.
14502 * LINKFAIL::    When linking @code{f771} fails.
14503 * Y2KBAD::      Use of non-Y2K-compliant intrinsic.
14504 @end menu
14505
14506 @node CMPAMBIG
14507 @section @code{CMPAMBIG}
14508
14509 @noindent
14510 @smallexample
14511 Ambiguous use of intrinsic @var{intrinsic} @dots{}
14512 @end smallexample
14513
14514 The type of the argument to the invocation of the @var{intrinsic}
14515 intrinsic is a @code{COMPLEX} type other than @code{COMPLEX(KIND=1)}.
14516 Typically, it is @code{COMPLEX(KIND=2)}, also known as
14517 @code{DOUBLE COMPLEX}.
14518
14519 The interpretation of this invocation depends on the particular
14520 dialect of Fortran for which the code was written.
14521 Some dialects convert the real part of the argument to
14522 @code{REAL(KIND=1)}, thus losing precision; other dialects,
14523 and Fortran 90, do no such conversion.
14524
14525 So, GNU Fortran rejects such invocations except under certain
14526 circumstances, to avoid making an incorrect assumption that results
14527 in generating the wrong code.
14528
14529 To determine the dialect of the program unit, perhaps even whether
14530 that particular invocation is properly coded, determine how the
14531 result of the intrinsic is used.
14532
14533 The result of @var{intrinsic} is expected (by the original programmer)
14534 to be @code{REAL(KIND=1)} (the non-Fortran-90 interpretation) if:
14535
14536 @itemize @bullet
14537 @item
14538 It is passed as an argument to a procedure that explicitly or
14539 implicitly declares that argument @code{REAL(KIND=1)}.
14540
14541 For example,
14542 a procedure with no @code{DOUBLE PRECISION} or @code{IMPLICIT DOUBLE PRECISION}
14543 statement specifying the dummy argument corresponding to an
14544 actual argument of @samp{REAL(Z)}, where @samp{Z} is declared
14545 @code{DOUBLE COMPLEX}, strongly suggests that the programmer
14546 expected @samp{REAL(Z)} to return @code{REAL(KIND=1)} instead
14547 of @code{REAL(KIND=2)}.
14548
14549 @item
14550 It is used in a context that would otherwise not include
14551 any @code{REAL(KIND=2)} but where treating the @var{intrinsic}
14552 invocation as @code{REAL(KIND=2)} would result in unnecessary
14553 promotions and (typically) more expensive operations on the
14554 wider type.
14555
14556 For example:
14557
14558 @smallexample
14559 DOUBLE COMPLEX Z
14560 @dots{}
14561 R(1) = T * REAL(Z)
14562 @end smallexample
14563
14564 The above example suggests the programmer expected the real part
14565 of @samp{Z} to be converted to @code{REAL(KIND=1)} before being
14566 multiplied by @samp{T} (presumed, along with @samp{R} above, to
14567 be type @code{REAL(KIND=1)}).
14568
14569 Otherwise, the conversion would have to be delayed until after
14570 the multiplication, requiring not only an extra conversion
14571 (of @samp{T} to @code{REAL(KIND=2)}), but a (typically) more
14572 expensive multiplication (a double-precision multiplication instead
14573 of a single-precision one).
14574 @end itemize
14575
14576 The result of @var{intrinsic} is expected (by the original programmer)
14577 to be @code{REAL(KIND=2)} (the Fortran 90 interpretation) if:
14578
14579 @itemize @bullet
14580 @item
14581 It is passed as an argument to a procedure that explicitly or
14582 implicitly declares that argument @code{REAL(KIND=2)}.
14583
14584 For example, a procedure specifying a @code{DOUBLE PRECISION}
14585 dummy argument corresponding to an
14586 actual argument of @samp{REAL(Z)}, where @samp{Z} is declared
14587 @code{DOUBLE COMPLEX}, strongly suggests that the programmer
14588 expected @samp{REAL(Z)} to return @code{REAL(KIND=2)} instead
14589 of @code{REAL(KIND=1)}.
14590
14591 @item
14592 It is used in an expression context that includes
14593 other @code{REAL(KIND=2)} operands,
14594 or is assigned to a @code{REAL(KIND=2)} variable or array element.
14595
14596 For example:
14597
14598 @smallexample
14599 DOUBLE COMPLEX Z
14600 DOUBLE PRECISION R, T
14601 @dots{}
14602 R(1) = T * REAL(Z)
14603 @end smallexample
14604
14605 The above example suggests the programmer expected the real part
14606 of @samp{Z} to @emph{not} be converted to @code{REAL(KIND=1)}
14607 by the @code{REAL()} intrinsic.
14608
14609 Otherwise, the conversion would have to be immediately followed
14610 by a conversion back to @code{REAL(KIND=2)}, losing
14611 the original, full precision of the real part of @code{Z},
14612 before being multiplied by @samp{T}.
14613 @end itemize
14614
14615 Once you have determined whether a particular invocation of @var{intrinsic}
14616 expects the Fortran 90 interpretation, you can:
14617
14618 @itemize @bullet
14619 @item
14620 Change it to @samp{DBLE(@var{expr})} (if @var{intrinsic} is
14621 @code{REAL}) or @samp{DIMAG(@var{expr})} (if @var{intrinsic}
14622 is @code{AIMAG})
14623 if it expected the Fortran 90 interpretation.
14624
14625 This assumes @var{expr} is @code{COMPLEX(KIND=2)}---if it is
14626 some other type, such as @code{COMPLEX*32}, you should use the
14627 appropriate intrinsic, such as the one to convert to @code{REAL*16}
14628 (perhaps @code{DBLEQ()} in place of @code{DBLE()}, and
14629 @code{QIMAG()} in place of @code{DIMAG()}).
14630
14631 @item
14632 Change it to @samp{REAL(@var{intrinsic}(@var{expr}))},
14633 otherwise.
14634 This converts to @code{REAL(KIND=1)} in all working
14635 Fortran compilers.
14636 @end itemize
14637
14638 If you don't want to change the code, and you are certain that all
14639 ambiguous invocations of @var{intrinsic} in the source file have
14640 the same expectation regarding interpretation, you can:
14641
14642 @itemize @bullet
14643 @item
14644 Compile with the @code{g77} option @samp{-ff90}, to enable the
14645 Fortran 90 interpretation.
14646
14647 @item
14648 Compile with the @code{g77} options @samp{-fno-f90 -fugly-complex},
14649 to enable the non-Fortran-90 interpretations.
14650 @end itemize
14651
14652 @xref{REAL() and AIMAG() of Complex}, for more information on this
14653 issue.
14654
14655 Note: If the above suggestions don't produce enough evidence
14656 as to whether a particular program expects the Fortran 90
14657 interpretation of this ambiguous invocation of @var{intrinsic},
14658 there is one more thing you can try.
14659
14660 If you have access to most or all the compilers used on the
14661 program to create successfully tested and deployed executables,
14662 read the documentation for, and @emph{also} test out, each compiler
14663 to determine how it treats the @var{intrinsic} intrinsic in
14664 this case.
14665 (If all the compilers don't agree on an interpretation, there
14666 might be lurking bugs in the deployed versions of the program.)
14667
14668 The following sample program might help:
14669
14670 @cindex JCB003 program
14671 @smallexample
14672       PROGRAM JCB003
14673 C
14674 C Written by James Craig Burley 1997-02-23.
14675 C
14676 C Determine how compilers handle non-standard REAL
14677 C and AIMAG on DOUBLE COMPLEX operands.
14678 C
14679       DOUBLE COMPLEX Z
14680       REAL R
14681       Z = (3.3D0, 4.4D0)
14682       R = Z
14683       CALL DUMDUM(Z, R)
14684       R = REAL(Z) - R
14685       IF (R .NE. 0.) PRINT *, 'REAL() is Fortran 90'
14686       IF (R .EQ. 0.) PRINT *, 'REAL() is not Fortran 90'
14687       R = 4.4D0
14688       CALL DUMDUM(Z, R)
14689       R = AIMAG(Z) - R
14690       IF (R .NE. 0.) PRINT *, 'AIMAG() is Fortran 90'
14691       IF (R .EQ. 0.) PRINT *, 'AIMAG() is not Fortran 90'
14692       END
14693 C
14694 C Just to make sure compiler doesn't use naive flow
14695 C analysis to optimize away careful work above,
14696 C which might invalidate results....
14697 C
14698       SUBROUTINE DUMDUM(Z, R)
14699       DOUBLE COMPLEX Z
14700       REAL R
14701       END
14702 @end smallexample
14703
14704 If the above program prints contradictory results on a
14705 particular compiler, run away!
14706
14707 @node EXPIMP
14708 @section @code{EXPIMP}
14709
14710 @noindent
14711 @smallexample
14712 Intrinsic @var{intrinsic} referenced @dots{}
14713 @end smallexample
14714
14715 The @var{intrinsic} is explicitly declared in one program
14716 unit in the source file and implicitly used as an intrinsic
14717 in another program unit in the same source file.
14718
14719 This diagnostic is designed to catch cases where a program
14720 might depend on using the name @var{intrinsic} as an intrinsic
14721 in one program unit and as a global name (such as the name
14722 of a subroutine or function) in another, but @code{g77} recognizes
14723 the name as an intrinsic in both cases.
14724
14725 After verifying that the program unit making implicit use
14726 of the intrinsic is indeed written expecting the intrinsic,
14727 add an @samp{INTRINSIC @var{intrinsic}} statement to that
14728 program unit to prevent this warning.
14729
14730 This and related warnings are disabled by using
14731 the @samp{-Wno-globals} option when compiling.
14732
14733 Note that this warning is not issued for standard intrinsics.
14734 Standard intrinsics include those described in the FORTRAN 77
14735 standard and, if @samp{-ff90} is specified, those described
14736 in the Fortran 90 standard.
14737 Such intrinsics are not as likely to be confused with user
14738 procedures as intrinsics provided as extensions to the
14739 standard by @code{g77}.
14740
14741 @node INTGLOB
14742 @section @code{INTGLOB}
14743
14744 @noindent
14745 @smallexample
14746 Same name `@var{intrinsic}' given @dots{}
14747 @end smallexample
14748
14749 The name @var{intrinsic} is used for a global entity (a common
14750 block or a program unit) in one program unit and implicitly
14751 used as an intrinsic in another program unit.
14752
14753 This diagnostic is designed to catch cases where a program
14754 intends to use a name entirely as a global name, but @code{g77}
14755 recognizes the name as an intrinsic in the program unit that
14756 references the name, a situation that would likely produce
14757 incorrect code.
14758
14759 For example:
14760
14761 @smallexample
14762 INTEGER FUNCTION TIME()
14763 @dots{}
14764 END
14765 @dots{}
14766 PROGRAM SAMP
14767 INTEGER TIME
14768 PRINT *, 'Time is ', TIME()
14769 END
14770 @end smallexample
14771
14772 The above example defines a program unit named @samp{TIME}, but
14773 the reference to @samp{TIME} in the main program unit @samp{SAMP}
14774 is normally treated by @code{g77} as a reference to the intrinsic
14775 @code{TIME()} (unless a command-line option that prevents such
14776 treatment has been specified).
14777
14778 As a result, the program @samp{SAMP} will @emph{not}
14779 invoke the @samp{TIME} function in the same source file.
14780
14781 Since @code{g77} recognizes @code{libU77} procedures as
14782 intrinsics, and since some existing code uses the same names
14783 for its own procedures as used by some @code{libU77}
14784 procedures, this situation is expected to arise often enough
14785 to make this sort of warning worth issuing.
14786
14787 After verifying that the program unit making implicit use
14788 of the intrinsic is indeed written expecting the intrinsic,
14789 add an @samp{INTRINSIC @var{intrinsic}} statement to that
14790 program unit to prevent this warning.
14791
14792 Or, if you believe the program unit is designed to invoke the
14793 program-defined procedure instead of the intrinsic (as
14794 recognized by @code{g77}), add an @samp{EXTERNAL @var{intrinsic}}
14795 statement to the program unit that references the name to
14796 prevent this warning.
14797
14798 This and related warnings are disabled by using
14799 the @samp{-Wno-globals} option when compiling.
14800
14801 Note that this warning is not issued for standard intrinsics.
14802 Standard intrinsics include those described in the FORTRAN 77
14803 standard and, if @samp{-ff90} is specified, those described
14804 in the Fortran 90 standard.
14805 Such intrinsics are not as likely to be confused with user
14806 procedures as intrinsics provided as extensions to the
14807 standard by @code{g77}.
14808
14809 @node LEX
14810 @section @code{LEX}
14811
14812 @noindent
14813 @smallexample
14814 Unrecognized character @dots{}
14815 Invalid first character @dots{}
14816 Line too long @dots{}
14817 Non-numeric character @dots{}
14818 Continuation indicator @dots{}
14819 Label at @dots{} invalid with continuation line indicator @dots{}
14820 Character constant @dots{}
14821 Continuation line @dots{}
14822 Statement at @dots{} begins with invalid token
14823 @end smallexample
14824
14825 Although the diagnostics identify specific problems, they can
14826 be produced when general problems such as the following occur:
14827
14828 @itemize @bullet
14829 @item
14830 The source file contains something other than Fortran code.
14831
14832 If the code in the file does not look like many of the examples
14833 elsewhere in this document, it might not be Fortran code.
14834 (Note that Fortran code often is written in lower case letters,
14835 while the examples in this document use upper case letters,
14836 for stylistic reasons.)
14837
14838 For example, if the file contains lots of strange-looking
14839 characters, it might be APL source code; if it contains lots
14840 of parentheses, it might be Lisp source code; if it
14841 contains lots of bugs, it might be C++ source code.
14842
14843 @item
14844 The source file contains free-form Fortran code, but @samp{-ffree-form}
14845 was not specified on the command line to compile it.
14846
14847 Free form is a newer form for Fortran code.
14848 The older, classic form is called fixed form.
14849
14850 @cindex continuation character
14851 @cindex characters, continuation
14852 Fixed-form code is visually fairly distinctive, because
14853 numerical labels and comments are all that appear in
14854 the first five columns of a line, the sixth column is
14855 reserved to denote continuation lines,
14856 and actual statements start at or beyond column 7.
14857 Spaces generally are not significant, so if you
14858 see statements such as @samp{REALX,Y} and @samp{DO10I=1,100},
14859 you are looking at fixed-form code.
14860 @cindex *
14861 @cindex asterisk
14862 Comment lines are indicated by the letter @samp{C} or the symbol
14863 @samp{*} in column 1.
14864 @cindex trailing comment
14865 @cindex comment
14866 @cindex characters, comment
14867 @cindex !
14868 @cindex exclamation point
14869 (Some code uses @samp{!} or @samp{/*} to begin in-line comments,
14870 which many compilers support.)
14871
14872 Free-form code is distinguished from fixed-form source
14873 primarily by the fact that statements may start anywhere.
14874 (If lots of statements start in columns 1 through 6,
14875 that's a strong indicator of free-form source.)
14876 Consecutive keywords must be separated by spaces, so
14877 @samp{REALX,Y} is not valid, while @samp{REAL X,Y} is.
14878 There are no comment lines per se, but @samp{!} starts a
14879 comment anywhere in a line (other than within a character or
14880 Hollerith constant).
14881
14882 @xref{Source Form}, for more information.
14883
14884 @item
14885 The source file is in fixed form and has been edited without
14886 sensitivity to the column requirements.
14887
14888 Statements in fixed-form code must be entirely contained within
14889 columns 7 through 72 on a given line.
14890 Starting them ``early'' is more likely to result in diagnostics
14891 than finishing them ``late'', though both kinds of errors are
14892 often caught at compile time.
14893
14894 For example, if the following code fragment is edited by following
14895 the commented instructions literally, the result, shown afterward,
14896 would produce a diagnostic when compiled:
14897
14898 @smallexample
14899 C On XYZZY systems, remove "C" on next line:
14900 C     CALL XYZZY_RESET
14901 @end smallexample
14902
14903 The result of editing the above line might be:
14904
14905 @smallexample
14906 C On XYZZY systems, remove "C" on next line:
14907      CALL XYZZY_RESET
14908 @end smallexample
14909
14910 However, that leaves the first @samp{C} in the @code{CALL}
14911 statement in column 6, making it a comment line, which is
14912 not really what the author intended, and which is likely
14913 to result in one of the above-listed diagnostics.
14914
14915 @emph{Replacing} the @samp{C} in column 1 with a space
14916 is the proper change to make, to ensure the @code{CALL}
14917 keyword starts in or after column 7.
14918
14919 Another common mistake like this is to forget that fixed-form
14920 source lines are significant through only column 72, and that,
14921 normally, any text beyond column 72 is ignored or is diagnosed
14922 at compile time.
14923
14924 @xref{Source Form}, for more information.
14925
14926 @item
14927 The source file requires preprocessing, and the preprocessing
14928 is not being specified at compile time.
14929
14930 A source file containing lines beginning with @code{#define},
14931 @code{#include}, @code{#if}, and so on is likely one that
14932 requires preprocessing.
14933
14934 If the file's suffix is @samp{.f}, @samp{.for}, or @samp{.FOR},
14935 the file normally will be compiled @emph{without} preprocessing
14936 by @code{g77}.
14937
14938 Change the file's suffix from @samp{.f} to @samp{.F}
14939 (or, on systems with case-insensitive file names,
14940 to @samp{.fpp} or @samp{.FPP}),
14941 from @samp{.for} to @samp{.fpp},
14942 or from @samp{.FOR} to @samp{.FPP}.
14943 @code{g77} compiles files with such names @emph{with}
14944 preprocessing.
14945
14946 @pindex cpp
14947 @cindex preprocessor
14948 @cindex cpp program
14949 @cindex programs, cpp
14950 @cindex @samp{-x f77-cpp-input} option
14951 @cindex options, @samp{-x f77-cpp-input}
14952 Or, learn how to use @code{gcc}'s @samp{-x} option to specify
14953 the language @samp{f77-cpp-input} for Fortran files that
14954 require preprocessing.
14955 @xref{Overall Options,,gcc,Using and Porting GNU CC}.
14956
14957 @item
14958 The source file is preprocessed, and the results of preprocessing
14959 result in syntactic errors that are not necessarily obvious to
14960 someone examining the source file itself.
14961
14962 Examples of errors resulting from preprocessor macro expansion
14963 include exceeding the line-length limit, improperly starting,
14964 terminating, or incorporating the apostrophe or double-quote in
14965 a character constant, improperly forming a Hollerith constant,
14966 and so on.
14967
14968 @xref{Overall Options,,Options Controlling the Kind of Output},
14969 for suggestions about how to use, and not use, preprocessing
14970 for Fortran code.
14971 @end itemize
14972
14973 @node GLOBALS
14974 @section @code{GLOBALS}
14975
14976 @noindent
14977 @smallexample
14978 Global name @var{name} defined at @dots{} already defined@dots{}
14979 Global name @var{name} at @dots{} has different type@dots{}
14980 Too many arguments passed to @var{name} at @dots{}
14981 Too few arguments passed to @var{name} at @dots{}
14982 Argument #@var{n} of @var{name} is @dots{}
14983 @end smallexample
14984
14985 These messages all identify disagreements about the
14986 global procedure named @var{name} among different program units
14987 (usually including @var{name} itself).
14988
14989 Whether a particular disagreement is reported
14990 as a warning or an error
14991 can depend on the relative order
14992 of the disagreeing portions of the source file.
14993
14994 Disagreements between a procedure invocation
14995 and the @emph{subsequent} procedure itself
14996 are, usually, diagnosed as errors
14997 when the procedure itself @emph{precedes} the invocation.
14998 Other disagreements are diagnosed via warnings.
14999
15000 @cindex forward references
15001 @cindex in-line code
15002 @cindex compilation, in-line
15003 This distinction, between warnings and errors,
15004 is due primarily to the present tendency of the @code{gcc} back end
15005 to inline only those procedure invocations that are
15006 @emph{preceded} by the corresponding procedure definitions.
15007 If the @code{gcc} back end is changed
15008 to inline ``forward references'',
15009 in which invocations precede definitions,
15010 the @code{g77} front end will be changed
15011 to treat both orderings as errors, accordingly.
15012
15013 The sorts of disagreements that are diagnosed by @code{g77} include
15014 whether a procedure is a subroutine or function;
15015 if it is a function, the type of the return value of the procedure;
15016 the number of arguments the procedure accepts;
15017 and the type of each argument.
15018
15019 Disagreements regarding global names among program units
15020 in a Fortran program @emph{should} be fixed in the code itself.
15021 However, if that is not immediately practical,
15022 and the code has been working for some time,
15023 it is possible it will work
15024 when compiled with the @samp{-fno-globals} option.
15025
15026 The @samp{-fno-globals} option
15027 causes these diagnostics to all be warnings
15028 and disables all inlining of references to global procedures
15029 (to avoid subsequent compiler crashes and bad-code generation).
15030 Use of the @samp{-Wno-globals} option as well as @samp{-fno-globals}
15031 suppresses all of these diagnostics.
15032 (@samp{-Wno-globals} by itself disables only the warnings,
15033 not the errors.)
15034
15035 After using @samp{-fno-globals} to work around these problems,
15036 it is wise to stop using that option and address them by fixing
15037 the Fortran code, because such problems, while they might not
15038 actually result in bugs on some systems, indicate that the code
15039 is not as portable as it could be.
15040 In particular, the code might appear to work on a particular
15041 system, but have bugs that affect the reliability of the data
15042 without exhibiting any other outward manifestations of the bugs.
15043
15044 @node LINKFAIL
15045 @section @code{LINKFAIL}
15046
15047 @noindent
15048 @smallexample
15049 If the above command failed due to an unresolved reference
15050 to strtoul, _strtoul, bsearch, _bsearch, or similar, see
15051 [info -f g77 M LINKFAIL] (a node in the g77 documentation)
15052 for information on what causes this, how to work around
15053 the problem by editing $@{srcdir@}/proj.c, and what else to do.
15054 @end smallexample
15055
15056 @xref{Missing strtoul or bsearch}, for more information on
15057 this problem,
15058 which occurs only in releases of @code{g77}
15059 based on @code{gcc}.
15060 (It did not occur in @code{egcs}.)
15061
15062 On AIX 4.1, @code{g77} might not build with the native (non-GNU) tools
15063 due to a linker bug in coping with the @samp{-bbigtoc} option which
15064 leads to a @samp{Relocation overflow} error.  The GNU linker is not
15065 recommended on current AIX versions, though; it was developed under a
15066 now-unsupported version.  This bug is said to be fixed by `update PTF
15067 U455193 for APAR IX75823'.
15068
15069 Compiling with @samp{-mminimal-toc}
15070 might solve this problem, e.g.@: by adding
15071 @smallexample
15072 BOOT_CFLAGS='-mminimal-toc -O2 -g'
15073 @end smallexample
15074 to the @code{make bootstrap} command line.
15075
15076 @node Y2KBAD
15077 @section @code{Y2KBAD}
15078 @cindex Y2K compliance
15079 @cindex Year 2000 compliance
15080
15081 @noindent
15082 @smallexample
15083 Intrinsic `@var{name}', invoked at (^), known to be non-Y2K-compliant@dots{}
15084 @end smallexample
15085
15086 This diagnostic indicates that
15087 the specific intrinsic invoked by the name @var{name}
15088 is known to have an interface
15089 that is not Year-2000 (Y2K) compliant.
15090
15091 @xref{Year 2000 (Y2K) Problems}.
15092
15093 @end ifset
15094
15095 @node Index
15096 @unnumbered Index
15097
15098 @printindex cp
15099 @summarycontents
15100 @contents
15101 @bye