OSDN Git Service

* sv.po: Update.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / fortran / gfortran.texi
1 \input texinfo  @c -*-texinfo-*-
2 @c %**start of header
3 @setfilename gfortran.info
4 @set copyrights-gfortran 1999-2008
5
6 @include gcc-common.texi
7
8 @settitle The GNU Fortran Compiler
9
10 @c Create a separate index for command line options
11 @defcodeindex op
12 @c Merge the standard indexes into a single one.
13 @syncodeindex fn cp
14 @syncodeindex vr cp
15 @syncodeindex ky cp
16 @syncodeindex pg cp
17 @syncodeindex tp cp
18
19 @c TODO: The following "Part" definitions are included here temporarily
20 @c until they are incorporated into the official Texinfo distribution.
21 @c They borrow heavily from Texinfo's \unnchapentry definitions.
22
23 @tex
24 \gdef\part#1#2{%
25   \pchapsepmacro
26   \gdef\thischapter{}
27   \begingroup
28     \vglue\titlepagetopglue
29     \titlefonts \rm
30     \leftline{Part #1:@* #2}
31     \vskip4pt \hrule height 4pt width \hsize \vskip4pt
32   \endgroup
33   \writetocentry{part}{#2}{#1}
34 }
35 \gdef\blankpart{%
36   \writetocentry{blankpart}{}{}
37 }
38 % Part TOC-entry definition for summary contents.
39 \gdef\dosmallpartentry#1#2#3#4{%
40   \vskip .5\baselineskip plus.2\baselineskip
41   \begingroup
42     \let\rm=\bf \rm
43     \tocentry{Part #2: #1}{\doshortpageno\bgroup#4\egroup}
44   \endgroup
45 }
46 \gdef\dosmallblankpartentry#1#2#3#4{%
47   \vskip .5\baselineskip plus.2\baselineskip
48 }
49 % Part TOC-entry definition for regular contents.  This has to be
50 % equated to an existing entry to not cause problems when the PDF
51 % outline is created.
52 \gdef\dopartentry#1#2#3#4{%
53   \unnchapentry{Part #2: #1}{}{#3}{#4}
54 }
55 \gdef\doblankpartentry#1#2#3#4{}
56 @end tex
57
58 @c %**end of header
59
60 @c Use with @@smallbook.
61
62 @c %** start of document
63
64 @c Cause even numbered pages to be printed on the left hand side of
65 @c the page and odd numbered pages to be printed on the right hand
66 @c side of the page.  Using this, you can print on both sides of a
67 @c sheet of paper and have the text on the same part of the sheet.
68
69 @c The text on right hand pages is pushed towards the right hand
70 @c margin and the text on left hand pages is pushed toward the left
71 @c hand margin.
72 @c (To provide the reverse effect, set bindingoffset to -0.75in.)
73
74 @c @tex
75 @c \global\bindingoffset=0.75in
76 @c \global\normaloffset =0.75in
77 @c @end tex
78
79 @copying
80 Copyright @copyright{} @value{copyrights-gfortran} Free Software Foundation, Inc.
81
82 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
83 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2 or
84 any later version published by the Free Software Foundation; with the
85 Invariant Sections being ``Funding Free Software'', the Front-Cover
86 Texts being (a) (see below), and with the Back-Cover Texts being (b)
87 (see below).  A copy of the license is included in the section entitled
88 ``GNU Free Documentation License''.
89
90 (a) The FSF's Front-Cover Text is:
91
92      A GNU Manual
93
94 (b) The FSF's Back-Cover Text is:
95
96      You have freedom to copy and modify this GNU Manual, like GNU
97      software.  Copies published by the Free Software Foundation raise
98      funds for GNU development.
99 @end copying
100
101 @ifinfo
102 @dircategory Software development
103 @direntry
104 * gfortran: (gfortran).                  The GNU Fortran Compiler.
105 @end direntry
106 This file documents the use and the internals of
107 the GNU Fortran compiler, (@command{gfortran}).
108
109 Published by the Free Software Foundation
110 51 Franklin Street, Fifth Floor
111 Boston, MA 02110-1301 USA
112
113 @insertcopying
114 @end ifinfo
115
116
117 @setchapternewpage odd
118 @titlepage
119 @title Using GNU Fortran
120 @versionsubtitle
121 @author The @t{gfortran} team
122 @page
123 @vskip 0pt plus 1filll
124 Published by the Free Software Foundation@*
125 51 Franklin Street, Fifth Floor@*
126 Boston, MA 02110-1301, USA@*
127 @c Last printed ??ber, 19??.@*
128 @c Printed copies are available for $? each.@*
129 @c ISBN ???
130 @sp 1
131 @insertcopying
132 @end titlepage
133
134 @c TODO: The following "Part" definitions are included here temporarily
135 @c until they are incorporated into the official Texinfo distribution.
136
137 @tex
138 \global\let\partentry=\dosmallpartentry
139 \global\let\blankpartentry=\dosmallblankpartentry
140 @end tex
141 @summarycontents
142
143 @tex
144 \global\let\partentry=\dopartentry
145 \global\let\blankpartentry=\doblankpartentry
146 @end tex
147 @contents
148
149 @page
150
151 @c ---------------------------------------------------------------------
152 @c TexInfo table of contents.
153 @c ---------------------------------------------------------------------
154
155 @ifnottex
156 @node Top
157 @top Introduction
158 @cindex Introduction
159
160 This manual documents the use of @command{gfortran}, 
161 the GNU Fortran compiler. You can find in this manual how to invoke
162 @command{gfortran}, as well as its features and incompatibilities.
163
164 @ifset DEVELOPMENT
165 @emph{Warning:} This document, and the compiler it describes, are still
166 under development.  While efforts are made to keep it up-to-date, it might
167 not accurately reflect the status of the most recent GNU Fortran compiler.
168 @end ifset
169
170 @comment
171 @comment  When you add a new menu item, please keep the right hand
172 @comment  aligned to the same column.  Do not use tabs.  This provides
173 @comment  better formatting.
174 @comment
175 @menu
176 * Introduction::
177
178 Part I: Invoking GNU Fortran
179 * Invoking GNU Fortran:: Command options supported by @command{gfortran}.
180 * Runtime::              Influencing runtime behavior with environment variables.
181
182 Part II: Language Reference
183 * Fortran 2003 and 2008 status::  Fortran 2003 and 2008 features supported by GNU Fortran.
184 * Compiler Characteristics::      KIND type parameters supported.
185 * Mixed-Language Programming::    Interoperability with C
186 * Extensions::           Language extensions implemented by GNU Fortran.
187 * Intrinsic Procedures:: Intrinsic procedures supported by GNU Fortran.
188 * Intrinsic Modules::    Intrinsic modules supported by GNU Fortran.
189
190 * Contributing::         How you can help.
191 * Copying::              GNU General Public License says
192                          how you can copy and share GNU Fortran.
193 * GNU Free Documentation License::
194                          How you can copy and share this manual.
195 * Funding::              How to help assure continued work for free software.
196 * Option Index::         Index of command line options
197 * Keyword Index::        Index of concepts
198 @end menu
199 @end ifnottex
200
201 @c ---------------------------------------------------------------------
202 @c Introduction
203 @c ---------------------------------------------------------------------
204
205 @node Introduction
206 @chapter Introduction
207
208 @c The following duplicates the text on the TexInfo table of contents.
209 @iftex
210 This manual documents the use of @command{gfortran}, the GNU Fortran
211 compiler. You can find in this manual how to invoke @command{gfortran},
212 as well as its features and incompatibilities.
213
214 @ifset DEVELOPMENT
215 @emph{Warning:} This document, and the compiler it describes, are still
216 under development.  While efforts are made to keep it up-to-date, it
217 might not accurately reflect the status of the most recent GNU Fortran
218 compiler.
219 @end ifset
220 @end iftex
221
222 The GNU Fortran compiler front end was
223 designed initially as a free replacement for,
224 or alternative to, the unix @command{f95} command;
225 @command{gfortran} is the command you'll use to invoke the compiler.
226
227 @menu
228 * About GNU Fortran::    What you should know about the GNU Fortran compiler.
229 * GNU Fortran and GCC::  You can compile Fortran, C, or other programs.
230 * Preprocessing and conditional compilation:: The Fortran preprocessor
231 * GNU Fortran and G77::  Why we chose to start from scratch.
232 * Project Status::       Status of GNU Fortran, roadmap, proposed extensions.
233 * Standards::            Standards supported by GNU Fortran.
234 @end menu
235
236
237 @c ---------------------------------------------------------------------
238 @c About GNU Fortran
239 @c ---------------------------------------------------------------------
240
241 @node About GNU Fortran
242 @section About GNU Fortran
243
244 The GNU Fortran compiler supports the Fortran 77, 90 and 95 standards
245 completely, parts of the Fortran 2003 and Fortran 2008 standards, and
246 several vendor extensions. The development goal is to provide the
247 following features:
248
249 @itemize @bullet
250 @item
251 Read a user's program,
252 stored in a file and containing instructions written
253 in Fortran 77, Fortran 90, Fortran 95, Fortran 2003 or Fortran 2008.
254 This file contains @dfn{source code}.
255
256 @item
257 Translate the user's program into instructions a computer
258 can carry out more quickly than it takes to translate the
259 instructions in the first
260 place.  The result after compilation of a program is
261 @dfn{machine code},
262 code designed to be efficiently translated and processed
263 by a machine such as your computer.
264 Humans usually aren't as good writing machine code
265 as they are at writing Fortran (or C++, Ada, or Java),
266 because it is easy to make tiny mistakes writing machine code.
267
268 @item
269 Provide the user with information about the reasons why
270 the compiler is unable to create a binary from the source code.
271 Usually this will be the case if the source code is flawed.
272 The Fortran 90 standard requires that the compiler can point out
273 mistakes to the user.
274 An incorrect usage of the language causes an @dfn{error message}.
275
276 The compiler will also attempt to diagnose cases where the
277 user's program contains a correct usage of the language,
278 but instructs the computer to do something questionable.
279 This kind of diagnostics message is called a @dfn{warning message}.
280
281 @item
282 Provide optional information about the translation passes
283 from the source code to machine code.
284 This can help a user of the compiler to find the cause of
285 certain bugs which may not be obvious in the source code,
286 but may be more easily found at a lower level compiler output.
287 It also helps developers to find bugs in the compiler itself.
288
289 @item
290 Provide information in the generated machine code that can
291 make it easier to find bugs in the program (using a debugging tool,
292 called a @dfn{debugger}, such as the GNU Debugger @command{gdb}). 
293
294 @item
295 Locate and gather machine code already generated to
296 perform actions requested by statements in the user's program.
297 This machine code is organized into @dfn{modules} and is located
298 and @dfn{linked} to the user program. 
299 @end itemize
300
301 The GNU Fortran compiler consists of several components:
302
303 @itemize @bullet
304 @item
305 A version of the @command{gcc} command
306 (which also might be installed as the system's @command{cc} command)
307 that also understands and accepts Fortran source code.
308 The @command{gcc} command is the @dfn{driver} program for
309 all the languages in the GNU Compiler Collection (GCC);
310 With @command{gcc},
311 you can compile the source code of any language for
312 which a front end is available in GCC.
313
314 @item
315 The @command{gfortran} command itself,
316 which also might be installed as the
317 system's @command{f95} command.
318 @command{gfortran} is just another driver program,
319 but specifically for the Fortran compiler only.
320 The difference with @command{gcc} is that @command{gfortran}
321 will automatically link the correct libraries to your program.
322
323 @item
324 A collection of run-time libraries.
325 These libraries contain the machine code needed to support
326 capabilities of the Fortran language that are not directly
327 provided by the machine code generated by the
328 @command{gfortran} compilation phase,
329 such as intrinsic functions and subroutines,
330 and routines for interaction with files and the operating system.
331 @c and mechanisms to spawn,
332 @c unleash and pause threads in parallelized code.
333
334 @item
335 The Fortran compiler itself, (@command{f951}).
336 This is the GNU Fortran parser and code generator,
337 linked to and interfaced with the GCC backend library.
338 @command{f951} ``translates'' the source code to
339 assembler code.  You would typically not use this
340 program directly;
341 instead, the @command{gcc} or @command{gfortran} driver
342 programs will call it for you.
343 @end itemize
344
345
346 @c ---------------------------------------------------------------------
347 @c GNU Fortran and GCC
348 @c ---------------------------------------------------------------------
349
350 @node GNU Fortran and GCC
351 @section GNU Fortran and GCC
352 @cindex GNU Compiler Collection
353 @cindex GCC
354
355 GNU Fortran is a part of GCC, the @dfn{GNU Compiler Collection}.  GCC
356 consists of a collection of front ends for various languages, which
357 translate the source code into a language-independent form called
358 @dfn{GENERIC}.  This is then processed by a common middle end which
359 provides optimization, and then passed to one of a collection of back
360 ends which generate code for different computer architectures and
361 operating systems.
362
363 Functionally, this is implemented with a driver program (@command{gcc})
364 which provides the command-line interface for the compiler.  It calls
365 the relevant compiler front-end program (e.g., @command{f951} for
366 Fortran) for each file in the source code, and then calls the assembler
367 and linker as appropriate to produce the compiled output. In a copy of
368 GCC which has been compiled with Fortran language support enabled,
369 @command{gcc} will recognize files with @file{.f}, @file{.for}, @file{.ftn},
370 @file{.f90}, @file{.f95}, @file{.f03} and @file{.f08} extensions as
371 Fortran source code, and compile it accordingly. A @command{gfortran}
372 driver program is also provided, which is identical to @command{gcc}
373 except that it automatically links the Fortran runtime libraries into the
374 compiled program.
375
376 Source files with @file{.f}, @file{.for}, @file{.fpp}, @file{.ftn}, @file{.F},
377 @file{.FOR}, @file{.FPP}, and @file{.FTN} extensions are treated as fixed form.
378 Source files with @file{.f90}, @file{.f95}, @file{.f03}, @file{.f08},
379 @file{.F90}, @file{.F95}, @file{.F03} and @file{.F08} extensions are
380 treated as free form.  The capitalized versions of either form are run
381 through preprocessing. Source files with the lower case @file{.fpp}
382 extension are also run through preprocessing.
383
384 This manual specifically documents the Fortran front end, which handles
385 the programming language's syntax and semantics.  The aspects of GCC
386 which relate to the optimization passes and the back-end code generation
387 are documented in the GCC manual; see 
388 @ref{Top,,Introduction,gcc,Using the GNU Compiler Collection (GCC)}.
389 The two manuals together provide a complete reference for the GNU
390 Fortran compiler.
391
392
393 @c ---------------------------------------------------------------------
394 @c Preprocessing and conditional compilation
395 @c ---------------------------------------------------------------------
396
397 @node Preprocessing and conditional compilation
398 @section Preprocessing and conditional compilation
399 @cindex CPP
400 @cindex FPP
401 @cindex Conditional compilation
402 @cindex Preprocessing
403 @cindex preprocessor, include file handling
404
405 Many Fortran compilers including GNU Fortran allow passing the source code
406 through a C preprocessor (CPP; sometimes also called the Fortran preprocessor,
407 FPP) to allow for conditional compilation. In the case of GNU Fortran,
408 this is the GNU C Preprocessor in the traditional mode. On systems with
409 case-preserving file names, the preprocessor is automatically invoked if the
410 filename extension is @code{.F}, @code{.FOR}, @code{.FTN}, @code{.fpp},
411 @code{.FPP}, @code{.F90}, @code{.F95}, @code{.F03} or @code{.F08}. To manually
412 invoke the preprocessor on any file, use @option{-cpp}, to disable
413 preprocessing on files where the preprocessor is run automatically, use
414 @option{-nocpp}.
415
416 If a preprocessed file includes another file with the Fortran @code{INCLUDE}
417 statement, the included file is not preprocessed. To preprocess included
418 files, use the equivalent preprocessor statement @code{#include}.
419
420 If GNU Fortran invokes the preprocessor, @code{__GFORTRAN__}
421 is defined and @code{__GNUC__}, @code{__GNUC_MINOR__} and
422 @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} can be used to determine the version of the
423 compiler. See @ref{Top,,Overview,cpp,The C Preprocessor} for details.
424
425 While CPP is the de-facto standard for preprocessing Fortran code,
426 Part 3 of the Fortran 95 standard (ISO/IEC 1539-3:1998) defines
427 Conditional Compilation, which is not widely used and not directly
428 supported by the GNU Fortran compiler. You can use the program coco
429 to preprocess such files (@uref{http://users.erols.com/dnagle/coco.html}).
430
431
432 @c ---------------------------------------------------------------------
433 @c GNU Fortran and G77
434 @c ---------------------------------------------------------------------
435
436 @node GNU Fortran and G77
437 @section GNU Fortran and G77
438 @cindex Fortran 77
439 @cindex @command{g77}
440
441 The GNU Fortran compiler is the successor to @command{g77}, the Fortran 
442 77 front end included in GCC prior to version 4.  It is an entirely new 
443 program that has been designed to provide Fortran 95 support and 
444 extensibility for future Fortran language standards, as well as providing 
445 backwards compatibility for Fortran 77 and nearly all of the GNU language 
446 extensions supported by @command{g77}.
447
448
449 @c ---------------------------------------------------------------------
450 @c Project Status
451 @c ---------------------------------------------------------------------
452
453 @node Project Status
454 @section Project Status
455
456 @quotation
457 As soon as @command{gfortran} can parse all of the statements correctly,
458 it will be in the ``larva'' state.
459 When we generate code, the ``puppa'' state.
460 When @command{gfortran} is done,
461 we'll see if it will be a beautiful butterfly,
462 or just a big bug....
463
464 --Andy Vaught, April 2000
465 @end quotation
466
467 The start of the GNU Fortran 95 project was announced on
468 the GCC homepage in March 18, 2000
469 (even though Andy had already been working on it for a while,
470 of course).
471
472 The GNU Fortran compiler is able to compile nearly all
473 standard-compliant Fortran 95, Fortran 90, and Fortran 77 programs,
474 including a number of standard and non-standard extensions, and can be
475 used on real-world programs.  In particular, the supported extensions
476 include OpenMP, Cray-style pointers, and several Fortran 2003 and Fortran
477 2008 features such as enumeration, stream I/O, and some of the
478 enhancements to allocatable array support from TR 15581.  However, it is
479 still under development and has a few remaining rough edges.
480
481 At present, the GNU Fortran compiler passes the
482 @uref{http://www.fortran-2000.com/ArnaudRecipes/fcvs21_f95.html, 
483 NIST Fortran 77 Test Suite}, and produces acceptable results on the
484 @uref{http://www.netlib.org/lapack/faq.html#1.21, LAPACK Test Suite}.
485 It also provides respectable performance on 
486 the @uref{http://www.polyhedron.com/pb05.html, Polyhedron Fortran
487 compiler benchmarks} and the
488 @uref{http://www.llnl.gov/asci_benchmarks/asci/limited/lfk/README.html,
489 Livermore Fortran Kernels test}.  It has been used to compile a number of
490 large real-world programs, including
491 @uref{http://mysite.verizon.net/serveall/moene.pdf, the HIRLAM
492 weather-forecasting code} and
493 @uref{http://www.theochem.uwa.edu.au/tonto/, the Tonto quantum 
494 chemistry package}; see @url{http://gcc.gnu.org/wiki/GfortranApps} for an
495 extended list.
496
497 Among other things, the GNU Fortran compiler is intended as a replacement
498 for G77.  At this point, nearly all programs that could be compiled with
499 G77 can be compiled with GNU Fortran, although there are a few minor known
500 regressions.
501
502 The primary work remaining to be done on GNU Fortran falls into three
503 categories: bug fixing (primarily regarding the treatment of invalid code
504 and providing useful error messages), improving the compiler optimizations
505 and the performance of compiled code, and extending the compiler to support
506 future standards---in particular, Fortran 2003 and Fortran 2008.
507
508
509 @c ---------------------------------------------------------------------
510 @c Standards
511 @c ---------------------------------------------------------------------
512
513 @node Standards
514 @section Standards
515 @cindex Standards
516
517 @menu
518 * Varying Length Character Strings::
519 @end menu
520
521 The GNU Fortran compiler implements
522 ISO/IEC 1539:1997 (Fortran 95).  As such, it can also compile essentially all
523 standard-compliant Fortran 90 and Fortran 77 programs.   It also supports
524 the ISO/IEC TR-15581 enhancements to allocatable arrays, and
525 the @uref{http://www.openmp.org/drupal/mp-documents/spec25.pdf,
526 OpenMP Application Program Interface v2.5} specification.
527
528 In the future, the GNU Fortran compiler will also support ISO/IEC
529 1539-1:2004 (Fortran 2003) and future Fortran standards. Partial support
530 of that standard is already provided; the current status of Fortran 2003
531 support is reported in the @ref{Fortran 2003 status} section of the
532 documentation.
533
534 The next version of the Fortran standard (Fortran 2008) is currently
535 being developed and the GNU Fortran compiler supports some of its new
536 features. This support is based on the latest draft of the standard
537 (available from @url{http://www.nag.co.uk/sc22wg5/}) and no guarantee of
538 future compatibility is made, as the final standard might differ from the
539 draft. For more information, see the @ref{Fortran 2008 status} section.
540
541 Additionally, the GNU Fortran compilers supports the OpenMP specification
542 (version 3.0, @url{http://openmp.org/wp/openmp-specifications/}).
543
544 @node Varying Length Character Strings
545 @subsection Varying Length Character Strings
546 @cindex Varying length character strings
547 @cindex Varying length strings
548 @cindex strings, varying length
549
550 The Fortran 95 standard specifies in Part 2 (ISO/IEC 1539-2:2000)
551 varying length character strings. While GNU Fortran currently does not
552 support such strings directly, there exist two Fortran implementations
553 for them, which work with GNU Fortran. They can be found at
554 @uref{http://www.fortran.com/@/iso_varying_string.f95} and at
555 @uref{ftp://ftp.nag.co.uk/@/sc22wg5/@/ISO_VARYING_STRING/}.
556
557
558
559 @c =====================================================================
560 @c PART I: INVOCATION REFERENCE
561 @c =====================================================================
562
563 @tex
564 \part{I}{Invoking GNU Fortran}
565 @end tex
566
567 @c ---------------------------------------------------------------------
568 @c Compiler Options
569 @c ---------------------------------------------------------------------
570
571 @include invoke.texi
572
573
574 @c ---------------------------------------------------------------------
575 @c Runtime
576 @c ---------------------------------------------------------------------
577
578 @node Runtime
579 @chapter Runtime:  Influencing runtime behavior with environment variables
580 @cindex environment variable
581
582 The behavior of the @command{gfortran} can be influenced by
583 environment variables.
584
585 Malformed environment variables are silently ignored.
586
587 @menu
588 * GFORTRAN_STDIN_UNIT:: Unit number for standard input
589 * GFORTRAN_STDOUT_UNIT:: Unit number for standard output
590 * GFORTRAN_STDERR_UNIT:: Unit number for standard error
591 * GFORTRAN_USE_STDERR:: Send library output to standard error
592 * GFORTRAN_TMPDIR:: Directory for scratch files
593 * GFORTRAN_UNBUFFERED_ALL:: Don't buffer I/O for all units.
594 * GFORTRAN_UNBUFFERED_PRECONNECTED:: Don't buffer I/O for preconnected units.
595 * GFORTRAN_SHOW_LOCUS::  Show location for runtime errors
596 * GFORTRAN_OPTIONAL_PLUS:: Print leading + where permitted
597 * GFORTRAN_DEFAULT_RECL:: Default record length for new files
598 * GFORTRAN_LIST_SEPARATOR::  Separator for list output
599 * GFORTRAN_CONVERT_UNIT::  Set endianness for unformatted I/O
600 * GFORTRAN_ERROR_DUMPCORE:: Dump core on run-time errors
601 * GFORTRAN_ERROR_BACKTRACE:: Show backtrace on run-time errors
602 @end menu
603
604 @node GFORTRAN_STDIN_UNIT
605 @section @env{GFORTRAN_STDIN_UNIT}---Unit number for standard input
606
607 This environment variable can be used to select the unit number
608 preconnected to standard input.  This must be a positive integer.
609 The default value is 5.
610
611 @node GFORTRAN_STDOUT_UNIT
612 @section @env{GFORTRAN_STDOUT_UNIT}---Unit number for standard output
613
614 This environment variable can be used to select the unit number
615 preconnected to standard output.  This must be a positive integer.
616 The default value is 6.
617
618 @node GFORTRAN_STDERR_UNIT
619 @section @env{GFORTRAN_STDERR_UNIT}---Unit number for standard error
620
621 This environment variable can be used to select the unit number
622 preconnected to standard error.  This must be a positive integer.
623 The default value is 0.
624
625 @node GFORTRAN_USE_STDERR
626 @section @env{GFORTRAN_USE_STDERR}---Send library output to standard error
627
628 This environment variable controls where library output is sent.
629 If the first letter is @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1}, standard
630 error is used. If the first letter is @samp{n}, @samp{N} or
631 @samp{0}, standard output is used.
632
633 @node GFORTRAN_TMPDIR
634 @section @env{GFORTRAN_TMPDIR}---Directory for scratch files
635
636 This environment variable controls where scratch files are
637 created.  If this environment variable is missing,
638 GNU Fortran searches for the environment variable @env{TMP}.  If
639 this is also missing, the default is @file{/tmp}.
640
641 @node GFORTRAN_UNBUFFERED_ALL
642 @section @env{GFORTRAN_UNBUFFERED_ALL}---Don't buffer I/O on all units
643
644 This environment variable controls whether all I/O is unbuffered.  If
645 the first letter is @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1}, all I/O is
646 unbuffered. This will slow down small sequential reads and writes.  If
647 the first letter is @samp{n}, @samp{N} or @samp{0}, I/O is buffered.
648 This is the default.
649
650 @node GFORTRAN_UNBUFFERED_PRECONNECTED
651 @section @env{GFORTRAN_UNBUFFERED_PRECONNECTED}---Don't buffer I/O on preconnected units
652
653 The environment variable named @env{GFORTRAN_UNBUFFERED_PRECONNECTED} controls
654 whether I/O on a preconnected unit (i.e.@: STDOUT or STDERR) is unbuffered.  If 
655 the first letter is @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1}, I/O is unbuffered. This
656 will slow down small sequential reads and writes.  If the first letter
657 is @samp{n}, @samp{N} or @samp{0}, I/O is buffered.  This is the default.
658
659 @node GFORTRAN_SHOW_LOCUS
660 @section @env{GFORTRAN_SHOW_LOCUS}---Show location for runtime errors
661
662 If the first letter is @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1}, filename and
663 line numbers for runtime errors are printed.  If the first letter is
664 @samp{n}, @samp{N} or @samp{0}, don't print filename and line numbers
665 for runtime errors. The default is to print the location.
666
667 @node GFORTRAN_OPTIONAL_PLUS
668 @section @env{GFORTRAN_OPTIONAL_PLUS}---Print leading + where permitted
669
670 If the first letter is @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1},
671 a plus sign is printed
672 where permitted by the Fortran standard.  If the first letter
673 is @samp{n}, @samp{N} or @samp{0}, a plus sign is not printed
674 in most cases. Default is not to print plus signs.
675
676 @node GFORTRAN_DEFAULT_RECL
677 @section @env{GFORTRAN_DEFAULT_RECL}---Default record length for new files
678
679 This environment variable specifies the default record length, in
680 bytes, for files which are opened without a @code{RECL} tag in the
681 @code{OPEN} statement.  This must be a positive integer.  The
682 default value is 1073741824 bytes (1 GB).
683
684 @node GFORTRAN_LIST_SEPARATOR
685 @section @env{GFORTRAN_LIST_SEPARATOR}---Separator for list output
686
687 This environment variable specifies the separator when writing
688 list-directed output.  It may contain any number of spaces and
689 at most one comma.  If you specify this on the command line,
690 be sure to quote spaces, as in
691 @smallexample
692 $ GFORTRAN_LIST_SEPARATOR='  ,  ' ./a.out
693 @end smallexample
694 when @command{a.out} is the compiled Fortran program that you want to run.
695 Default is a single space.
696
697 @node GFORTRAN_CONVERT_UNIT
698 @section @env{GFORTRAN_CONVERT_UNIT}---Set endianness for unformatted I/O
699
700 By setting the @env{GFORTRAN_CONVERT_UNIT} variable, it is possible
701 to change the representation of data for unformatted files.
702 The syntax for the @env{GFORTRAN_CONVERT_UNIT} variable is:
703 @smallexample
704 GFORTRAN_CONVERT_UNIT: mode | mode ';' exception | exception ;
705 mode: 'native' | 'swap' | 'big_endian' | 'little_endian' ;
706 exception: mode ':' unit_list | unit_list ;
707 unit_list: unit_spec | unit_list unit_spec ;
708 unit_spec: INTEGER | INTEGER '-' INTEGER ;
709 @end smallexample
710 The variable consists of an optional default mode, followed by
711 a list of optional exceptions, which are separated by semicolons
712 from the preceding default and each other.  Each exception consists
713 of a format and a comma-separated list of units.  Valid values for
714 the modes are the same as for the @code{CONVERT} specifier:
715
716 @itemize @w{}
717 @item @code{NATIVE} Use the native format.  This is the default.
718 @item @code{SWAP} Swap between little- and big-endian.
719 @item @code{LITTLE_ENDIAN} Use the little-endian format
720 for unformatted files.
721 @item @code{BIG_ENDIAN} Use the big-endian format for unformatted files.
722 @end itemize
723 A missing mode for an exception is taken to mean @code{BIG_ENDIAN}.
724 Examples of values for @env{GFORTRAN_CONVERT_UNIT} are:
725 @itemize @w{}
726 @item @code{'big_endian'}  Do all unformatted I/O in big_endian mode.
727 @item @code{'little_endian;native:10-20,25'}  Do all unformatted I/O 
728 in little_endian mode, except for units 10 to 20 and 25, which are in
729 native format.
730 @item @code{'10-20'}  Units 10 to 20 are big-endian, the rest is native.
731 @end itemize
732
733 Setting the environment variables should be done on the command
734 line or via the @command{export}
735 command for @command{sh}-compatible shells and via @command{setenv}
736 for @command{csh}-compatible shells.
737
738 Example for @command{sh}:
739 @smallexample
740 $ gfortran foo.f90
741 $ GFORTRAN_CONVERT_UNIT='big_endian;native:10-20' ./a.out
742 @end smallexample
743
744 Example code for @command{csh}:
745 @smallexample
746 % gfortran foo.f90
747 % setenv GFORTRAN_CONVERT_UNIT 'big_endian;native:10-20'
748 % ./a.out
749 @end smallexample
750
751 Using anything but the native representation for unformatted data
752 carries a significant speed overhead.  If speed in this area matters
753 to you, it is best if you use this only for data that needs to be
754 portable.
755
756 @xref{CONVERT specifier}, for an alternative way to specify the
757 data representation for unformatted files.  @xref{Runtime Options}, for
758 setting a default data representation for the whole program.  The
759 @code{CONVERT} specifier overrides the @option{-fconvert} compile options.
760
761 @emph{Note that the values specified via the GFORTRAN_CONVERT_UNIT
762 environment variable will override the CONVERT specifier in the
763 open statement}.  This is to give control over data formats to
764 users who do not have the source code of their program available.
765
766 @node GFORTRAN_ERROR_DUMPCORE
767 @section @env{GFORTRAN_ERROR_DUMPCORE}---Dump core on run-time errors
768
769 If the @env{GFORTRAN_ERROR_DUMPCORE} variable is set to
770 @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1} (only the first letter is relevant)
771 then library run-time errors cause core dumps. To disable the core
772 dumps, set the variable to @samp{n}, @samp{N}, @samp{0}. Default
773 is not to core dump unless the @option{-fdump-core} compile option
774 was used.
775
776 @node GFORTRAN_ERROR_BACKTRACE
777 @section @env{GFORTRAN_ERROR_BACKTRACE}---Show backtrace on run-time errors
778
779 If the @env{GFORTRAN_ERROR_BACKTRACE} variable is set to
780 @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1} (only the first letter is relevant)
781 then a backtrace is printed when a run-time error occurs.
782 To disable the backtracing, set the variable to
783 @samp{n}, @samp{N}, @samp{0}. Default is not to print a backtrace
784 unless the @option{-fbacktrace} compile option
785 was used.
786
787 @c =====================================================================
788 @c PART II: LANGUAGE REFERENCE
789 @c =====================================================================
790
791 @tex
792 \part{II}{Language Reference}
793 @end tex
794
795 @c ---------------------------------------------------------------------
796 @c Fortran 2003 and 2008 Status
797 @c ---------------------------------------------------------------------
798
799 @node Fortran 2003 and 2008 status
800 @chapter Fortran 2003 and 2008 Status
801
802 @menu
803 * Fortran 2003 status::
804 * Fortran 2008 status::
805 @end menu
806
807 @node Fortran 2003 status
808 @section Fortran 2003 status
809
810 GNU Fortran supports several Fortran 2003 features; an incomplete
811 list can be found below.  See also the
812 @uref{http://gcc.gnu.org/wiki/Fortran2003, wiki page} about Fortran 2003.
813
814 @itemize
815 @item 
816 Intrinsics @code{command_argument_count}, @code{get_command},
817 @code{get_command_argument}, @code{get_environment_variable}, and
818 @code{move_alloc}.
819
820 @item 
821 @cindex array, constructors
822 @cindex @code{[...]}
823 Array constructors using square brackets. That is, @code{[...]} rather
824 than @code{(/.../)}.  Type-specification for array constructors like
825 @code{(/ some-type :: ... /)}.
826
827 @item
828 @cindex @code{FLUSH} statement
829 @cindex statement, @code{FLUSH}
830 @code{FLUSH} statement.
831
832 @item
833 @cindex @code{IOMSG=} specifier
834 @code{IOMSG=} specifier for I/O statements.
835
836 @item
837 @cindex @code{ENUM} statement
838 @cindex @code{ENUMERATOR} statement
839 @cindex statement, @code{ENUM}
840 @cindex statement, @code{ENUMERATOR}
841 @opindex @code{fshort-enums}
842 Support for the declaration of enumeration constants via the
843 @code{ENUM} and @code{ENUMERATOR} statements.  Interoperability with
844 @command{gcc} is guaranteed also for the case where the
845 @command{-fshort-enums} command line option is given.
846
847 @item
848 @cindex TR 15581
849 TR 15581:
850 @itemize
851 @item
852 @cindex @code{ALLOCATABLE} dummy arguments
853 @code{ALLOCATABLE} dummy arguments.
854 @item
855 @cindex @code{ALLOCATABLE} function results
856 @code{ALLOCATABLE} function results
857 @item
858 @cindex @code{ALLOCATABLE} components of derived types
859 @code{ALLOCATABLE} components of derived types
860 @end itemize
861
862 @item
863 @cindex @code{ALLOCATE}
864 The @code{ERRMSG=} tag is now supported in @code{ALLOCATE} and
865 @code{DEALLOCATE} statements.  The @code{SOURCE=} tag is supported
866 in an @code{ALLOCATE} statement.  An @emph{intrinsic-type-spec}
867 can be used as the @emph{type-spec} in an @code{ALLOCATE} statement;
868 while the use of a @emph{derived-type-name} is currently unsupported.
869
870 @item
871 @cindex @code{STREAM} I/O
872 @cindex @code{ACCESS='STREAM'} I/O
873 The @code{OPEN} statement supports the @code{ACCESS='STREAM'} specifier,
874 allowing I/O without any record structure.
875
876 @item
877 Namelist input/output for internal files.
878
879 @item
880 @cindex @code{PROTECTED} statement
881 @cindex statement, @code{PROTECTED}
882 The @code{PROTECTED} statement and attribute.
883
884 @item
885 @cindex @code{VALUE} statement
886 @cindex statement, @code{VALUE}
887 The @code{VALUE} statement and attribute.
888
889 @item
890 @cindex @code{VOLATILE} statement
891 @cindex statement, @code{VOLATILE}
892 The @code{VOLATILE} statement and attribute.
893
894 @item
895 @cindex @code{IMPORT} statement
896 @cindex statement, @code{IMPORT}
897 The @code{IMPORT} statement, allowing to import
898 host-associated derived types.
899
900 @item
901 @cindex @code{USE, INTRINSIC} statement
902 @cindex statement, @code{USE, INTRINSIC}
903 @cindex @code{ISO_FORTRAN_ENV} statement
904 @cindex statement, @code{ISO_FORTRAN_ENV}
905 @code{USE} statement with @code{INTRINSIC} and @code{NON_INTRINSIC}
906 attribute; supported intrinsic modules: @code{ISO_FORTRAN_ENV},
907 @code{OMP_LIB} and @code{OMP_LIB_KINDS}.
908
909 @item
910 Renaming of operators in the @code{USE} statement.
911
912 @item
913 @cindex ISO C Bindings
914 Interoperability with C (ISO C Bindings)
915
916 @item
917 BOZ as argument of @code{INT}, @code{REAL}, @code{DBLE} and @code{CMPLX}.
918
919 @item
920 @cindex type-bound procedure
921 @cindex type-bound operator
922 Type-bound procedures with @code{PROCEDURE} or @code{GENERIC}, and operators
923 bound to a derived-type.
924
925 @item
926 @cindex @code{EXTENDS}
927 @cindex derived-type extension
928 Extension of derived-types (the @code{EXTENDS(...)} syntax).
929
930 @item
931 @cindex @code{ABSTRACT} type
932 @cindex @code{DEFERRED} procedure binding
933 @code{ABSTRACT} derived-types and declaring procedure bindings @code{DEFERRED}.
934
935 @end itemize
936
937
938 @node Fortran 2008 status
939 @section Fortran 2008 status
940
941 The next version of the Fortran standard after Fortran 2003 is currently
942 being worked on by the Working Group 5 of Sub-Committee 22 of the Joint
943 Technical Committee 1 of the International Organization for
944 Standardization (ISO) and the International Electrotechnical Commission
945 (IEC). This group is known as @uref{http://www.nag.co.uk/sc22wg5/, WG5}.
946 The next revision of the Fortran standard is informally referred to as
947 Fortran 2008, reflecting its planned release year. The GNU Fortran
948 compiler has support for some of the new features in Fortran 2008. This
949 support is based on the latest draft, available from
950 @url{http://www.nag.co.uk/sc22wg5/}. However, as the final standard may
951 differ from the drafts, no guarantee of backward compatibility can be
952 made and you should only use it for experimental purposes.
953
954 The @uref{http://gcc.gnu.org/wiki/Fortran2008Status, wiki} has some information
955 about the current Fortran 2008 implementation status.
956
957
958 @c ---------------------------------------------------------------------
959 @c Compiler Characteristics
960 @c ---------------------------------------------------------------------
961
962 @node Compiler Characteristics
963 @chapter Compiler Characteristics
964
965 @c TODO: Formulate this introduction a little more generally once
966 @c there is more here than KIND type parameters.
967
968 This chapter describes certain characteristics of the GNU Fortran compiler,
969 namely the KIND type parameter values supported.
970
971 @menu
972 * KIND Type Parameters::
973 @end menu
974
975
976 @node KIND Type Parameters
977 @section KIND Type Parameters
978 @cindex kind
979
980 The @code{KIND} type parameters supported by GNU Fortran for the primitive
981 data types are:
982
983 @table @code
984
985 @item INTEGER
986 1, 2, 4, 8*, 16*, default: 4 (1)
987
988 @item LOGICAL
989 1, 2, 4, 8*, 16*, default: 4 (1)
990
991 @item REAL
992 4, 8, 10**, 16**, default: 4 (2)
993
994 @item COMPLEX
995 4, 8, 10**, 16**, default: 4 (2)
996
997 @item CHARACTER
998 1, 4, default: 1
999
1000 @end table
1001
1002 @noindent
1003 * = not available on all systems @*
1004 ** = not available on all systems; additionally 10 and 16 are never
1005 available at the same time @*
1006 (1) Unless -fdefault-integer-8 is used @*
1007 (2) Unless -fdefault-real-8 is used
1008
1009 @noindent
1010 The @code{KIND} value matches the storage size in bytes, except for
1011 @code{COMPLEX} where the storage size is twice as much (or both real and
1012 imaginary part are a real value of the given size).  It is recommended to use
1013 the @code{SELECT_*_KIND} intrinsics instead of the concrete values.
1014
1015
1016 @c ---------------------------------------------------------------------
1017 @c Extensions
1018 @c ---------------------------------------------------------------------
1019
1020 @c Maybe this chapter should be merged with the 'Standards' section,
1021 @c whenever that is written :-)
1022
1023 @node Extensions
1024 @chapter Extensions
1025 @cindex extensions
1026
1027 The two sections below detail the extensions to standard Fortran that are
1028 implemented in GNU Fortran, as well as some of the popular or
1029 historically important extensions that are not (or not yet) implemented.
1030 For the latter case, we explain the alternatives available to GNU Fortran
1031 users, including replacement by standard-conforming code or GNU
1032 extensions.
1033
1034 @menu
1035 * Extensions implemented in GNU Fortran::
1036 * Extensions not implemented in GNU Fortran::
1037 @end menu
1038
1039
1040 @node Extensions implemented in GNU Fortran
1041 @section Extensions implemented in GNU Fortran
1042 @cindex extensions, implemented
1043
1044 GNU Fortran implements a number of extensions over standard
1045 Fortran. This chapter contains information on their syntax and
1046 meaning.  There are currently two categories of GNU Fortran
1047 extensions, those that provide functionality beyond that provided
1048 by any standard, and those that are supported by GNU Fortran
1049 purely for backward compatibility with legacy compilers.  By default,
1050 @option{-std=gnu} allows the compiler to accept both types of
1051 extensions, but to warn about the use of the latter.  Specifying
1052 either @option{-std=f95}, @option{-std=f2003} or @option{-std=f2008}
1053 disables both types of extensions, and @option{-std=legacy} allows both
1054 without warning.
1055
1056 @menu
1057 * Old-style kind specifications::
1058 * Old-style variable initialization::
1059 * Extensions to namelist::
1060 * X format descriptor without count field::
1061 * Commas in FORMAT specifications::
1062 * Missing period in FORMAT specifications::
1063 * I/O item lists::
1064 * BOZ literal constants::
1065 * Real array indices::
1066 * Unary operators::
1067 * Implicitly convert LOGICAL and INTEGER values::
1068 * Hollerith constants support::
1069 * Cray pointers::
1070 * CONVERT specifier::
1071 * OpenMP::
1072 * Argument list functions::
1073 @end menu
1074
1075 @node Old-style kind specifications
1076 @subsection Old-style kind specifications
1077 @cindex kind, old-style
1078
1079 GNU Fortran allows old-style kind specifications in declarations. These
1080 look like:
1081 @smallexample
1082       TYPESPEC*size x,y,z
1083 @end smallexample
1084 @noindent
1085 where @code{TYPESPEC} is a basic type (@code{INTEGER}, @code{REAL},
1086 etc.), and where @code{size} is a byte count corresponding to the
1087 storage size of a valid kind for that type.  (For @code{COMPLEX}
1088 variables, @code{size} is the total size of the real and imaginary
1089 parts.)  The statement then declares @code{x}, @code{y} and @code{z} to
1090 be of type @code{TYPESPEC} with the appropriate kind.  This is
1091 equivalent to the standard-conforming declaration
1092 @smallexample
1093       TYPESPEC(k) x,y,z
1094 @end smallexample
1095 @noindent
1096 where @code{k} is the kind parameter suitable for the intended precision.  As
1097 kind parameters are implementation-dependent, use the @code{KIND},
1098 @code{SELECTED_INT_KIND} and @code{SELECTED_REAL_KIND} intrinsics to retrieve
1099 the correct value, for instance @code{REAL*8 x} can be replaced by:
1100 @smallexample
1101 INTEGER, PARAMETER :: dbl = KIND(1.0d0)
1102 REAL(KIND=dbl) :: x
1103 @end smallexample
1104
1105 @node Old-style variable initialization
1106 @subsection Old-style variable initialization
1107
1108 GNU Fortran allows old-style initialization of variables of the
1109 form:
1110 @smallexample
1111       INTEGER i/1/,j/2/
1112       REAL x(2,2) /3*0.,1./
1113 @end smallexample
1114 The syntax for the initializers is as for the @code{DATA} statement, but
1115 unlike in a @code{DATA} statement, an initializer only applies to the
1116 variable immediately preceding the initialization.  In other words,
1117 something like @code{INTEGER I,J/2,3/} is not valid.  This style of
1118 initialization is only allowed in declarations without double colons
1119 (@code{::}); the double colons were introduced in Fortran 90, which also
1120 introduced a standard syntax for initializing variables in type
1121 declarations.
1122
1123 Examples of standard-conforming code equivalent to the above example
1124 are:
1125 @smallexample
1126 ! Fortran 90
1127       INTEGER :: i = 1, j = 2
1128       REAL :: x(2,2) = RESHAPE((/0.,0.,0.,1./),SHAPE(x))
1129 ! Fortran 77
1130       INTEGER i, j
1131       REAL x(2,2)
1132       DATA i/1/, j/2/, x/3*0.,1./
1133 @end smallexample
1134
1135 Note that variables which are explicitly initialized in declarations
1136 or in @code{DATA} statements automatically acquire the @code{SAVE}
1137 attribute.
1138
1139 @node Extensions to namelist
1140 @subsection Extensions to namelist
1141 @cindex Namelist
1142
1143 GNU Fortran fully supports the Fortran 95 standard for namelist I/O
1144 including array qualifiers, substrings and fully qualified derived types.
1145 The output from a namelist write is compatible with namelist read.  The
1146 output has all names in upper case and indentation to column 1 after the
1147 namelist name.  Two extensions are permitted:
1148
1149 Old-style use of @samp{$} instead of @samp{&}
1150 @smallexample
1151 $MYNML
1152  X(:)%Y(2) = 1.0 2.0 3.0
1153  CH(1:4) = "abcd"
1154 $END
1155 @end smallexample
1156
1157 It should be noted that the default terminator is @samp{/} rather than
1158 @samp{&END}.
1159
1160 Querying of the namelist when inputting from stdin. After at least
1161 one space, entering @samp{?} sends to stdout the namelist name and the names of
1162 the variables in the namelist:
1163 @smallexample
1164  ?
1165
1166 &mynml
1167  x
1168  x%y
1169  ch
1170 &end
1171 @end smallexample
1172
1173 Entering @samp{=?} outputs the namelist to stdout, as if
1174 @code{WRITE(*,NML = mynml)} had been called:
1175 @smallexample
1176 =?
1177
1178 &MYNML
1179  X(1)%Y=  0.000000    ,  1.000000    ,  0.000000    ,
1180  X(2)%Y=  0.000000    ,  2.000000    ,  0.000000    ,
1181  X(3)%Y=  0.000000    ,  3.000000    ,  0.000000    ,
1182  CH=abcd,  /
1183 @end smallexample
1184
1185 To aid this dialog, when input is from stdin, errors send their
1186 messages to stderr and execution continues, even if @code{IOSTAT} is set.
1187
1188 @code{PRINT} namelist is permitted.  This causes an error if
1189 @option{-std=f95} is used.
1190 @smallexample
1191 PROGRAM test_print
1192   REAL, dimension (4)  ::  x = (/1.0, 2.0, 3.0, 4.0/)
1193   NAMELIST /mynml/ x
1194   PRINT mynml
1195 END PROGRAM test_print
1196 @end smallexample
1197
1198 Expanded namelist reads are permitted.  This causes an error if 
1199 @option{-std=f95} is used.  In the following example, the first element
1200 of the array will be given the value 0.00 and the two succeeding
1201 elements will be given the values 1.00 and 2.00.
1202 @smallexample
1203 &MYNML
1204   X(1,1) = 0.00 , 1.00 , 2.00
1205 /
1206 @end smallexample
1207
1208 @node X format descriptor without count field
1209 @subsection @code{X} format descriptor without count field
1210
1211 To support legacy codes, GNU Fortran permits the count field of the
1212 @code{X} edit descriptor in @code{FORMAT} statements to be omitted.
1213 When omitted, the count is implicitly assumed to be one.
1214
1215 @smallexample
1216        PRINT 10, 2, 3
1217 10     FORMAT (I1, X, I1)
1218 @end smallexample
1219
1220 @node Commas in FORMAT specifications
1221 @subsection Commas in @code{FORMAT} specifications
1222
1223 To support legacy codes, GNU Fortran allows the comma separator
1224 to be omitted immediately before and after character string edit
1225 descriptors in @code{FORMAT} statements.
1226
1227 @smallexample
1228        PRINT 10, 2, 3
1229 10     FORMAT ('FOO='I1' BAR='I2)
1230 @end smallexample
1231
1232
1233 @node Missing period in FORMAT specifications
1234 @subsection Missing period in @code{FORMAT} specifications
1235
1236 To support legacy codes, GNU Fortran allows missing periods in format
1237 specifications if and only if @option{-std=legacy} is given on the
1238 command line.  This is considered non-conforming code and is
1239 discouraged.
1240
1241 @smallexample
1242        REAL :: value
1243        READ(*,10) value
1244 10     FORMAT ('F4')
1245 @end smallexample
1246
1247 @node I/O item lists
1248 @subsection I/O item lists
1249 @cindex I/O item lists
1250
1251 To support legacy codes, GNU Fortran allows the input item list
1252 of the @code{READ} statement, and the output item lists of the
1253 @code{WRITE} and @code{PRINT} statements, to start with a comma.
1254
1255 @node BOZ literal constants
1256 @subsection BOZ literal constants
1257 @cindex BOZ literal constants
1258
1259 Besides decimal constants, Fortran also supports binary (@code{b}),
1260 octal (@code{o}) and hexadecimal (@code{z}) integer constants. The
1261 syntax is: @samp{prefix quote digits quote}, were the prefix is
1262 either @code{b}, @code{o} or @code{z}, quote is either @code{'} or
1263 @code{"} and the digits are for binary @code{0} or @code{1}, for
1264 octal between @code{0} and @code{7}, and for hexadecimal between
1265 @code{0} and @code{F}. (Example: @code{b'01011101'}.)
1266
1267 Up to Fortran 95, BOZ literals were only allowed to initialize
1268 integer variables in DATA statements. Since Fortran 2003 BOZ literals
1269 are also allowed as argument of @code{REAL}, @code{DBLE}, @code{INT}
1270 and @code{CMPLX}; the result is the same as if the integer BOZ
1271 literal had been converted by @code{TRANSFER} to, respectively,
1272 @code{real}, @code{double precision}, @code{integer} or @code{complex}.
1273 As GNU Fortran extension the intrinsic procedures @code{FLOAT},
1274 @code{DFLOAT}, @code{COMPLEX} and @code{DCMPLX} are treated alike.
1275
1276 As an extension, GNU Fortran allows hexadecimal BOZ literal constants to
1277 be specified using the @code{X} prefix, in addition to the standard
1278 @code{Z} prefix. The BOZ literal can also be specified by adding a
1279 suffix to the string, for example, @code{Z'ABC'} and @code{'ABC'Z} are
1280 equivalent.
1281
1282 Furthermore, GNU Fortran allows using BOZ literal constants outside
1283 DATA statements and the four intrinsic functions allowed by Fortran 2003.
1284 In DATA statements, in direct assignments, where the right-hand side
1285 only contains a BOZ literal constant, and for old-style initializers of
1286 the form @code{integer i /o'0173'/}, the constant is transferred
1287 as if @code{TRANSFER} had been used; for @code{COMPLEX} numbers, only
1288 the real part is initialized unless @code{CMPLX} is used. In all other
1289 cases, the BOZ literal constant is converted to an @code{INTEGER} value with
1290 the largest decimal representation.  This value is then converted
1291 numerically to the type and kind of the variable in question.
1292 (For instance, @code{real :: r = b'0000001' + 1} initializes @code{r}
1293 with @code{2.0}.) As different compilers implement the extension
1294 differently, one should be careful when doing bitwise initialization
1295 of non-integer variables.
1296
1297 Note that initializing an @code{INTEGER} variable with a statement such
1298 as @code{DATA i/Z'FFFFFFFF'/} will give an integer overflow error rather
1299 than the desired result of @math{-1} when @code{i} is a 32-bit integer
1300 on a system that supports 64-bit integers.  The @samp{-fno-range-check}
1301 option can be used as a workaround for legacy code that initializes
1302 integers in this manner.
1303
1304 @node Real array indices
1305 @subsection Real array indices
1306 @cindex array, indices of type real
1307
1308 As an extension, GNU Fortran allows the use of @code{REAL} expressions
1309 or variables as array indices.
1310
1311 @node Unary operators
1312 @subsection Unary operators
1313 @cindex operators, unary
1314
1315 As an extension, GNU Fortran allows unary plus and unary minus operators
1316 to appear as the second operand of binary arithmetic operators without
1317 the need for parenthesis.
1318
1319 @smallexample
1320        X = Y * -Z
1321 @end smallexample
1322
1323 @node Implicitly convert LOGICAL and INTEGER values
1324 @subsection Implicitly convert @code{LOGICAL} and @code{INTEGER} values
1325 @cindex conversion, to integer
1326 @cindex conversion, to logical
1327
1328 As an extension for backwards compatibility with other compilers, GNU
1329 Fortran allows the implicit conversion of @code{LOGICAL} values to
1330 @code{INTEGER} values and vice versa.  When converting from a
1331 @code{LOGICAL} to an @code{INTEGER}, @code{.FALSE.} is interpreted as
1332 zero, and @code{.TRUE.} is interpreted as one.  When converting from
1333 @code{INTEGER} to @code{LOGICAL}, the value zero is interpreted as
1334 @code{.FALSE.} and any nonzero value is interpreted as @code{.TRUE.}.
1335
1336 @smallexample
1337         LOGICAL :: l
1338         l = 1
1339 @end smallexample
1340 @smallexample
1341         INTEGER :: i
1342         i = .TRUE.
1343 @end smallexample
1344
1345 However, there is no implicit conversion of @code{INTEGER} values in
1346 @code{if}-statements, nor of @code{LOGICAL} or @code{INTEGER} values
1347 in I/O operations.
1348
1349 @node Hollerith constants support
1350 @subsection Hollerith constants support
1351 @cindex Hollerith constants
1352
1353 GNU Fortran supports Hollerith constants in assignments, function
1354 arguments, and @code{DATA} and @code{ASSIGN} statements.  A Hollerith
1355 constant is written as a string of characters preceded by an integer
1356 constant indicating the character count, and the letter @code{H} or
1357 @code{h}, and stored in bytewise fashion in a numeric (@code{INTEGER},
1358 @code{REAL}, or @code{complex}) or @code{LOGICAL} variable.  The
1359 constant will be padded or truncated to fit the size of the variable in
1360 which it is stored.
1361
1362 Examples of valid uses of Hollerith constants:
1363 @smallexample
1364       complex*16 x(2)
1365       data x /16Habcdefghijklmnop, 16Hqrstuvwxyz012345/
1366       x(1) = 16HABCDEFGHIJKLMNOP
1367       call foo (4h abc)
1368 @end smallexample
1369
1370 Invalid Hollerith constants examples:
1371 @smallexample
1372       integer*4 a
1373       a = 8H12345678 ! Valid, but the Hollerith constant will be truncated.
1374       a = 0H         ! At least one character is needed.
1375 @end smallexample
1376
1377 In general, Hollerith constants were used to provide a rudimentary
1378 facility for handling character strings in early Fortran compilers,
1379 prior to the introduction of @code{CHARACTER} variables in Fortran 77;
1380 in those cases, the standard-compliant equivalent is to convert the
1381 program to use proper character strings.  On occasion, there may be a
1382 case where the intent is specifically to initialize a numeric variable
1383 with a given byte sequence.  In these cases, the same result can be
1384 obtained by using the @code{TRANSFER} statement, as in this example.
1385 @smallexample
1386       INTEGER(KIND=4) :: a
1387       a = TRANSFER ("abcd", a)     ! equivalent to: a = 4Habcd
1388 @end smallexample
1389
1390
1391 @node Cray pointers
1392 @subsection Cray pointers
1393 @cindex pointer, Cray
1394
1395 Cray pointers are part of a non-standard extension that provides a
1396 C-like pointer in Fortran.  This is accomplished through a pair of
1397 variables: an integer "pointer" that holds a memory address, and a
1398 "pointee" that is used to dereference the pointer.
1399
1400 Pointer/pointee pairs are declared in statements of the form:
1401 @smallexample
1402         pointer ( <pointer> , <pointee> )
1403 @end smallexample
1404 or,
1405 @smallexample
1406         pointer ( <pointer1> , <pointee1> ), ( <pointer2> , <pointee2> ), ...
1407 @end smallexample
1408 The pointer is an integer that is intended to hold a memory address.
1409 The pointee may be an array or scalar.  A pointee can be an assumed
1410 size array---that is, the last dimension may be left unspecified by
1411 using a @code{*} in place of a value---but a pointee cannot be an
1412 assumed shape array.  No space is allocated for the pointee.
1413
1414 The pointee may have its type declared before or after the pointer
1415 statement, and its array specification (if any) may be declared
1416 before, during, or after the pointer statement.  The pointer may be
1417 declared as an integer prior to the pointer statement.  However, some
1418 machines have default integer sizes that are different than the size
1419 of a pointer, and so the following code is not portable:
1420 @smallexample
1421         integer ipt
1422         pointer (ipt, iarr)
1423 @end smallexample
1424 If a pointer is declared with a kind that is too small, the compiler
1425 will issue a warning; the resulting binary will probably not work
1426 correctly, because the memory addresses stored in the pointers may be
1427 truncated.  It is safer to omit the first line of the above example;
1428 if explicit declaration of ipt's type is omitted, then the compiler
1429 will ensure that ipt is an integer variable large enough to hold a
1430 pointer.
1431
1432 Pointer arithmetic is valid with Cray pointers, but it is not the same
1433 as C pointer arithmetic.  Cray pointers are just ordinary integers, so
1434 the user is responsible for determining how many bytes to add to a
1435 pointer in order to increment it.  Consider the following example:
1436 @smallexample
1437         real target(10)
1438         real pointee(10)
1439         pointer (ipt, pointee)
1440         ipt = loc (target)
1441         ipt = ipt + 1       
1442 @end smallexample
1443 The last statement does not set @code{ipt} to the address of
1444 @code{target(1)}, as it would in C pointer arithmetic.  Adding @code{1}
1445 to @code{ipt} just adds one byte to the address stored in @code{ipt}.
1446
1447 Any expression involving the pointee will be translated to use the
1448 value stored in the pointer as the base address.
1449
1450 To get the address of elements, this extension provides an intrinsic
1451 function @code{LOC()}.  The @code{LOC()} function is equivalent to the
1452 @code{&} operator in C, except the address is cast to an integer type:
1453 @smallexample
1454         real ar(10)
1455         pointer(ipt, arpte(10))
1456         real arpte
1457         ipt = loc(ar)  ! Makes arpte is an alias for ar
1458         arpte(1) = 1.0 ! Sets ar(1) to 1.0
1459 @end smallexample
1460 The pointer can also be set by a call to the @code{MALLOC} intrinsic
1461 (see @ref{MALLOC}).
1462
1463 Cray pointees often are used to alias an existing variable.  For
1464 example:
1465 @smallexample
1466         integer target(10)
1467         integer iarr(10)
1468         pointer (ipt, iarr)
1469         ipt = loc(target)
1470 @end smallexample
1471 As long as @code{ipt} remains unchanged, @code{iarr} is now an alias for
1472 @code{target}. The optimizer, however, will not detect this aliasing, so
1473 it is unsafe to use @code{iarr} and @code{target} simultaneously.  Using
1474 a pointee in any way that violates the Fortran aliasing rules or
1475 assumptions is illegal. It is the user's responsibility to avoid doing
1476 this; the compiler works under the assumption that no such aliasing
1477 occurs.
1478
1479 Cray pointers will work correctly when there is no aliasing (i.e., when
1480 they are used to access a dynamically allocated block of memory), and
1481 also in any routine where a pointee is used, but any variable with which
1482 it shares storage is not used.  Code that violates these rules may not
1483 run as the user intends.  This is not a bug in the optimizer; any code
1484 that violates the aliasing rules is illegal.  (Note that this is not
1485 unique to GNU Fortran; any Fortran compiler that supports Cray pointers
1486 will ``incorrectly'' optimize code with illegal aliasing.)
1487
1488 There are a number of restrictions on the attributes that can be applied
1489 to Cray pointers and pointees.  Pointees may not have the
1490 @code{ALLOCATABLE}, @code{INTENT}, @code{OPTIONAL}, @code{DUMMY},
1491 @code{TARGET}, @code{INTRINSIC}, or @code{POINTER} attributes. Pointers
1492 may not have the @code{DIMENSION}, @code{POINTER}, @code{TARGET},
1493 @code{ALLOCATABLE}, @code{EXTERNAL}, or @code{INTRINSIC} attributes.
1494 Pointees may not occur in more than one pointer statement.  A pointee
1495 cannot be a pointer.  Pointees cannot occur in equivalence, common, or
1496 data statements.
1497
1498 A Cray pointer may also point to a function or a subroutine.  For
1499 example, the following excerpt is valid:
1500 @smallexample
1501   implicit none
1502   external sub
1503   pointer (subptr,subpte)
1504   external subpte
1505   subptr = loc(sub)
1506   call subpte()
1507   [...]
1508   subroutine sub
1509   [...]
1510   end subroutine sub
1511 @end smallexample
1512
1513 A pointer may be modified during the course of a program, and this
1514 will change the location to which the pointee refers.  However, when
1515 pointees are passed as arguments, they are treated as ordinary
1516 variables in the invoked function.  Subsequent changes to the pointer
1517 will not change the base address of the array that was passed.
1518
1519 @node CONVERT specifier
1520 @subsection @code{CONVERT} specifier
1521 @cindex @code{CONVERT} specifier
1522
1523 GNU Fortran allows the conversion of unformatted data between little-
1524 and big-endian representation to facilitate moving of data
1525 between different systems.  The conversion can be indicated with
1526 the @code{CONVERT} specifier on the @code{OPEN} statement.
1527 @xref{GFORTRAN_CONVERT_UNIT}, for an alternative way of specifying
1528 the data format via an environment variable.
1529
1530 Valid values for @code{CONVERT} are:
1531 @itemize @w{}
1532 @item @code{CONVERT='NATIVE'} Use the native format.  This is the default.
1533 @item @code{CONVERT='SWAP'} Swap between little- and big-endian.
1534 @item @code{CONVERT='LITTLE_ENDIAN'} Use the little-endian representation
1535 for unformatted files.
1536 @item @code{CONVERT='BIG_ENDIAN'} Use the big-endian representation for
1537 unformatted files.
1538 @end itemize
1539
1540 Using the option could look like this:
1541 @smallexample
1542   open(file='big.dat',form='unformatted',access='sequential', &
1543        convert='big_endian')
1544 @end smallexample
1545
1546 The value of the conversion can be queried by using
1547 @code{INQUIRE(CONVERT=ch)}.  The values returned are
1548 @code{'BIG_ENDIAN'} and @code{'LITTLE_ENDIAN'}.
1549
1550 @code{CONVERT} works between big- and little-endian for
1551 @code{INTEGER} values of all supported kinds and for @code{REAL}
1552 on IEEE systems of kinds 4 and 8.  Conversion between different
1553 ``extended double'' types on different architectures such as
1554 m68k and x86_64, which GNU Fortran
1555 supports as @code{REAL(KIND=10)} and @code{REAL(KIND=16)}, will
1556 probably not work.
1557
1558 @emph{Note that the values specified via the GFORTRAN_CONVERT_UNIT
1559 environment variable will override the CONVERT specifier in the
1560 open statement}.  This is to give control over data formats to
1561 users who do not have the source code of their program available.
1562
1563 Using anything but the native representation for unformatted data
1564 carries a significant speed overhead.  If speed in this area matters
1565 to you, it is best if you use this only for data that needs to be
1566 portable.
1567
1568 @node OpenMP
1569 @subsection OpenMP
1570 @cindex OpenMP
1571
1572 OpenMP (Open Multi-Processing) is an application programming
1573 interface (API) that supports multi-platform shared memory 
1574 multiprocessing programming in C/C++ and Fortran on many 
1575 architectures, including Unix and Microsoft Windows platforms.
1576 It consists of a set of compiler directives, library routines,
1577 and environment variables that influence run-time behavior.
1578
1579 GNU Fortran strives to be compatible to the 
1580 @uref{http://www.openmp.org/mp-documents/spec30.pdf,
1581 OpenMP Application Program Interface v3.0}.
1582
1583 To enable the processing of the OpenMP directive @code{!$omp} in
1584 free-form source code; the @code{c$omp}, @code{*$omp} and @code{!$omp}
1585 directives in fixed form; the @code{!$} conditional compilation sentinels
1586 in free form; and the @code{c$}, @code{*$} and @code{!$} sentinels
1587 in fixed form, @command{gfortran} needs to be invoked with the
1588 @option{-fopenmp}. This also arranges for automatic linking of the
1589 GNU OpenMP runtime library @ref{Top,,libgomp,libgomp,GNU OpenMP
1590 runtime library}.
1591
1592 The OpenMP Fortran runtime library routines are provided both in a
1593 form of a Fortran 90 module named @code{omp_lib} and in a form of
1594 a Fortran @code{include} file named @file{omp_lib.h}.
1595
1596 An example of a parallelized loop taken from Appendix A.1 of
1597 the OpenMP Application Program Interface v2.5:
1598 @smallexample
1599 SUBROUTINE A1(N, A, B)
1600   INTEGER I, N
1601   REAL B(N), A(N)
1602 !$OMP PARALLEL DO !I is private by default
1603   DO I=2,N
1604     B(I) = (A(I) + A(I-1)) / 2.0
1605   ENDDO
1606 !$OMP END PARALLEL DO
1607 END SUBROUTINE A1
1608 @end smallexample
1609
1610 Please note:
1611 @itemize
1612 @item
1613 @option{-fopenmp} implies @option{-frecursive}, i.e., all local arrays
1614 will be allocated on the stack. When porting existing code to OpenMP,
1615 this may lead to surprising results, especially to segmentation faults
1616 if the stacksize is limited.
1617
1618 @item
1619 On glibc-based systems, OpenMP enabled applications cannot be statically
1620 linked due to limitations of the underlying pthreads-implementation. It
1621 might be possible to get a working solution if 
1622 @command{-Wl,--whole-archive -lpthread -Wl,--no-whole-archive} is added
1623 to the command line. However, this is not supported by @command{gcc} and
1624 thus not recommended.
1625 @end itemize
1626
1627 @node Argument list functions
1628 @subsection Argument list functions @code{%VAL}, @code{%REF} and @code{%LOC}
1629 @cindex argument list functions
1630 @cindex @code{%VAL}
1631 @cindex @code{%REF}
1632 @cindex @code{%LOC}
1633
1634 GNU Fortran supports argument list functions @code{%VAL}, @code{%REF} 
1635 and @code{%LOC} statements, for backward compatibility with g77. 
1636 It is recommended that these should be used only for code that is 
1637 accessing facilities outside of GNU Fortran, such as operating system 
1638 or windowing facilities. It is best to constrain such uses to isolated 
1639 portions of a program--portions that deal specifically and exclusively 
1640 with low-level, system-dependent facilities. Such portions might well 
1641 provide a portable interface for use by the program as a whole, but are 
1642 themselves not portable, and should be thoroughly tested each time they 
1643 are rebuilt using a new compiler or version of a compiler.
1644
1645 @code{%VAL} passes a scalar argument by value, @code{%REF} passes it by 
1646 reference and @code{%LOC} passes its memory location.  Since gfortran 
1647 already passes scalar arguments by reference, @code{%REF} is in effect 
1648 a do-nothing.  @code{%LOC} has the same effect as a Fortran pointer.
1649
1650 An example of passing an argument by value to a C subroutine foo.:
1651 @smallexample
1652 C
1653 C prototype      void foo_ (float x);
1654 C
1655       external foo
1656       real*4 x
1657       x = 3.14159
1658       call foo (%VAL (x))
1659       end
1660 @end smallexample
1661
1662 For details refer to the g77 manual
1663 @uref{http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-3.4.6/g77/index.html#Top}.
1664
1665 Also, @code{c_by_val.f} and its partner @code{c_by_val.c} of the
1666 GNU Fortran testsuite are worth a look.
1667
1668
1669 @node Extensions not implemented in GNU Fortran
1670 @section Extensions not implemented in GNU Fortran
1671 @cindex extensions, not implemented
1672
1673 The long history of the Fortran language, its wide use and broad
1674 userbase, the large number of different compiler vendors and the lack of
1675 some features crucial to users in the first standards have lead to the
1676 existence of a number of important extensions to the language.  While
1677 some of the most useful or popular extensions are supported by the GNU
1678 Fortran compiler, not all existing extensions are supported.  This section
1679 aims at listing these extensions and offering advice on how best make
1680 code that uses them running with the GNU Fortran compiler.
1681
1682 @c More can be found here:
1683 @c   -- http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-3.4.6/g77/Missing-Features.html
1684 @c   -- the list of Fortran and libgfortran bugs closed as WONTFIX:
1685 @c      http://tinyurl.com/2u4h5y
1686
1687 @menu
1688 * STRUCTURE and RECORD::
1689 @c * UNION and MAP::
1690 * ENCODE and DECODE statements::
1691 * Variable FORMAT expressions::
1692 @c * Q edit descriptor::
1693 @c * AUTOMATIC statement::
1694 @c * TYPE and ACCEPT I/O Statements::
1695 @c * .XOR. operator::
1696 @c * CARRIAGECONTROL, DEFAULTFILE, DISPOSE and RECORDTYPE I/O specifiers::
1697 @c * Omitted arguments in procedure call:
1698 @end menu
1699
1700
1701 @node STRUCTURE and RECORD
1702 @subsection @code{STRUCTURE} and @code{RECORD}
1703 @cindex @code{STRUCTURE}
1704 @cindex @code{RECORD}
1705
1706 Structures are user-defined aggregate data types; this functionality was
1707 standardized in Fortran 90 with an different syntax, under the name of
1708 ``derived types''. Here is an example of code using the non portable
1709 structure syntax:
1710
1711 @example
1712 ! Declaring a structure named ``item'' and containing three fields:
1713 ! an integer ID, an description string and a floating-point price.
1714 STRUCTURE /item/
1715   INTEGER id
1716   CHARACTER(LEN=200) description
1717   REAL price
1718 END STRUCTURE
1719
1720 ! Define two variables, an single record of type ``item''
1721 ! named ``pear'', and an array of items named ``store_catalog''
1722 RECORD /item/ pear, store_catalog(100)
1723
1724 ! We can directly access the fields of both variables
1725 pear.id = 92316
1726 pear.description = "juicy D'Anjou pear"
1727 pear.price = 0.15
1728 store_catalog(7).id = 7831
1729 store_catalog(7).description = "milk bottle"
1730 store_catalog(7).price = 1.2
1731
1732 ! We can also manipulate the whole structure
1733 store_catalog(12) = pear
1734 print *, store_catalog(12)
1735 @end example
1736
1737 @noindent
1738 This code can easily be rewritten in the Fortran 90 syntax as following:
1739
1740 @example
1741 ! ``STRUCTURE /name/ ... END STRUCTURE'' becomes
1742 ! ``TYPE name ... END TYPE''
1743 TYPE item
1744   INTEGER id
1745   CHARACTER(LEN=200) description
1746   REAL price
1747 END TYPE
1748
1749 ! ``RECORD /name/ variable'' becomes ``TYPE(name) variable''
1750 TYPE(item) pear, store_catalog(100)
1751
1752 ! Instead of using a dot (.) to access fields of a record, the
1753 ! standard syntax uses a percent sign (%)
1754 pear%id = 92316
1755 pear%description = "juicy D'Anjou pear"
1756 pear%price = 0.15
1757 store_catalog(7)%id = 7831
1758 store_catalog(7)%description = "milk bottle"
1759 store_catalog(7)%price = 1.2
1760
1761 ! Assignments of a whole variable don't change
1762 store_catalog(12) = pear
1763 print *, store_catalog(12)
1764 @end example
1765
1766
1767 @c @node UNION and MAP
1768 @c @subsection @code{UNION} and @code{MAP}
1769 @c @cindex @code{UNION}
1770 @c @cindex @code{MAP}
1771 @c
1772 @c For help writing this one, see
1773 @c http://www.eng.umd.edu/~nsw/ench250/fortran1.htm#UNION and
1774 @c http://www.tacc.utexas.edu/services/userguides/pgi/pgiws_ug/pgi32u06.htm
1775
1776
1777 @node ENCODE and DECODE statements
1778 @subsection @code{ENCODE} and @code{DECODE} statements
1779 @cindex @code{ENCODE}
1780 @cindex @code{DECODE}
1781
1782 GNU Fortran doesn't support the @code{ENCODE} and @code{DECODE}
1783 statements.  These statements are best replaced by @code{READ} and
1784 @code{WRITE} statements involving internal files (@code{CHARACTER}
1785 variables and arrays), which have been part of the Fortran standard since
1786 Fortran 77. For example, replace a code fragment like
1787
1788 @smallexample
1789       INTEGER*1 LINE(80)
1790       REAL A, B, C
1791 c     ... Code that sets LINE
1792       DECODE (80, 9000, LINE) A, B, C
1793  9000 FORMAT (1X, 3(F10.5))
1794 @end smallexample
1795
1796 @noindent
1797 with the following:
1798
1799 @smallexample
1800       CHARACTER(LEN=80) LINE
1801       REAL A, B, C
1802 c     ... Code that sets LINE
1803       READ (UNIT=LINE, FMT=9000) A, B, C
1804  9000 FORMAT (1X, 3(F10.5))
1805 @end smallexample
1806
1807 Similarly, replace a code fragment like
1808
1809 @smallexample
1810       INTEGER*1 LINE(80)
1811       REAL A, B, C
1812 c     ... Code that sets A, B and C
1813       ENCODE (80, 9000, LINE) A, B, C
1814  9000 FORMAT (1X, 'OUTPUT IS ', 3(F10.5))
1815 @end smallexample
1816
1817 @noindent
1818 with the following:
1819
1820 @smallexample
1821       CHARACTER(LEN=80) LINE
1822       REAL A, B, C
1823 c     ... Code that sets A, B and C
1824       WRITE (UNIT=LINE, FMT=9000) A, B, C
1825  9000 FORMAT (1X, 'OUTPUT IS ', 3(F10.5))
1826 @end smallexample
1827
1828
1829 @node Variable FORMAT expressions
1830 @subsection Variable @code{FORMAT} expressions
1831 @cindex @code{FORMAT}
1832
1833 A variable @code{FORMAT} expression is format statement which includes
1834 angle brackets enclosing a Fortran expression: @code{FORMAT(I<N>)}. GNU
1835 Fortran does not support this legacy extension. The effect of variable
1836 format expressions can be reproduced by using the more powerful (and
1837 standard) combination of internal output and string formats. For example,
1838 replace a code fragment like this:
1839
1840 @smallexample
1841       WRITE(6,20) INT1
1842  20   FORMAT(I<N+1>)
1843 @end smallexample
1844
1845 @noindent
1846 with the following:
1847
1848 @smallexample
1849 c     Variable declaration
1850       CHARACTER(LEN=20) F
1851 c     
1852 c     Other code here...
1853 c
1854       WRITE(FMT,'("(I", I0, ")")') N+1
1855       WRITE(6,FM) INT1
1856 @end smallexample
1857
1858 @noindent
1859 or with:
1860
1861 @smallexample
1862 c     Variable declaration
1863       CHARACTER(LEN=20) FMT
1864 c     
1865 c     Other code here...
1866 c
1867       WRITE(FMT,*) N+1
1868       WRITE(6,"(I" // ADJUSTL(FMT) // ")") INT1
1869 @end smallexample
1870
1871
1872 @c ---------------------------------------------------------------------
1873 @c Mixed-Language Programming
1874 @c ---------------------------------------------------------------------
1875
1876 @node Mixed-Language Programming
1877 @chapter Mixed-Language Programming
1878 @cindex Interoperability
1879 @cindex Mixed-language programming
1880
1881 @menu
1882 * Interoperability with C::
1883 * GNU Fortran Compiler Directives::
1884 * Non-Fortran Main Program::
1885 @end menu
1886
1887 This chapter is about mixed-language interoperability, but also applies
1888 if one links Fortran code compiled by different compilers. In most cases,
1889 use of the C Binding features of the Fortran 2003 standard is sufficient,
1890 and their use is highly recommended.
1891
1892
1893 @node Interoperability with C
1894 @section Interoperability with C
1895
1896 @menu
1897 * Intrinsic Types::
1898 * Further Interoperability of Fortran with C::
1899 * Derived Types and struct::
1900 * Interoperable Global Variables::
1901 * Interoperable Subroutines and Functions::
1902 @end menu
1903
1904 Since Fortran 2003 (ISO/IEC 1539-1:2004(E)) there is a
1905 standardized way to generate procedure and derived-type
1906 declarations and global variables which are interoperable with C
1907 (ISO/IEC 9899:1999). The @code{bind(C)} attribute has been added
1908 to inform the compiler that a symbol shall be interoperable with C;
1909 also, some constraints are added. Note, however, that not
1910 all C features have a Fortran equivalent or vice versa. For instance,
1911 neither C's unsigned integers nor C's functions with variable number
1912 of arguments have an equivalent in Fortran.
1913
1914 Note that array dimensions are reversely ordered in C and that arrays in
1915 C always start with index 0 while in Fortran they start by default with
1916 1. Thus, an array declaration @code{A(n,m)} in Fortran matches
1917 @code{A[m][n]} in C and accessing the element @code{A(i,j)} matches
1918 @code{A[j-1][i-1]}. The element following @code{A(i,j)} (C: @code{A[j-1][i-1]};
1919 assuming @math{i < n}) in memory is @code{A(i+1,j)} (C: @code{A[j-1][i]}).
1920
1921 @node Intrinsic Types
1922 @subsection Intrinsic Types
1923
1924 In order to ensure that exactly the same variable type and kind is used
1925 in C and Fortran, the named constants shall be used which are defined in the
1926 @code{ISO_C_BINDING} intrinsic module. That module contains named constants
1927 for kind parameters and character named constants for the escape sequences
1928 in C. For a list of the constants, see @ref{ISO_C_BINDING}.
1929
1930 @node Derived Types and struct
1931 @subsection Derived Types and struct
1932
1933 For compatibility of derived types with @code{struct}, one needs to use
1934 the @code{BIND(C)} attribute in the type declaration. For instance, the
1935 following type declaration
1936
1937 @smallexample
1938  USE ISO_C_BINDING
1939  TYPE, BIND(C) :: myType
1940    INTEGER(C_INT) :: i1, i2
1941    INTEGER(C_SIGNED_CHAR) :: i3
1942    REAL(C_DOUBLE) :: d1
1943    COMPLEX(C_FLOAT_COMPLEX) :: c1
1944    CHARACTER(KIND=C_CHAR) :: str(5)
1945  END TYPE
1946 @end smallexample
1947
1948 matches the following @code{struct} declaration in C
1949
1950 @smallexample
1951  struct @{
1952    int i1, i2;
1953    /* Note: "char" might be signed or unsigned.  */
1954    signed char i3;
1955    double d1;
1956    float _Complex c1;
1957    char str[5];
1958  @} myType;
1959 @end smallexample
1960
1961 Derived types with the C binding attribute shall not have the @code{sequence}
1962 attribute, type parameters, the @code{extends} attribute, nor type-bound
1963 procedures. Every component must be of interoperable type and kind and may not
1964 have the @code{pointer} or @code{allocatable} attribute. The names of the
1965 variables are irrelevant for interoperability.
1966
1967 As there exist no direct Fortran equivalents, neither unions nor structs
1968 with bit field or variable-length array members are interoperable.
1969
1970 @node Interoperable Global Variables
1971 @subsection Interoperable Global Variables
1972
1973 Variables can be made accessible from C using the C binding attribute,
1974 optionally together with specifying a binding name. Those variables
1975 have to be declared in the declaration part of a @code{MODULE},
1976 be of interoperable type, and have neither the @code{pointer} nor
1977 the @code{allocatable} attribute.
1978
1979 @smallexample
1980   MODULE m
1981     USE myType_module
1982     USE ISO_C_BINDING
1983     integer(C_INT), bind(C, name="_MyProject_flags") :: global_flag
1984     type(myType), bind(C) :: tp
1985   END MODULE
1986 @end smallexample
1987
1988 Here, @code{_MyProject_flags} is the case-sensitive name of the variable
1989 as seen from C programs while @code{global_flag} is the case-insensitive
1990 name as seen from Fortran. If no binding name is specified, as for
1991 @var{tp}, the C binding name is the (lowercase) Fortran binding name.
1992 If a binding name is specified, only a single variable may be after the
1993 double colon. Note of warning: You cannot use a global variable to
1994 access @var{errno} of the C library as the C standard allows it to be
1995 a macro. Use the @code{IERRNO} intrinsic (GNU extension) instead.
1996
1997 @node Interoperable Subroutines and Functions
1998 @subsection Interoperable Subroutines and Functions
1999
2000 Subroutines and functions have to have the @code{BIND(C)} attribute to
2001 be compatible with C. The dummy argument declaration is relatively
2002 straightforward. However, one needs to be careful because C uses
2003 call-by-value by default while Fortran behaves usually similar to
2004 call-by-reference. Furthermore, strings and pointers are handled
2005 differently. Note that only explicit size and assumed-size arrays are
2006 supported but not assumed-shape or allocatable arrays.
2007
2008 To pass a variable by value, use the @code{VALUE} attribute.
2009 Thus the following C prototype
2010
2011 @smallexample
2012 @code{int func(int i, int *j)}
2013 @end smallexample
2014
2015 matches the Fortran declaration
2016
2017 @smallexample
2018   integer(c_int) function func(i,j)
2019     use iso_c_binding, only: c_int
2020     integer(c_int), VALUE :: i
2021     integer(c_int) :: j
2022 @end smallexample
2023
2024 Note that pointer arguments also frequently need the @code{VALUE} attribute.
2025
2026 Strings are handled quite differently in C and Fortran. In C a string
2027 is a @code{NUL}-terminated array of characters while in Fortran each string
2028 has a length associated with it and is thus not terminated (by e.g.
2029 @code{NUL}). For example, if one wants to use the following C function,
2030
2031 @smallexample
2032   #include <stdio.h>
2033   void print_C(char *string) /* equivalent: char string[]  */
2034   @{
2035      printf("%s\n", string);
2036   @}
2037 @end smallexample
2038
2039 to print ``Hello World'' from Fortran, one can call it using
2040
2041 @smallexample
2042   use iso_c_binding, only: C_CHAR, C_NULL_CHAR
2043   interface
2044     subroutine print_c(string) bind(C, name="print_C")
2045       use iso_c_binding, only: c_char
2046       character(kind=c_char) :: string(*)
2047     end subroutine print_c
2048   end interface
2049   call print_c(C_CHAR_"Hello World"//C_NULL_CHAR)
2050 @end smallexample
2051
2052 As the example shows, one needs to ensure that the
2053 string is @code{NUL} terminated. Additionally, the dummy argument
2054 @var{string} of @code{print_C} is a length-one assumed-size
2055 array; using @code{character(len=*)} is not allowed. The example
2056 above uses @code{c_char_"Hello World"} to ensure the string
2057 literal has the right type; typically the default character
2058 kind and @code{c_char} are the same and thus @code{"Hello World"}
2059 is equivalent. However, the standard does not guarantee this.
2060
2061 The use of pointers is now illustrated using the C library
2062 function @code{strncpy}, whose prototype is
2063
2064 @smallexample
2065   char *strncpy(char *restrict s1, const char *restrict s2, size_t n);
2066 @end smallexample
2067
2068 The function @code{strncpy} copies at most @var{n} characters from
2069 string @var{s2} to @var{s1} and returns @var{s1}. In the following
2070 example, we ignore the return value:
2071
2072 @smallexample
2073   use iso_c_binding
2074   implicit none
2075   character(len=30) :: str,str2
2076   interface
2077     ! Ignore the return value of strncpy -> subroutine
2078     ! "restrict" is always assumed if we do not pass a pointer
2079     subroutine strncpy(dest, src, n) bind(C)
2080       import
2081       character(kind=c_char),  intent(out) :: dest(*)
2082       character(kind=c_char),  intent(in)  :: src(*)
2083       integer(c_size_t), value, intent(in) :: n
2084     end subroutine strncpy
2085   end interface
2086   str = repeat('X',30) ! Initialize whole string with 'X'
2087   call strncpy(str, c_char_"Hello World"//C_NULL_CHAR, &
2088                len(c_char_"Hello World",kind=c_size_t))
2089   print '(a)', str ! prints: "Hello WorldXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"
2090   end
2091 @end smallexample
2092
2093 C pointers are represented in Fortran via the special derived type
2094 @code{type(c_ptr)}, with private components. Thus one needs to
2095 use intrinsic conversion procedures to convert from or to C pointers.
2096 For example,
2097
2098 @smallexample
2099   use iso_c_binding
2100   type(c_ptr) :: cptr1, cptr2
2101   integer, target :: array(7), scalar
2102   integer, pointer :: pa(:), ps
2103   cptr1 = c_loc(array(1)) ! The programmer needs to ensure that the
2104                           ! array is contiguous if required by the C
2105                           ! procedure
2106   cptr2 = c_loc(scalar)
2107   call c_f_pointer(cptr2, ps)
2108   call c_f_pointer(cptr2, pa, shape=[7])
2109 @end smallexample
2110
2111 When converting C to Fortran arrays, the one-dimensional @code{SHAPE} argument
2112 has to be passed. Note: A pointer argument @code{void *} matches
2113 @code{TYPE(C_PTR), VALUE} while @code{TYPE(C_PTR)} matches @code{void **}.
2114
2115 Procedure pointers are handled analogously to pointers; the C type is
2116 @code{TYPE(C_FUNPTR)} and the intrinsic conversion procedures are
2117 @code{C_F_PROC_POINTER} and @code{C_FUNLOC}.
2118
2119 The intrinsic procedures are described in @ref{Intrinsic Procedures}.
2120
2121 @node Further Interoperability of Fortran with C
2122 @subsection Further Interoperability of Fortran with C
2123
2124 Assumed-shape and allocatable arrays are passed using an array descriptor
2125 (dope vector). The internal structure of the array descriptor used
2126 by GNU Fortran is not yet documented and will change. There will also be
2127 a Technical Report (TR 29113) which standardizes an interoperable
2128 array descriptor. Until then, you can use the Chasm Language
2129 Interoperability Tools, @url{http://chasm-interop.sourceforge.net/},
2130 which provide an interface to GNU Fortran's array descriptor.
2131
2132 The technical report 29113 will presumably also include support for
2133 C-interoperable @code{OPTIONAL} and for assumed-rank and assumed-type
2134 dummy arguments. However, the TR has neither been approved nor implemented
2135 in GNU Fortran; therefore, these features are not yet available.
2136
2137
2138
2139 @node GNU Fortran Compiler Directives
2140 @section GNU Fortran Compiler Directives
2141
2142 The Fortran standard standard describes how a conforming program shall
2143 behave; however, the exact implementation is not standardized. In order
2144 to allow the user to choose specific implementation details, compiler
2145 directives can be used to set attributes of variables and procedures
2146 which are not part of the standard. Whether a given attribute is
2147 supported and its exact effects depend on both the operating system and
2148 on the processor; see
2149 @ref{Top,,C Extensions,gcc,Using the GNU Compiler Collection (GCC)}
2150 for details.
2151
2152 For procedures and procedure pointers, the following attributes can
2153 be used to change the calling convention:
2154
2155 @itemize
2156 @item @code{CDECL} -- standard C calling convention
2157 @item @code{STDCALL} -- convention where the called procedure pops the stack
2158 @item @code{FASTCALL} -- part of the arguments are passed via registers
2159 instead using the stack
2160 @end itemize
2161
2162 Besides changing the calling convention, the attributes also influence
2163 the decoration of the symbol name, e.g., by a leading underscore or by
2164 a trailing at-sign followed by the number of bytes on the stack. When
2165 assigning a procedure to a procedure pointer, both should use the same
2166 calling convention.
2167
2168 On some systems, procedures and global variables (module variables and
2169 @code{COMMON} blocks) need special handling to be accessible when they
2170 are in a shared library. The following attributes are available:
2171
2172 @itemize
2173 @item @code{DLLEXPORT} -- provide a global pointer to a pointer in the DLL
2174 @item @code{DLLIMPORT} -- reference the function or variable using a global pointer 
2175 @end itemize
2176
2177 The attributes are specified using the syntax
2178
2179 @code{!GCC$ ATTRIBUTES} @var{attribute-list} @code{::} @var{variable-list}
2180
2181 where in free-form source code only whitespace is allowed before @code{!GCC$}
2182 and in fixed-form source code @code{!GCC$}, @code{cGCC$} or @code{*GCC$} shall
2183 start in the first column.
2184
2185 For procedures, the compiler directives shall be placed into the body
2186 of the procedure; for variables and procedure pointers, they shall be in
2187 the same declaration part as the variable or procedure pointer.
2188
2189
2190
2191 @node Non-Fortran Main Program
2192 @section Non-Fortran Main Program
2193
2194 @menu
2195 * _gfortran_set_args:: Save command-line arguments
2196 * _gfortran_set_options:: Set library option flags
2197 * _gfortran_set_convert:: Set endian conversion
2198 * _gfortran_set_record_marker:: Set length of record markers
2199 * _gfortran_set_max_subrecord_length:: Set subrecord length
2200 * _gfortran_set_fpe:: Set when a Floating Point Exception should be raised
2201 @end menu
2202
2203 Even if you are doing mixed-language programming, it is very
2204 likely that you do not need to know or use the information in this
2205 section. Since it is about the internal structure of GNU Fortran,
2206 it may also change in GCC minor releases.
2207
2208 When you compile a @code{PROGRAM} with GNU Fortran, a function
2209 with the name @code{main} (in the symbol table of the object file)
2210 is generated, which initializes the libgfortran library and then
2211 calls the actual program which uses the name @code{MAIN__}, for
2212 historic reasons. If you link GNU Fortran compiled procedures
2213 to, e.g., a C or C++ program or to a Fortran program compiled by
2214 a different compiler, the libgfortran library is not initialized
2215 and thus a few intrinsic procedures do not work properly, e.g.
2216 those for obtaining the command-line arguments.
2217
2218 Therefore, if your @code{PROGRAM} is not compiled with
2219 GNU Fortran and the GNU Fortran compiled procedures require
2220 intrinsics relying on the library initialization, you need to
2221 initialize the library yourself. Using the default options,
2222 gfortran calls @code{_gfortran_set_args} and
2223 @code{_gfortran_set_options}. The initialization of the former
2224 is needed if the called procedures access the command line
2225 (and for backtracing); the latter sets some flags based on the
2226 standard chosen or to enable backtracing. In typical programs,
2227 it is not necessary to call any initialization function.
2228
2229 If your @code{PROGRAM} is compiled with GNU Fortran, you shall
2230 not call any of the following functions. The libgfortran
2231 initialization functions are shown in C syntax but using C
2232 bindings they are also accessible from Fortran.
2233
2234
2235 @node _gfortran_set_args
2236 @subsection @code{_gfortran_set_args} --- Save command-line arguments
2237 @fnindex _gfortran_set_args
2238 @cindex libgfortran initialization, set_args
2239
2240 @table @asis
2241 @item @emph{Description}:
2242 @code{_gfortran_set_args} saves the command-line arguments; this
2243 initialization is required if any of the command-line intrinsics
2244 is called. Additionally, it shall be called if backtracing is
2245 enabled (see @code{_gfortran_set_options}).
2246
2247 @item @emph{Syntax}:
2248 @code{void _gfortran_set_args (int argc, char *argv[])}
2249
2250 @item @emph{Arguments}:
2251 @multitable @columnfractions .15 .70
2252 @item @var{argc} @tab number of command line argument strings
2253 @item @var{argv} @tab the command-line argument strings; argv[0]
2254 is the pathname of the executable itself.
2255 @end multitable
2256
2257 @item @emph{Example}:
2258 @smallexample
2259 int main (int argc, char *argv[])
2260 @{
2261   /* Initialize libgfortran.  */
2262   _gfortran_set_args (argc, argv);
2263   return 0;
2264 @}
2265 @end smallexample
2266 @end table
2267
2268
2269 @node _gfortran_set_options
2270 @subsection @code{_gfortran_set_options} --- Set library option flags
2271 @fnindex _gfortran_set_options
2272 @cindex libgfortran initialization, set_options
2273
2274 @table @asis
2275 @item @emph{Description}:
2276 @code{_gfortran_set_options} sets several flags related to the Fortran
2277 standard to be used, whether backtracing or core dumps should be enabled
2278 and whether range checks should be performed. The syntax allows for
2279 upward compatibility since the number of passed flags is specified; for
2280 non-passed flags, the default value is used. See also
2281 @pxref{Code Gen Options}. Please note that not all flags are actually
2282 used.
2283
2284 @item @emph{Syntax}:
2285 @code{void _gfortran_set_options (int num, int options[])}
2286
2287 @item @emph{Arguments}:
2288 @multitable @columnfractions .15 .70
2289 @item @var{num} @tab number of options passed
2290 @item @var{argv} @tab The list of flag values
2291 @end multitable
2292
2293 @item @emph{option flag list}:
2294 @multitable @columnfractions .15 .70
2295 @item @var{option}[0] @tab Allowed standard; can give run-time errors
2296 if e.g. an input-output edit descriptor is invalid in a given standard.
2297 Possible values are (bitwise or-ed) @code{GFC_STD_F77} (1),
2298 @code{GFC_STD_F95_OBS} (2), @code{GFC_STD_F95_DEL} (4), @code{GFC_STD_F95}
2299 (8), @code{GFC_STD_F2003} (16), @code{GFC_STD_GNU} (32),
2300 @code{GFC_STD_LEGACY} (64), and @code{GFC_STD_F2008} (128).
2301 Default: @code{GFC_STD_F95_OBS | GFC_STD_F95_DEL | GFC_STD_F2003
2302 | GFC_STD_F2008 | GFC_STD_F95 | GFC_STD_F77 | GFC_STD_GNU | GFC_STD_LEGACY}.
2303 @item @var{option}[1] @tab Standard-warning flag; prints a warning to
2304 standard error. Default: @code{GFC_STD_F95_DEL | GFC_STD_LEGACY}.
2305 @item @var{option}[2] @tab If non zero, enable pedantic checking.
2306 Default: off.
2307 @item @var{option}[3] @tab If non zero, enable core dumps on run-time
2308 errors. Default: off.
2309 @item @var{option}[4] @tab If non zero, enable backtracing on run-time
2310 errors. Default: off.
2311 Note: Installs a signal handler and requires command-line
2312 initialization using @code{_gfortran_set_args}.
2313 @item @var{option}[5] @tab If non zero, supports signed zeros.
2314 Default: enabled.
2315 @item @var{option}[6] @tab Enables run-time checking. Possible values
2316 are (bitwise or-ed): GFC_RTCHECK_BOUNDS (1), GFC_RTCHECK_ARRAY_TEMPS (2),
2317 GFC_RTCHECK_RECURSION (4), GFC_RTCHECK_DO (16), GFC_RTCHECK_POINTER (32).
2318 Default: disabled.
2319 @item @var{option}[7] @tab If non zero, range checking is enabled.
2320 Default: enabled. See -frange-check (@pxref{Code Gen Options}).
2321 @end multitable
2322
2323 @item @emph{Example}:
2324 @smallexample
2325   /* Use gfortran 4.5 default options.  */
2326   static int options[] = @{68, 255, 0, 0, 0, 1, 0, 1@};
2327   _gfortran_set_options (8, &options);
2328 @end smallexample
2329 @end table
2330
2331
2332 @node _gfortran_set_convert
2333 @subsection @code{_gfortran_set_convert} --- Set endian conversion
2334 @fnindex _gfortran_set_convert
2335 @cindex libgfortran initialization, set_convert
2336
2337 @table @asis
2338 @item @emph{Description}:
2339 @code{_gfortran_set_convert} set the representation of data for
2340 unformatted files.
2341
2342 @item @emph{Syntax}:
2343 @code{void _gfortran_set_convert (int conv)}
2344
2345 @item @emph{Arguments}:
2346 @multitable @columnfractions .15 .70
2347 @item @var{conv} @tab Endian conversion, possible values:
2348 GFC_CONVERT_NATIVE (0, default), GFC_CONVERT_SWAP (1),
2349 GFC_CONVERT_BIG (2), GFC_CONVERT_LITTLE (3).
2350 @end multitable
2351
2352 @item @emph{Example}:
2353 @smallexample
2354 int main (int argc, char *argv[])
2355 @{
2356   /* Initialize libgfortran.  */
2357   _gfortran_set_args (argc, argv);
2358   _gfortran_set_convert (1);
2359   return 0;
2360 @}
2361 @end smallexample
2362 @end table
2363
2364
2365 @node _gfortran_set_record_marker
2366 @subsection @code{_gfortran_set_record_marker} --- Set length of record markers
2367 @fnindex _gfortran_set_record_marker
2368 @cindex libgfortran initialization, set_record_marker
2369
2370 @table @asis
2371 @item @emph{Description}:
2372 @code{_gfortran_set_record_marker} sets the length of record markers
2373 for unformatted files.
2374
2375 @item @emph{Syntax}:
2376 @code{void _gfortran_set_record_marker (int val)}
2377
2378 @item @emph{Arguments}:
2379 @multitable @columnfractions .15 .70
2380 @item @var{val} @tab Length of the record marker; valid values
2381 are 4 and 8. Default is 4.
2382 @end multitable
2383
2384 @item @emph{Example}:
2385 @smallexample
2386 int main (int argc, char *argv[])
2387 @{
2388   /* Initialize libgfortran.  */
2389   _gfortran_set_args (argc, argv);
2390   _gfortran_set_record_marker (8);
2391   return 0;
2392 @}
2393 @end smallexample
2394 @end table
2395
2396
2397 @node _gfortran_set_fpe
2398 @subsection @code{_gfortran_set_fpe} --- Set when a Floating Point Exception should be raised
2399 @fnindex _gfortran_set_fpe
2400 @cindex libgfortran initialization, set_fpe
2401
2402 @table @asis
2403 @item @emph{Description}:
2404 @code{_gfortran_set_fpe} sets the IEEE exceptions for which a
2405 Floating Point Exception (FPE) should be raised. On most systems,
2406 this will result in a SIGFPE signal being sent and the program
2407 being interrupted.
2408
2409 @item @emph{Syntax}:
2410 @code{void _gfortran_set_fpe (int val)}
2411
2412 @item @emph{Arguments}:
2413 @multitable @columnfractions .15 .70
2414 @item @var{option}[0] @tab IEEE exceptions. Possible values are
2415 (bitwise or-ed) zero (0, default) no trapping,
2416 @code{GFC_FPE_INVALID} (1), @code{GFC_FPE_DENORMAL} (2),
2417 @code{GFC_FPE_ZERO} (4), @code{GFC_FPE_OVERFLOW} (8),
2418 @code{GFC_FPE_UNDERFLOW} (16), and @code{GFC_FPE_PRECISION} (32).
2419 @end multitable
2420
2421 @item @emph{Example}:
2422 @smallexample
2423 int main (int argc, char *argv[])
2424 @{
2425   /* Initialize libgfortran.  */
2426   _gfortran_set_args (argc, argv);
2427   /* FPE for invalid operations such as SQRT(-1.0).  */
2428   _gfortran_set_fpe (1);
2429   return 0;
2430 @}
2431 @end smallexample
2432 @end table
2433
2434
2435 @node _gfortran_set_max_subrecord_length
2436 @subsection @code{_gfortran_set_max_subrecord_length} --- Set subrecord length
2437 @fnindex _gfortran_set_max_subrecord_length
2438 @cindex libgfortran initialization, set_max_subrecord_length
2439
2440 @table @asis
2441 @item @emph{Description}:
2442 @code{_gfortran_set_max_subrecord_length} set the maximum length
2443 for a subrecord. This option only makes sense for testing and
2444 debugging of unformatted I/O.
2445
2446 @item @emph{Syntax}:
2447 @code{void _gfortran_set_max_subrecord_length (int val)}
2448
2449 @item @emph{Arguments}:
2450 @multitable @columnfractions .15 .70
2451 @item @var{val} @tab the maximum length for a subrecord;
2452 the maximum permitted value is 2147483639, which is also
2453 the default.
2454 @end multitable
2455
2456 @item @emph{Example}:
2457 @smallexample
2458 int main (int argc, char *argv[])
2459 @{
2460   /* Initialize libgfortran.  */
2461   _gfortran_set_args (argc, argv);
2462   _gfortran_set_max_subrecord_length (8);
2463   return 0;
2464 @}
2465 @end smallexample
2466 @end table
2467
2468
2469
2470 @c Intrinsic Procedures
2471 @c ---------------------------------------------------------------------
2472
2473 @include intrinsic.texi
2474
2475
2476 @tex
2477 \blankpart
2478 @end tex
2479
2480 @c ---------------------------------------------------------------------
2481 @c Contributing
2482 @c ---------------------------------------------------------------------
2483
2484 @node Contributing
2485 @unnumbered Contributing
2486 @cindex Contributing
2487
2488 Free software is only possible if people contribute to efforts
2489 to create it.
2490 We're always in need of more people helping out with ideas
2491 and comments, writing documentation and contributing code.
2492
2493 If you want to contribute to GNU Fortran,
2494 have a look at the long lists of projects you can take on.
2495 Some of these projects are small,
2496 some of them are large;
2497 some are completely orthogonal to the rest of what is
2498 happening on GNU Fortran,
2499 but others are ``mainstream'' projects in need of enthusiastic hackers.
2500 All of these projects are important!
2501 We'll eventually get around to the things here,
2502 but they are also things doable by someone who is willing and able.
2503
2504 @menu
2505 * Contributors::
2506 * Projects::
2507 * Proposed Extensions::
2508 @end menu
2509
2510
2511 @node Contributors
2512 @section Contributors to GNU Fortran
2513 @cindex Contributors
2514 @cindex Credits
2515 @cindex Authors
2516
2517 Most of the parser was hand-crafted by @emph{Andy Vaught}, who is
2518 also the initiator of the whole project.  Thanks Andy!
2519 Most of the interface with GCC was written by @emph{Paul Brook}.
2520
2521 The following individuals have contributed code and/or
2522 ideas and significant help to the GNU Fortran project
2523 (in alphabetical order):
2524
2525 @itemize @minus
2526 @item Janne Blomqvist
2527 @item Steven Bosscher
2528 @item Paul Brook
2529 @item Tobias Burnus
2530 @item Fran@,{c}ois-Xavier Coudert
2531 @item Bud Davis
2532 @item Jerry DeLisle
2533 @item Erik Edelmann
2534 @item Bernhard Fischer
2535 @item Daniel Franke
2536 @item Richard Guenther
2537 @item Richard Henderson
2538 @item Katherine Holcomb
2539 @item Jakub Jelinek
2540 @item Niels Kristian Bech Jensen
2541 @item Steven Johnson
2542 @item Steven G. Kargl
2543 @item Thomas Koenig
2544 @item Asher Langton
2545 @item H. J. Lu
2546 @item Toon Moene
2547 @item Brooks Moses
2548 @item Andrew Pinski
2549 @item Tim Prince
2550 @item Christopher D. Rickett
2551 @item Richard Sandiford
2552 @item Tobias Schl@"uter
2553 @item Roger Sayle
2554 @item Paul Thomas
2555 @item Andy Vaught
2556 @item Feng Wang
2557 @item Janus Weil
2558 @item Daniel Kraft
2559 @end itemize
2560
2561 The following people have contributed bug reports,
2562 smaller or larger patches,
2563 and much needed feedback and encouragement for the
2564 GNU Fortran project: 
2565
2566 @itemize @minus
2567 @item Bill Clodius
2568 @item Dominique d'Humi@`eres
2569 @item Kate Hedstrom
2570 @item Erik Schnetter
2571 @item Joost VandeVondele
2572 @end itemize
2573
2574 Many other individuals have helped debug,
2575 test and improve the GNU Fortran compiler over the past few years,
2576 and we welcome you to do the same!
2577 If you already have done so,
2578 and you would like to see your name listed in the
2579 list above, please contact us.
2580
2581
2582 @node Projects
2583 @section Projects
2584
2585 @table @emph
2586
2587 @item Help build the test suite
2588 Solicit more code for donation to the test suite: the more extensive the
2589 testsuite, the smaller the risk of breaking things in the future! We can
2590 keep code private on request.
2591
2592 @item Bug hunting/squishing
2593 Find bugs and write more test cases! Test cases are especially very
2594 welcome, because it allows us to concentrate on fixing bugs instead of
2595 isolating them. Going through the bugzilla database at
2596 @url{http://gcc.gnu.org/bugzilla/} to reduce testcases posted there and
2597 add more information (for example, for which version does the testcase
2598 work, for which versions does it fail?) is also very helpful.
2599
2600 @end table
2601
2602
2603 @node Proposed Extensions
2604 @section Proposed Extensions
2605
2606 Here's a list of proposed extensions for the GNU Fortran compiler, in no particular
2607 order.  Most of these are necessary to be fully compatible with
2608 existing Fortran compilers, but they are not part of the official
2609 J3 Fortran 95 standard.
2610
2611 @subsection Compiler extensions: 
2612 @itemize @bullet
2613 @item
2614 User-specified alignment rules for structures.
2615
2616 @item
2617 Flag to generate @code{Makefile} info.
2618
2619 @item
2620 Automatically extend single precision constants to double.
2621
2622 @item
2623 Compile code that conserves memory by dynamically allocating common and
2624 module storage either on stack or heap.
2625
2626 @item
2627 Compile flag to generate code for array conformance checking (suggest -CC).
2628
2629 @item
2630 User control of symbol names (underscores, etc).
2631
2632 @item
2633 Compile setting for maximum size of stack frame size before spilling
2634 parts to static or heap.
2635
2636 @item
2637 Flag to force local variables into static space.
2638
2639 @item
2640 Flag to force local variables onto stack.
2641 @end itemize
2642
2643
2644 @subsection Environment Options
2645 @itemize @bullet
2646 @item
2647 Pluggable library modules for random numbers, linear algebra.
2648 LA should use BLAS calling conventions.
2649
2650 @item
2651 Environment variables controlling actions on arithmetic exceptions like
2652 overflow, underflow, precision loss---Generate NaN, abort, default.
2653 action.
2654
2655 @item
2656 Set precision for fp units that support it (i387).
2657
2658 @item
2659 Variable for setting fp rounding mode.
2660
2661 @item
2662 Variable to fill uninitialized variables with a user-defined bit
2663 pattern.
2664
2665 @item
2666 Environment variable controlling filename that is opened for that unit
2667 number.
2668
2669 @item
2670 Environment variable to clear/trash memory being freed.
2671
2672 @item
2673 Environment variable to control tracing of allocations and frees.
2674
2675 @item
2676 Environment variable to display allocated memory at normal program end.
2677
2678 @item
2679 Environment variable for filename for * IO-unit.
2680
2681 @item
2682 Environment variable for temporary file directory.
2683
2684 @item
2685 Environment variable forcing standard output to be line buffered (unix).
2686
2687 @end itemize
2688
2689
2690 @c ---------------------------------------------------------------------
2691 @c GNU General Public License
2692 @c ---------------------------------------------------------------------
2693
2694 @include gpl_v3.texi
2695
2696
2697
2698 @c ---------------------------------------------------------------------
2699 @c GNU Free Documentation License
2700 @c ---------------------------------------------------------------------
2701
2702 @include fdl.texi
2703
2704
2705
2706 @c ---------------------------------------------------------------------
2707 @c Funding Free Software
2708 @c ---------------------------------------------------------------------
2709
2710 @include funding.texi
2711
2712 @c ---------------------------------------------------------------------
2713 @c Indices
2714 @c ---------------------------------------------------------------------
2715
2716 @node Option Index
2717 @unnumbered Option Index
2718 @command{gfortran}'s command line options are indexed here without any
2719 initial @samp{-} or @samp{--}. Where an option has both positive and
2720 negative forms (such as -foption and -fno-option), relevant entries in
2721 the manual are indexed under the most appropriate form; it may sometimes
2722 be useful to look up both forms.
2723 @printindex op
2724
2725 @node Keyword Index
2726 @unnumbered Keyword Index
2727 @printindex cp
2728
2729 @bye