OSDN Git Service

ba2d7f5a83d5d8534d5300f74cc52cc0886545f2
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / fortran / simplify.c
1 /* Simplify intrinsic functions at compile-time.
2    Copyright (C) 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009,
3    2010 Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by Andy Vaught & Katherine Holcomb
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "flags.h"
25 #include "gfortran.h"
26 #include "arith.h"
27 #include "intrinsic.h"
28 #include "target-memory.h"
29 #include "constructor.h"
30
31
32 gfc_expr gfc_bad_expr;
33
34
35 /* Note that 'simplification' is not just transforming expressions.
36    For functions that are not simplified at compile time, range
37    checking is done if possible.
38
39    The return convention is that each simplification function returns:
40
41      A new expression node corresponding to the simplified arguments.
42      The original arguments are destroyed by the caller, and must not
43      be a part of the new expression.
44
45      NULL pointer indicating that no simplification was possible and
46      the original expression should remain intact.
47
48      An expression pointer to gfc_bad_expr (a static placeholder)
49      indicating that some error has prevented simplification.  The
50      error is generated within the function and should be propagated
51      upwards
52
53    By the time a simplification function gets control, it has been
54    decided that the function call is really supposed to be the
55    intrinsic.  No type checking is strictly necessary, since only
56    valid types will be passed on.  On the other hand, a simplification
57    subroutine may have to look at the type of an argument as part of
58    its processing.
59
60    Array arguments are only passed to these subroutines that implement
61    the simplification of transformational intrinsics.
62
63    The functions in this file don't have much comment with them, but
64    everything is reasonably straight-forward.  The Standard, chapter 13
65    is the best comment you'll find for this file anyway.  */
66
67 /* Range checks an expression node.  If all goes well, returns the
68    node, otherwise returns &gfc_bad_expr and frees the node.  */
69
70 static gfc_expr *
71 range_check (gfc_expr *result, const char *name)
72 {
73   if (result == NULL)
74     return &gfc_bad_expr;
75
76   switch (gfc_range_check (result))
77     {
78       case ARITH_OK:
79         return result;
80  
81       case ARITH_OVERFLOW:
82         gfc_error ("Result of %s overflows its kind at %L", name,
83                    &result->where);
84         break;
85
86       case ARITH_UNDERFLOW:
87         gfc_error ("Result of %s underflows its kind at %L", name,
88                    &result->where);
89         break;
90
91       case ARITH_NAN:
92         gfc_error ("Result of %s is NaN at %L", name, &result->where);
93         break;
94
95       default:
96         gfc_error ("Result of %s gives range error for its kind at %L", name,
97                    &result->where);
98         break;
99     }
100
101   gfc_free_expr (result);
102   return &gfc_bad_expr;
103 }
104
105
106 /* A helper function that gets an optional and possibly missing
107    kind parameter.  Returns the kind, -1 if something went wrong.  */
108
109 static int
110 get_kind (bt type, gfc_expr *k, const char *name, int default_kind)
111 {
112   int kind;
113
114   if (k == NULL)
115     return default_kind;
116
117   if (k->expr_type != EXPR_CONSTANT)
118     {
119       gfc_error ("KIND parameter of %s at %L must be an initialization "
120                  "expression", name, &k->where);
121       return -1;
122     }
123
124   if (gfc_extract_int (k, &kind) != NULL
125       || gfc_validate_kind (type, kind, true) < 0)
126     {
127       gfc_error ("Invalid KIND parameter of %s at %L", name, &k->where);
128       return -1;
129     }
130
131   return kind;
132 }
133
134
135 /* Converts an mpz_t signed variable into an unsigned one, assuming
136    two's complement representations and a binary width of bitsize.
137    The conversion is a no-op unless x is negative; otherwise, it can
138    be accomplished by masking out the high bits.  */
139
140 static void
141 convert_mpz_to_unsigned (mpz_t x, int bitsize)
142 {
143   mpz_t mask;
144
145   if (mpz_sgn (x) < 0)
146     {
147       /* Confirm that no bits above the signed range are unset.  */
148       gcc_assert (mpz_scan0 (x, bitsize-1) == ULONG_MAX);
149
150       mpz_init_set_ui (mask, 1);
151       mpz_mul_2exp (mask, mask, bitsize);
152       mpz_sub_ui (mask, mask, 1);
153
154       mpz_and (x, x, mask);
155
156       mpz_clear (mask);
157     }
158   else
159     {
160       /* Confirm that no bits above the signed range are set.  */
161       gcc_assert (mpz_scan1 (x, bitsize-1) == ULONG_MAX);
162     }
163 }
164
165
166 /* Converts an mpz_t unsigned variable into a signed one, assuming
167    two's complement representations and a binary width of bitsize.
168    If the bitsize-1 bit is set, this is taken as a sign bit and
169    the number is converted to the corresponding negative number.  */
170
171 static void
172 convert_mpz_to_signed (mpz_t x, int bitsize)
173 {
174   mpz_t mask;
175
176   /* Confirm that no bits above the unsigned range are set.  */
177   gcc_assert (mpz_scan1 (x, bitsize) == ULONG_MAX);
178
179   if (mpz_tstbit (x, bitsize - 1) == 1)
180     {
181       mpz_init_set_ui (mask, 1);
182       mpz_mul_2exp (mask, mask, bitsize);
183       mpz_sub_ui (mask, mask, 1);
184
185       /* We negate the number by hand, zeroing the high bits, that is
186          make it the corresponding positive number, and then have it
187          negated by GMP, giving the correct representation of the
188          negative number.  */
189       mpz_com (x, x);
190       mpz_add_ui (x, x, 1);
191       mpz_and (x, x, mask);
192
193       mpz_neg (x, x);
194
195       mpz_clear (mask);
196     }
197 }
198
199
200 /* In-place convert BOZ to REAL of the specified kind.  */
201
202 static gfc_expr *
203 convert_boz (gfc_expr *x, int kind)
204 {
205   if (x && x->ts.type == BT_INTEGER && x->is_boz)
206     {
207       gfc_typespec ts;
208       gfc_clear_ts (&ts);
209       ts.type = BT_REAL;
210       ts.kind = kind;
211
212       if (!gfc_convert_boz (x, &ts))
213         return &gfc_bad_expr;
214     }
215
216   return x;
217 }
218
219
220 /* Test that the expression is an constant array.  */
221
222 static bool
223 is_constant_array_expr (gfc_expr *e)
224 {
225   gfc_constructor *c;
226
227   if (e == NULL)
228     return true;
229
230   if (e->expr_type != EXPR_ARRAY || !gfc_is_constant_expr (e))
231     return false;
232
233   for (c = gfc_constructor_first (e->value.constructor);
234        c; c = gfc_constructor_next (c))
235     if (c->expr->expr_type != EXPR_CONSTANT)
236       return false;
237
238   return true;
239 }
240
241
242 /* Initialize a transformational result expression with a given value.  */
243
244 static void
245 init_result_expr (gfc_expr *e, int init, gfc_expr *array)
246 {
247   if (e && e->expr_type == EXPR_ARRAY)
248     {
249       gfc_constructor *ctor = gfc_constructor_first (e->value.constructor);
250       while (ctor)
251         {
252           init_result_expr (ctor->expr, init, array);
253           ctor = gfc_constructor_next (ctor);
254         }
255     }
256   else if (e && e->expr_type == EXPR_CONSTANT)
257     {
258       int i = gfc_validate_kind (e->ts.type, e->ts.kind, false);
259       int length;
260       gfc_char_t *string;
261
262       switch (e->ts.type)
263         {
264           case BT_LOGICAL:
265             e->value.logical = (init ? 1 : 0);
266             break;
267
268           case BT_INTEGER:
269             if (init == INT_MIN)
270               mpz_set (e->value.integer, gfc_integer_kinds[i].min_int);
271             else if (init == INT_MAX)
272               mpz_set (e->value.integer, gfc_integer_kinds[i].huge);
273             else
274               mpz_set_si (e->value.integer, init);
275             break;
276
277           case BT_REAL:
278             if (init == INT_MIN)
279               {
280                 mpfr_set (e->value.real, gfc_real_kinds[i].huge, GFC_RND_MODE);
281                 mpfr_neg (e->value.real, e->value.real, GFC_RND_MODE);
282               }
283             else if (init == INT_MAX)
284               mpfr_set (e->value.real, gfc_real_kinds[i].huge, GFC_RND_MODE);
285             else
286               mpfr_set_si (e->value.real, init, GFC_RND_MODE);
287             break;
288
289           case BT_COMPLEX:
290             mpc_set_si (e->value.complex, init, GFC_MPC_RND_MODE);
291             break;
292
293           case BT_CHARACTER:
294             if (init == INT_MIN)
295               {
296                 gfc_expr *len = gfc_simplify_len (array, NULL);
297                 gfc_extract_int (len, &length);
298                 string = gfc_get_wide_string (length + 1);
299                 gfc_wide_memset (string, 0, length);
300               }
301             else if (init == INT_MAX)
302               {
303                 gfc_expr *len = gfc_simplify_len (array, NULL);
304                 gfc_extract_int (len, &length);
305                 string = gfc_get_wide_string (length + 1);
306                 gfc_wide_memset (string, 255, length);
307               }
308             else
309               {
310                 length = 0;
311                 string = gfc_get_wide_string (1);
312               }
313
314             string[length] = '\0';
315             e->value.character.length = length;
316             e->value.character.string = string;
317             break;
318
319           default:
320             gcc_unreachable();
321         }
322     }
323   else
324     gcc_unreachable();
325 }
326
327
328 /* Helper function for gfc_simplify_dot_product() and gfc_simplify_matmul.  */
329
330 static gfc_expr *
331 compute_dot_product (gfc_expr *matrix_a, int stride_a, int offset_a,
332                      gfc_expr *matrix_b, int stride_b, int offset_b)
333 {
334   gfc_expr *result, *a, *b;
335
336   result = gfc_get_constant_expr (matrix_a->ts.type, matrix_a->ts.kind,
337                                   &matrix_a->where);
338   init_result_expr (result, 0, NULL);
339
340   a = gfc_constructor_lookup_expr (matrix_a->value.constructor, offset_a);
341   b = gfc_constructor_lookup_expr (matrix_b->value.constructor, offset_b);
342   while (a && b)
343     {
344       /* Copying of expressions is required as operands are free'd
345          by the gfc_arith routines.  */
346       switch (result->ts.type)
347         {
348           case BT_LOGICAL:
349             result = gfc_or (result,
350                              gfc_and (gfc_copy_expr (a),
351                                       gfc_copy_expr (b)));
352             break;
353
354           case BT_INTEGER:
355           case BT_REAL:
356           case BT_COMPLEX:
357             result = gfc_add (result,
358                               gfc_multiply (gfc_copy_expr (a),
359                                             gfc_copy_expr (b)));
360             break;
361
362           default:
363             gcc_unreachable();
364         }
365
366       offset_a += stride_a;
367       a = gfc_constructor_lookup_expr (matrix_a->value.constructor, offset_a);
368
369       offset_b += stride_b;
370       b = gfc_constructor_lookup_expr (matrix_b->value.constructor, offset_b);
371     }
372
373   return result;
374 }
375
376
377 /* Build a result expression for transformational intrinsics, 
378    depending on DIM. */
379
380 static gfc_expr *
381 transformational_result (gfc_expr *array, gfc_expr *dim, bt type,
382                          int kind, locus* where)
383 {
384   gfc_expr *result;
385   int i, nelem;
386
387   if (!dim || array->rank == 1)
388     return gfc_get_constant_expr (type, kind, where);
389
390   result = gfc_get_array_expr (type, kind, where);
391   result->shape = gfc_copy_shape_excluding (array->shape, array->rank, dim);
392   result->rank = array->rank - 1;
393
394   /* gfc_array_size() would count the number of elements in the constructor,
395      we have not built those yet.  */
396   nelem = 1;
397   for  (i = 0; i < result->rank; ++i)
398     nelem *= mpz_get_ui (result->shape[i]);
399
400   for (i = 0; i < nelem; ++i)
401     {
402       gfc_constructor_append_expr (&result->value.constructor,
403                                    gfc_get_constant_expr (type, kind, where),
404                                    NULL);
405     }
406
407   return result;
408 }
409
410
411 typedef gfc_expr* (*transformational_op)(gfc_expr*, gfc_expr*);
412
413 /* Wrapper function, implements 'op1 += 1'. Only called if MASK
414    of COUNT intrinsic is .TRUE..
415
416    Interface and implimentation mimics arith functions as
417    gfc_add, gfc_multiply, etc.  */
418
419 static gfc_expr* gfc_count (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
420 {
421   gfc_expr *result;
422
423   gcc_assert (op1->ts.type == BT_INTEGER);
424   gcc_assert (op2->ts.type == BT_LOGICAL);
425   gcc_assert (op2->value.logical);
426
427   result = gfc_copy_expr (op1);
428   mpz_add_ui (result->value.integer, result->value.integer, 1);
429
430   gfc_free_expr (op1);
431   gfc_free_expr (op2);
432   return result;
433 }
434
435
436 /* Transforms an ARRAY with operation OP, according to MASK, to a
437    scalar RESULT. E.g. called if
438
439      REAL, PARAMETER :: array(n, m) = ...
440      REAL, PARAMETER :: s = SUM(array)
441
442   where OP == gfc_add().  */
443
444 static gfc_expr *
445 simplify_transformation_to_scalar (gfc_expr *result, gfc_expr *array, gfc_expr *mask,
446                                    transformational_op op)
447 {
448   gfc_expr *a, *m;
449   gfc_constructor *array_ctor, *mask_ctor;
450
451   /* Shortcut for constant .FALSE. MASK.  */
452   if (mask
453       && mask->expr_type == EXPR_CONSTANT
454       && !mask->value.logical)
455     return result;
456
457   array_ctor = gfc_constructor_first (array->value.constructor);
458   mask_ctor = NULL;
459   if (mask && mask->expr_type == EXPR_ARRAY)
460     mask_ctor = gfc_constructor_first (mask->value.constructor);
461
462   while (array_ctor)
463     {
464       a = array_ctor->expr;
465       array_ctor = gfc_constructor_next (array_ctor);
466
467       /* A constant MASK equals .TRUE. here and can be ignored.  */
468       if (mask_ctor)
469         {
470           m = mask_ctor->expr;
471           mask_ctor = gfc_constructor_next (mask_ctor);
472           if (!m->value.logical)
473             continue;
474         }
475
476       result = op (result, gfc_copy_expr (a));
477     }
478
479   return result;
480 }
481
482 /* Transforms an ARRAY with operation OP, according to MASK, to an
483    array RESULT. E.g. called if
484
485      REAL, PARAMETER :: array(n, m) = ...
486      REAL, PARAMETER :: s(n) = PROD(array, DIM=1)
487
488   where OP == gfc_multiply().  */
489
490 static gfc_expr *
491 simplify_transformation_to_array (gfc_expr *result, gfc_expr *array, gfc_expr *dim,
492                                   gfc_expr *mask, transformational_op op)
493 {
494   mpz_t size;
495   int done, i, n, arraysize, resultsize, dim_index, dim_extent, dim_stride;
496   gfc_expr **arrayvec, **resultvec, **base, **src, **dest;
497   gfc_constructor *array_ctor, *mask_ctor, *result_ctor;
498
499   int count[GFC_MAX_DIMENSIONS], extent[GFC_MAX_DIMENSIONS],
500       sstride[GFC_MAX_DIMENSIONS], dstride[GFC_MAX_DIMENSIONS],
501       tmpstride[GFC_MAX_DIMENSIONS];
502
503   /* Shortcut for constant .FALSE. MASK.  */
504   if (mask
505       && mask->expr_type == EXPR_CONSTANT
506       && !mask->value.logical)
507     return result;
508
509   /* Build an indexed table for array element expressions to minimize
510      linked-list traversal. Masked elements are set to NULL.  */
511   gfc_array_size (array, &size);
512   arraysize = mpz_get_ui (size);
513
514   arrayvec = (gfc_expr**) gfc_getmem (sizeof (gfc_expr*) * arraysize);
515
516   array_ctor = gfc_constructor_first (array->value.constructor);
517   mask_ctor = NULL;
518   if (mask && mask->expr_type == EXPR_ARRAY)
519     mask_ctor = gfc_constructor_first (mask->value.constructor);
520
521   for (i = 0; i < arraysize; ++i)
522     {
523       arrayvec[i] = array_ctor->expr;
524       array_ctor = gfc_constructor_next (array_ctor);
525
526       if (mask_ctor)
527         {
528           if (!mask_ctor->expr->value.logical)
529             arrayvec[i] = NULL;
530
531           mask_ctor = gfc_constructor_next (mask_ctor);
532         }
533     }
534
535   /* Same for the result expression.  */
536   gfc_array_size (result, &size);
537   resultsize = mpz_get_ui (size);
538   mpz_clear (size);
539
540   resultvec = (gfc_expr**) gfc_getmem (sizeof (gfc_expr*) * resultsize);
541   result_ctor = gfc_constructor_first (result->value.constructor);
542   for (i = 0; i < resultsize; ++i)
543     {
544       resultvec[i] = result_ctor->expr;
545       result_ctor = gfc_constructor_next (result_ctor);
546     }
547
548   gfc_extract_int (dim, &dim_index);
549   dim_index -= 1;               /* zero-base index */
550   dim_extent = 0;
551   dim_stride = 0;
552
553   for (i = 0, n = 0; i < array->rank; ++i)
554     {
555       count[i] = 0;
556       tmpstride[i] = (i == 0) ? 1 : tmpstride[i-1] * mpz_get_si (array->shape[i-1]);
557       if (i == dim_index)
558         {
559           dim_extent = mpz_get_si (array->shape[i]);
560           dim_stride = tmpstride[i];
561           continue;
562         }
563
564       extent[n] = mpz_get_si (array->shape[i]);
565       sstride[n] = tmpstride[i];
566       dstride[n] = (n == 0) ? 1 : dstride[n-1] * extent[n-1];
567       n += 1;
568     }
569
570   done = false;
571   base = arrayvec;
572   dest = resultvec;
573   while (!done)
574     {
575       for (src = base, n = 0; n < dim_extent; src += dim_stride, ++n)
576         if (*src)
577           *dest = op (*dest, gfc_copy_expr (*src));
578
579       count[0]++;
580       base += sstride[0];
581       dest += dstride[0];
582
583       n = 0;
584       while (!done && count[n] == extent[n])
585         {
586           count[n] = 0;
587           base -= sstride[n] * extent[n];
588           dest -= dstride[n] * extent[n];
589
590           n++;
591           if (n < result->rank)
592             {
593               count [n]++;
594               base += sstride[n];
595               dest += dstride[n];
596             }
597           else
598             done = true;
599        }
600     }
601
602   /* Place updated expression in result constructor.  */
603   result_ctor = gfc_constructor_first (result->value.constructor);
604   for (i = 0; i < resultsize; ++i)
605     {
606       result_ctor->expr = resultvec[i];
607       result_ctor = gfc_constructor_next (result_ctor);
608     }
609
610   gfc_free (arrayvec);
611   gfc_free (resultvec);
612   return result;
613 }
614
615
616
617 /********************** Simplification functions *****************************/
618
619 gfc_expr *
620 gfc_simplify_abs (gfc_expr *e)
621 {
622   gfc_expr *result;
623
624   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
625     return NULL;
626
627   switch (e->ts.type)
628     {
629       case BT_INTEGER:
630         result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, e->ts.kind, &e->where);
631         mpz_abs (result->value.integer, e->value.integer);
632         return range_check (result, "IABS");
633
634       case BT_REAL:
635         result = gfc_get_constant_expr (BT_REAL, e->ts.kind, &e->where);
636         mpfr_abs (result->value.real, e->value.real, GFC_RND_MODE);
637         return range_check (result, "ABS");
638
639       case BT_COMPLEX:
640         gfc_set_model_kind (e->ts.kind);
641         result = gfc_get_constant_expr (BT_REAL, e->ts.kind, &e->where);
642         mpc_abs (result->value.real, e->value.complex, GFC_RND_MODE);
643         return range_check (result, "CABS");
644
645       default:
646         gfc_internal_error ("gfc_simplify_abs(): Bad type");
647     }
648 }
649
650
651 static gfc_expr *
652 simplify_achar_char (gfc_expr *e, gfc_expr *k, const char *name, bool ascii)
653 {
654   gfc_expr *result;
655   int kind;
656   bool too_large = false;
657
658   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
659     return NULL;
660
661   kind = get_kind (BT_CHARACTER, k, name, gfc_default_character_kind);
662   if (kind == -1)
663     return &gfc_bad_expr;
664
665   if (mpz_cmp_si (e->value.integer, 0) < 0)
666     {
667       gfc_error ("Argument of %s function at %L is negative", name,
668                  &e->where);
669       return &gfc_bad_expr;
670     }
671
672   if (ascii && gfc_option.warn_surprising
673       && mpz_cmp_si (e->value.integer, 127) > 0)
674     gfc_warning ("Argument of %s function at %L outside of range [0,127]",
675                  name, &e->where);
676
677   if (kind == 1 && mpz_cmp_si (e->value.integer, 255) > 0)
678     too_large = true;
679   else if (kind == 4)
680     {
681       mpz_t t;
682       mpz_init_set_ui (t, 2);
683       mpz_pow_ui (t, t, 32);
684       mpz_sub_ui (t, t, 1);
685       if (mpz_cmp (e->value.integer, t) > 0)
686         too_large = true;
687       mpz_clear (t);
688     }
689
690   if (too_large)
691     {
692       gfc_error ("Argument of %s function at %L is too large for the "
693                  "collating sequence of kind %d", name, &e->where, kind);
694       return &gfc_bad_expr;
695     }
696
697   result = gfc_get_character_expr (kind, &e->where, NULL, 1);
698   result->value.character.string[0] = mpz_get_ui (e->value.integer);
699
700   return result;
701 }
702
703
704
705 /* We use the processor's collating sequence, because all
706    systems that gfortran currently works on are ASCII.  */
707
708 gfc_expr *
709 gfc_simplify_achar (gfc_expr *e, gfc_expr *k)
710 {
711   return simplify_achar_char (e, k, "ACHAR", true);
712 }
713
714
715 gfc_expr *
716 gfc_simplify_acos (gfc_expr *x)
717 {
718   gfc_expr *result;
719
720   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
721     return NULL;
722
723   switch (x->ts.type)
724     {
725       case BT_REAL:
726         if (mpfr_cmp_si (x->value.real, 1) > 0
727             || mpfr_cmp_si (x->value.real, -1) < 0)
728           {
729             gfc_error ("Argument of ACOS at %L must be between -1 and 1",
730                        &x->where);
731             return &gfc_bad_expr;
732           }
733         result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
734         mpfr_acos (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
735         break;
736
737       case BT_COMPLEX:
738         result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
739         mpc_acos (result->value.complex, x->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
740         break;
741
742       default:
743         gfc_internal_error ("in gfc_simplify_acos(): Bad type");
744     }
745
746   return range_check (result, "ACOS");
747 }
748
749 gfc_expr *
750 gfc_simplify_acosh (gfc_expr *x)
751 {
752   gfc_expr *result;
753
754   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
755     return NULL;
756
757   switch (x->ts.type)
758     {
759       case BT_REAL:
760         if (mpfr_cmp_si (x->value.real, 1) < 0)
761           {
762             gfc_error ("Argument of ACOSH at %L must not be less than 1",
763                        &x->where);
764             return &gfc_bad_expr;
765           }
766
767         result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
768         mpfr_acosh (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
769         break;
770
771       case BT_COMPLEX:
772         result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
773         mpc_acosh (result->value.complex, x->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
774         break;
775
776       default:
777         gfc_internal_error ("in gfc_simplify_acosh(): Bad type");
778     }
779
780   return range_check (result, "ACOSH");
781 }
782
783 gfc_expr *
784 gfc_simplify_adjustl (gfc_expr *e)
785 {
786   gfc_expr *result;
787   int count, i, len;
788   gfc_char_t ch;
789
790   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
791     return NULL;
792
793   len = e->value.character.length;
794
795   for (count = 0, i = 0; i < len; ++i)
796     {
797       ch = e->value.character.string[i];
798       if (ch != ' ')
799         break;
800       ++count;
801     }
802
803   result = gfc_get_character_expr (e->ts.kind, &e->where, NULL, len);
804   for (i = 0; i < len - count; ++i)
805     result->value.character.string[i] = e->value.character.string[count + i];
806
807   return result;
808 }
809
810
811 gfc_expr *
812 gfc_simplify_adjustr (gfc_expr *e)
813 {
814   gfc_expr *result;
815   int count, i, len;
816   gfc_char_t ch;
817
818   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
819     return NULL;
820
821   len = e->value.character.length;
822
823   for (count = 0, i = len - 1; i >= 0; --i)
824     {
825       ch = e->value.character.string[i];
826       if (ch != ' ')
827         break;
828       ++count;
829     }
830
831   result = gfc_get_character_expr (e->ts.kind, &e->where, NULL, len);
832   for (i = 0; i < count; ++i)
833     result->value.character.string[i] = ' ';
834
835   for (i = count; i < len; ++i)
836     result->value.character.string[i] = e->value.character.string[i - count];
837
838   return result;
839 }
840
841
842 gfc_expr *
843 gfc_simplify_aimag (gfc_expr *e)
844 {
845   gfc_expr *result;
846
847   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
848     return NULL;
849
850   result = gfc_get_constant_expr (BT_REAL, e->ts.kind, &e->where);
851   mpfr_set (result->value.real, mpc_imagref (e->value.complex), GFC_RND_MODE);
852
853   return range_check (result, "AIMAG");
854 }
855
856
857 gfc_expr *
858 gfc_simplify_aint (gfc_expr *e, gfc_expr *k)
859 {
860   gfc_expr *rtrunc, *result;
861   int kind;
862
863   kind = get_kind (BT_REAL, k, "AINT", e->ts.kind);
864   if (kind == -1)
865     return &gfc_bad_expr;
866
867   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
868     return NULL;
869
870   rtrunc = gfc_copy_expr (e);
871   mpfr_trunc (rtrunc->value.real, e->value.real);
872
873   result = gfc_real2real (rtrunc, kind);
874
875   gfc_free_expr (rtrunc);
876
877   return range_check (result, "AINT");
878 }
879
880
881 gfc_expr *
882 gfc_simplify_all (gfc_expr *mask, gfc_expr *dim)
883 {
884   gfc_expr *result;
885
886   if (!is_constant_array_expr (mask)
887       || !gfc_is_constant_expr (dim))
888     return NULL;
889
890   result = transformational_result (mask, dim, mask->ts.type,
891                                     mask->ts.kind, &mask->where);
892   init_result_expr (result, true, NULL);
893
894   return !dim || mask->rank == 1 ?
895     simplify_transformation_to_scalar (result, mask, NULL, gfc_and) :
896     simplify_transformation_to_array (result, mask, dim, NULL, gfc_and);
897 }
898
899
900 gfc_expr *
901 gfc_simplify_dint (gfc_expr *e)
902 {
903   gfc_expr *rtrunc, *result;
904
905   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
906     return NULL;
907
908   rtrunc = gfc_copy_expr (e);
909   mpfr_trunc (rtrunc->value.real, e->value.real);
910
911   result = gfc_real2real (rtrunc, gfc_default_double_kind);
912
913   gfc_free_expr (rtrunc);
914
915   return range_check (result, "DINT");
916 }
917
918
919 gfc_expr *
920 gfc_simplify_anint (gfc_expr *e, gfc_expr *k)
921 {
922   gfc_expr *result;
923   int kind;
924
925   kind = get_kind (BT_REAL, k, "ANINT", e->ts.kind);
926   if (kind == -1)
927     return &gfc_bad_expr;
928
929   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
930     return NULL;
931
932   result = gfc_get_constant_expr (e->ts.type, kind, &e->where);
933   mpfr_round (result->value.real, e->value.real);
934
935   return range_check (result, "ANINT");
936 }
937
938
939 gfc_expr *
940 gfc_simplify_and (gfc_expr *x, gfc_expr *y)
941 {
942   gfc_expr *result;
943   int kind;
944
945   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT || y->expr_type != EXPR_CONSTANT)
946     return NULL;
947
948   kind = x->ts.kind > y->ts.kind ? x->ts.kind : y->ts.kind;
949
950   switch (x->ts.type)
951     {
952       case BT_INTEGER:
953         result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, kind, &x->where);
954         mpz_and (result->value.integer, x->value.integer, y->value.integer);
955         return range_check (result, "AND");
956
957       case BT_LOGICAL:
958         return gfc_get_logical_expr (kind, &x->where,
959                                      x->value.logical && y->value.logical);
960
961       default:
962         gcc_unreachable ();
963     }
964 }
965
966
967 gfc_expr *
968 gfc_simplify_any (gfc_expr *mask, gfc_expr *dim)
969 {
970   gfc_expr *result;
971
972   if (!is_constant_array_expr (mask)
973       || !gfc_is_constant_expr (dim))
974     return NULL;
975
976   result = transformational_result (mask, dim, mask->ts.type,
977                                     mask->ts.kind, &mask->where);
978   init_result_expr (result, false, NULL);
979
980   return !dim || mask->rank == 1 ?
981     simplify_transformation_to_scalar (result, mask, NULL, gfc_or) :
982     simplify_transformation_to_array (result, mask, dim, NULL, gfc_or);
983 }
984
985
986 gfc_expr *
987 gfc_simplify_dnint (gfc_expr *e)
988 {
989   gfc_expr *result;
990
991   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
992     return NULL;
993
994   result = gfc_get_constant_expr (BT_REAL, gfc_default_double_kind, &e->where);
995   mpfr_round (result->value.real, e->value.real);
996
997   return range_check (result, "DNINT");
998 }
999
1000
1001 gfc_expr *
1002 gfc_simplify_asin (gfc_expr *x)
1003 {
1004   gfc_expr *result;
1005
1006   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1007     return NULL;
1008
1009   switch (x->ts.type)
1010     {
1011       case BT_REAL:
1012         if (mpfr_cmp_si (x->value.real, 1) > 0
1013             || mpfr_cmp_si (x->value.real, -1) < 0)
1014           {
1015             gfc_error ("Argument of ASIN at %L must be between -1 and 1",
1016                        &x->where);
1017             return &gfc_bad_expr;
1018           }
1019         result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1020         mpfr_asin (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1021         break;
1022
1023       case BT_COMPLEX:
1024         result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1025         mpc_asin (result->value.complex, x->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
1026         break;
1027
1028       default:
1029         gfc_internal_error ("in gfc_simplify_asin(): Bad type");
1030     }
1031
1032   return range_check (result, "ASIN");
1033 }
1034
1035
1036 gfc_expr *
1037 gfc_simplify_asinh (gfc_expr *x)
1038 {
1039   gfc_expr *result;
1040
1041   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1042     return NULL;
1043
1044   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1045
1046   switch (x->ts.type)
1047     {
1048       case BT_REAL:
1049         mpfr_asinh (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1050         break;
1051
1052       case BT_COMPLEX:
1053         mpc_asinh (result->value.complex, x->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
1054         break;
1055
1056       default:
1057         gfc_internal_error ("in gfc_simplify_asinh(): Bad type");
1058     }
1059
1060   return range_check (result, "ASINH");
1061 }
1062
1063
1064 gfc_expr *
1065 gfc_simplify_atan (gfc_expr *x)
1066 {
1067   gfc_expr *result;
1068
1069   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1070     return NULL;
1071
1072   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1073
1074   switch (x->ts.type)
1075     {
1076       case BT_REAL:
1077         mpfr_atan (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1078         break;
1079
1080       case BT_COMPLEX:
1081         mpc_atan (result->value.complex, x->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
1082         break;
1083
1084       default:
1085         gfc_internal_error ("in gfc_simplify_atan(): Bad type");
1086     }
1087
1088   return range_check (result, "ATAN");
1089 }
1090
1091
1092 gfc_expr *
1093 gfc_simplify_atanh (gfc_expr *x)
1094 {
1095   gfc_expr *result;
1096
1097   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1098     return NULL;
1099
1100   switch (x->ts.type)
1101     {
1102       case BT_REAL:
1103         if (mpfr_cmp_si (x->value.real, 1) >= 0
1104             || mpfr_cmp_si (x->value.real, -1) <= 0)
1105           {
1106             gfc_error ("Argument of ATANH at %L must be inside the range -1 "
1107                        "to 1", &x->where);
1108             return &gfc_bad_expr;
1109           }
1110         result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1111         mpfr_atanh (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1112         break;
1113
1114       case BT_COMPLEX:
1115         result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1116         mpc_atanh (result->value.complex, x->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
1117         break;
1118
1119       default:
1120         gfc_internal_error ("in gfc_simplify_atanh(): Bad type");
1121     }
1122
1123   return range_check (result, "ATANH");
1124 }
1125
1126
1127 gfc_expr *
1128 gfc_simplify_atan2 (gfc_expr *y, gfc_expr *x)
1129 {
1130   gfc_expr *result;
1131
1132   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT || y->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1133     return NULL;
1134
1135   if (mpfr_sgn (y->value.real) == 0 && mpfr_sgn (x->value.real) == 0)
1136     {
1137       gfc_error ("If first argument of ATAN2 %L is zero, then the "
1138                  "second argument must not be zero", &x->where);
1139       return &gfc_bad_expr;
1140     }
1141
1142   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1143   mpfr_atan2 (result->value.real, y->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1144
1145   return range_check (result, "ATAN2");
1146 }
1147
1148
1149 gfc_expr *
1150 gfc_simplify_bessel_j0 (gfc_expr *x)
1151 {
1152   gfc_expr *result;
1153
1154   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1155     return NULL;
1156
1157   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1158   mpfr_j0 (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1159
1160   return range_check (result, "BESSEL_J0");
1161 }
1162
1163
1164 gfc_expr *
1165 gfc_simplify_bessel_j1 (gfc_expr *x)
1166 {
1167   gfc_expr *result;
1168
1169   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1170     return NULL;
1171
1172   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1173   mpfr_j1 (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1174
1175   return range_check (result, "BESSEL_J1");
1176 }
1177
1178
1179 gfc_expr *
1180 gfc_simplify_bessel_jn (gfc_expr *order, gfc_expr *x)
1181 {
1182   gfc_expr *result;
1183   long n;
1184
1185   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT || order->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1186     return NULL;
1187
1188   n = mpz_get_si (order->value.integer);
1189   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1190   mpfr_jn (result->value.real, n, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1191
1192   return range_check (result, "BESSEL_JN");
1193 }
1194
1195
1196 gfc_expr *
1197 gfc_simplify_bessel_y0 (gfc_expr *x)
1198 {
1199   gfc_expr *result;
1200
1201   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1202     return NULL;
1203
1204   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1205   mpfr_y0 (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1206
1207   return range_check (result, "BESSEL_Y0");
1208 }
1209
1210
1211 gfc_expr *
1212 gfc_simplify_bessel_y1 (gfc_expr *x)
1213 {
1214   gfc_expr *result;
1215
1216   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1217     return NULL;
1218
1219   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1220   mpfr_y1 (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1221
1222   return range_check (result, "BESSEL_Y1");
1223 }
1224
1225
1226 gfc_expr *
1227 gfc_simplify_bessel_yn (gfc_expr *order, gfc_expr *x)
1228 {
1229   gfc_expr *result;
1230   long n;
1231
1232   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT || order->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1233     return NULL;
1234
1235   n = mpz_get_si (order->value.integer);
1236   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1237   mpfr_yn (result->value.real, n, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1238
1239   return range_check (result, "BESSEL_YN");
1240 }
1241
1242
1243 gfc_expr *
1244 gfc_simplify_bit_size (gfc_expr *e)
1245 {
1246   int i = gfc_validate_kind (e->ts.type, e->ts.kind, false);
1247   return gfc_get_int_expr (e->ts.kind, &e->where,
1248                            gfc_integer_kinds[i].bit_size);
1249 }
1250
1251
1252 gfc_expr *
1253 gfc_simplify_btest (gfc_expr *e, gfc_expr *bit)
1254 {
1255   int b;
1256
1257   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT || bit->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1258     return NULL;
1259
1260   if (gfc_extract_int (bit, &b) != NULL || b < 0)
1261     return gfc_get_logical_expr (gfc_default_logical_kind, &e->where, false);
1262
1263   return gfc_get_logical_expr (gfc_default_logical_kind, &e->where,
1264                                mpz_tstbit (e->value.integer, b));
1265 }
1266
1267
1268 gfc_expr *
1269 gfc_simplify_ceiling (gfc_expr *e, gfc_expr *k)
1270 {
1271   gfc_expr *ceil, *result;
1272   int kind;
1273
1274   kind = get_kind (BT_INTEGER, k, "CEILING", gfc_default_integer_kind);
1275   if (kind == -1)
1276     return &gfc_bad_expr;
1277
1278   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1279     return NULL;
1280
1281   ceil = gfc_copy_expr (e);
1282   mpfr_ceil (ceil->value.real, e->value.real);
1283
1284   result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, kind, &e->where);
1285   gfc_mpfr_to_mpz (result->value.integer, ceil->value.real, &e->where);
1286
1287   gfc_free_expr (ceil);
1288
1289   return range_check (result, "CEILING");
1290 }
1291
1292
1293 gfc_expr *
1294 gfc_simplify_char (gfc_expr *e, gfc_expr *k)
1295 {
1296   return simplify_achar_char (e, k, "CHAR", false);
1297 }
1298
1299
1300 /* Common subroutine for simplifying CMPLX, COMPLEX and DCMPLX.  */
1301
1302 static gfc_expr *
1303 simplify_cmplx (const char *name, gfc_expr *x, gfc_expr *y, int kind)
1304 {
1305   gfc_expr *result;
1306
1307   if (convert_boz (x, kind) == &gfc_bad_expr)
1308     return &gfc_bad_expr;
1309
1310   if (convert_boz (y, kind) == &gfc_bad_expr)
1311     return &gfc_bad_expr;
1312
1313   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT
1314       || (y != NULL && y->expr_type != EXPR_CONSTANT))
1315     return NULL;
1316
1317   result = gfc_get_constant_expr (BT_COMPLEX, kind, &x->where);
1318
1319   switch (x->ts.type)
1320     {
1321       case BT_INTEGER:
1322         mpc_set_z (result->value.complex, x->value.integer, GFC_MPC_RND_MODE);
1323         break;
1324
1325       case BT_REAL:
1326         mpc_set_fr (result->value.complex, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1327         break;
1328
1329       case BT_COMPLEX:
1330         mpc_set (result->value.complex, x->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
1331         break;
1332
1333       default:
1334         gfc_internal_error ("gfc_simplify_dcmplx(): Bad type (x)");
1335     }
1336
1337   if (!y)
1338     return range_check (result, name);
1339
1340   switch (y->ts.type)
1341     {
1342       case BT_INTEGER:
1343         mpfr_set_z (mpc_imagref (result->value.complex),
1344                     y->value.integer, GFC_RND_MODE);
1345         break;
1346
1347       case BT_REAL:
1348         mpfr_set (mpc_imagref (result->value.complex),
1349                   y->value.real, GFC_RND_MODE);
1350         break;
1351
1352       default:
1353         gfc_internal_error ("gfc_simplify_dcmplx(): Bad type (y)");
1354     }
1355
1356   return range_check (result, name);
1357 }
1358
1359
1360 gfc_expr *
1361 gfc_simplify_cmplx (gfc_expr *x, gfc_expr *y, gfc_expr *k)
1362 {
1363   int kind;
1364
1365   kind = get_kind (BT_REAL, k, "CMPLX", gfc_default_complex_kind);
1366   if (kind == -1)
1367     return &gfc_bad_expr;
1368
1369   return simplify_cmplx ("CMPLX", x, y, kind);
1370 }
1371
1372
1373 gfc_expr *
1374 gfc_simplify_complex (gfc_expr *x, gfc_expr *y)
1375 {
1376   int kind;
1377
1378   if (x->ts.type == BT_INTEGER && y->ts.type == BT_INTEGER)
1379     kind = gfc_default_complex_kind;
1380   else if (x->ts.type == BT_REAL || y->ts.type == BT_INTEGER)
1381     kind = x->ts.kind;
1382   else if (x->ts.type == BT_INTEGER || y->ts.type == BT_REAL)
1383     kind = y->ts.kind;
1384   else if (x->ts.type == BT_REAL && y->ts.type == BT_REAL)
1385     kind = (x->ts.kind > y->ts.kind) ? x->ts.kind : y->ts.kind;
1386   else
1387     gcc_unreachable ();
1388
1389   return simplify_cmplx ("COMPLEX", x, y, kind);
1390 }
1391
1392
1393 gfc_expr *
1394 gfc_simplify_conjg (gfc_expr *e)
1395 {
1396   gfc_expr *result;
1397
1398   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1399     return NULL;
1400
1401   result = gfc_copy_expr (e);
1402   mpc_conj (result->value.complex, result->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
1403
1404   return range_check (result, "CONJG");
1405 }
1406
1407
1408 gfc_expr *
1409 gfc_simplify_cos (gfc_expr *x)
1410 {
1411   gfc_expr *result;
1412
1413   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1414     return NULL;
1415
1416   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1417
1418   switch (x->ts.type)
1419     {
1420       case BT_REAL:
1421         mpfr_cos (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1422         break;
1423
1424       case BT_COMPLEX:
1425         gfc_set_model_kind (x->ts.kind);
1426         mpc_cos (result->value.complex, x->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
1427         break;
1428
1429       default:
1430         gfc_internal_error ("in gfc_simplify_cos(): Bad type");
1431     }
1432
1433   return range_check (result, "COS");
1434 }
1435
1436
1437 gfc_expr *
1438 gfc_simplify_cosh (gfc_expr *x)
1439 {
1440   gfc_expr *result;
1441
1442   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1443     return NULL;
1444
1445   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1446
1447   switch (x->ts.type)
1448     {
1449       case BT_REAL:
1450         mpfr_cosh (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1451         break;
1452
1453       case BT_COMPLEX:
1454         mpc_cosh (result->value.complex, x->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
1455         break;
1456         
1457       default:
1458         gcc_unreachable ();
1459     }
1460
1461   return range_check (result, "COSH");
1462 }
1463
1464
1465 gfc_expr *
1466 gfc_simplify_count (gfc_expr *mask, gfc_expr *dim, gfc_expr *kind)
1467 {
1468   gfc_expr *result;
1469
1470   if (!is_constant_array_expr (mask)
1471       || !gfc_is_constant_expr (dim)
1472       || !gfc_is_constant_expr (kind))
1473     return NULL;
1474
1475   result = transformational_result (mask, dim,
1476                                     BT_INTEGER,
1477                                     get_kind (BT_INTEGER, kind, "COUNT",
1478                                               gfc_default_integer_kind),
1479                                     &mask->where);
1480
1481   init_result_expr (result, 0, NULL);
1482
1483   /* Passing MASK twice, once as data array, once as mask.
1484      Whenever gfc_count is called, '1' is added to the result.  */
1485   return !dim || mask->rank == 1 ?
1486     simplify_transformation_to_scalar (result, mask, mask, gfc_count) :
1487     simplify_transformation_to_array (result, mask, dim, mask, gfc_count);
1488 }
1489
1490
1491 gfc_expr *
1492 gfc_simplify_dcmplx (gfc_expr *x, gfc_expr *y)
1493 {
1494   return simplify_cmplx ("DCMPLX", x, y, gfc_default_double_kind);
1495 }
1496
1497
1498 gfc_expr *
1499 gfc_simplify_dble (gfc_expr *e)
1500 {
1501   gfc_expr *result = NULL;
1502
1503   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1504     return NULL;
1505
1506   if (convert_boz (e, gfc_default_double_kind) == &gfc_bad_expr)
1507     return &gfc_bad_expr;
1508
1509   result = gfc_convert_constant (e, BT_REAL, gfc_default_double_kind);
1510   if (result == &gfc_bad_expr)
1511     return &gfc_bad_expr;
1512
1513   return range_check (result, "DBLE");
1514 }
1515
1516
1517 gfc_expr *
1518 gfc_simplify_digits (gfc_expr *x)
1519 {
1520   int i, digits;
1521
1522   i = gfc_validate_kind (x->ts.type, x->ts.kind, false);
1523
1524   switch (x->ts.type)
1525     {
1526       case BT_INTEGER:
1527         digits = gfc_integer_kinds[i].digits;
1528         break;
1529
1530       case BT_REAL:
1531       case BT_COMPLEX:
1532         digits = gfc_real_kinds[i].digits;
1533         break;
1534
1535       default:
1536         gcc_unreachable ();
1537     }
1538
1539   return gfc_get_int_expr (gfc_default_integer_kind, NULL, digits);
1540 }
1541
1542
1543 gfc_expr *
1544 gfc_simplify_dim (gfc_expr *x, gfc_expr *y)
1545 {
1546   gfc_expr *result;
1547   int kind;
1548
1549   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT || y->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1550     return NULL;
1551
1552   kind = x->ts.kind > y->ts.kind ? x->ts.kind : y->ts.kind;
1553   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, kind, &x->where);
1554
1555   switch (x->ts.type)
1556     {
1557       case BT_INTEGER:
1558         if (mpz_cmp (x->value.integer, y->value.integer) > 0)
1559           mpz_sub (result->value.integer, x->value.integer, y->value.integer);
1560         else
1561           mpz_set_ui (result->value.integer, 0);
1562
1563         break;
1564
1565       case BT_REAL:
1566         if (mpfr_cmp (x->value.real, y->value.real) > 0)
1567           mpfr_sub (result->value.real, x->value.real, y->value.real,
1568                     GFC_RND_MODE);
1569         else
1570           mpfr_set_ui (result->value.real, 0, GFC_RND_MODE);
1571
1572         break;
1573
1574       default:
1575         gfc_internal_error ("gfc_simplify_dim(): Bad type");
1576     }
1577
1578   return range_check (result, "DIM");
1579 }
1580
1581
1582 gfc_expr*
1583 gfc_simplify_dot_product (gfc_expr *vector_a, gfc_expr *vector_b)
1584 {
1585   if (!is_constant_array_expr (vector_a)
1586       || !is_constant_array_expr (vector_b))
1587     return NULL;
1588
1589   gcc_assert (vector_a->rank == 1);
1590   gcc_assert (vector_b->rank == 1);
1591   gcc_assert (gfc_compare_types (&vector_a->ts, &vector_b->ts));
1592
1593   return compute_dot_product (vector_a, 1, 0, vector_b, 1, 0);
1594 }
1595
1596
1597 gfc_expr *
1598 gfc_simplify_dprod (gfc_expr *x, gfc_expr *y)
1599 {
1600   gfc_expr *a1, *a2, *result;
1601
1602   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT || y->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1603     return NULL;
1604
1605   a1 = gfc_real2real (x, gfc_default_double_kind);
1606   a2 = gfc_real2real (y, gfc_default_double_kind);
1607
1608   result = gfc_get_constant_expr (BT_REAL, gfc_default_double_kind, &x->where);
1609   mpfr_mul (result->value.real, a1->value.real, a2->value.real, GFC_RND_MODE);
1610
1611   gfc_free_expr (a2);
1612   gfc_free_expr (a1);
1613
1614   return range_check (result, "DPROD");
1615 }
1616
1617
1618 gfc_expr *
1619 gfc_simplify_erf (gfc_expr *x)
1620 {
1621   gfc_expr *result;
1622
1623   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1624     return NULL;
1625
1626   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1627   mpfr_erf (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1628
1629   return range_check (result, "ERF");
1630 }
1631
1632
1633 gfc_expr *
1634 gfc_simplify_erfc (gfc_expr *x)
1635 {
1636   gfc_expr *result;
1637
1638   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1639     return NULL;
1640
1641   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1642   mpfr_erfc (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1643
1644   return range_check (result, "ERFC");
1645 }
1646
1647
1648 /* Helper functions to simplify ERFC_SCALED(x) = ERFC(x) * EXP(X**2).  */
1649
1650 #define MAX_ITER 200
1651 #define ARG_LIMIT 12
1652
1653 /* Calculate ERFC_SCALED directly by its definition:
1654
1655      ERFC_SCALED(x) = ERFC(x) * EXP(X**2)
1656
1657    using a large precision for intermediate results.  This is used for all
1658    but large values of the argument.  */
1659 static void
1660 fullprec_erfc_scaled (mpfr_t res, mpfr_t arg)
1661 {
1662   mp_prec_t prec;
1663   mpfr_t a, b;
1664
1665   prec = mpfr_get_default_prec ();
1666   mpfr_set_default_prec (10 * prec);
1667
1668   mpfr_init (a);
1669   mpfr_init (b);
1670
1671   mpfr_set (a, arg, GFC_RND_MODE);
1672   mpfr_sqr (b, a, GFC_RND_MODE);
1673   mpfr_exp (b, b, GFC_RND_MODE);
1674   mpfr_erfc (a, a, GFC_RND_MODE);
1675   mpfr_mul (a, a, b, GFC_RND_MODE);
1676
1677   mpfr_set (res, a, GFC_RND_MODE);
1678   mpfr_set_default_prec (prec);
1679
1680   mpfr_clear (a);
1681   mpfr_clear (b);
1682 }
1683
1684 /* Calculate ERFC_SCALED using a power series expansion in 1/arg:
1685
1686     ERFC_SCALED(x) = 1 / (x * sqrt(pi))
1687                      * (1 + Sum_n (-1)**n * (1 * 3 * 5 * ... * (2n-1))
1688                                           / (2 * x**2)**n)
1689
1690   This is used for large values of the argument.  Intermediate calculations
1691   are performed with twice the precision.  We don't do a fixed number of
1692   iterations of the sum, but stop when it has converged to the required
1693   precision.  */
1694 static void
1695 asympt_erfc_scaled (mpfr_t res, mpfr_t arg)
1696 {
1697   mpfr_t sum, x, u, v, w, oldsum, sumtrunc;
1698   mpz_t num;
1699   mp_prec_t prec;
1700   unsigned i;
1701
1702   prec = mpfr_get_default_prec ();
1703   mpfr_set_default_prec (2 * prec);
1704
1705   mpfr_init (sum);
1706   mpfr_init (x);
1707   mpfr_init (u);
1708   mpfr_init (v);
1709   mpfr_init (w);
1710   mpz_init (num);
1711
1712   mpfr_init (oldsum);
1713   mpfr_init (sumtrunc);
1714   mpfr_set_prec (oldsum, prec);
1715   mpfr_set_prec (sumtrunc, prec);
1716
1717   mpfr_set (x, arg, GFC_RND_MODE);
1718   mpfr_set_ui (sum, 1, GFC_RND_MODE);
1719   mpz_set_ui (num, 1);
1720
1721   mpfr_set (u, x, GFC_RND_MODE);
1722   mpfr_sqr (u, u, GFC_RND_MODE);
1723   mpfr_mul_ui (u, u, 2, GFC_RND_MODE);
1724   mpfr_pow_si (u, u, -1, GFC_RND_MODE);
1725
1726   for (i = 1; i < MAX_ITER; i++)
1727   {
1728     mpfr_set (oldsum, sum, GFC_RND_MODE);
1729
1730     mpz_mul_ui (num, num, 2 * i - 1);
1731     mpz_neg (num, num);
1732
1733     mpfr_set (w, u, GFC_RND_MODE);
1734     mpfr_pow_ui (w, w, i, GFC_RND_MODE);
1735
1736     mpfr_set_z (v, num, GFC_RND_MODE);
1737     mpfr_mul (v, v, w, GFC_RND_MODE);
1738
1739     mpfr_add (sum, sum, v, GFC_RND_MODE);
1740
1741     mpfr_set (sumtrunc, sum, GFC_RND_MODE);
1742     if (mpfr_cmp (sumtrunc, oldsum) == 0)
1743       break;
1744   }
1745
1746   /* We should have converged by now; otherwise, ARG_LIMIT is probably
1747      set too low.  */
1748   gcc_assert (i < MAX_ITER);
1749
1750   /* Divide by x * sqrt(Pi).  */
1751   mpfr_const_pi (u, GFC_RND_MODE);
1752   mpfr_sqrt (u, u, GFC_RND_MODE);
1753   mpfr_mul (u, u, x, GFC_RND_MODE);
1754   mpfr_div (sum, sum, u, GFC_RND_MODE);
1755
1756   mpfr_set (res, sum, GFC_RND_MODE);
1757   mpfr_set_default_prec (prec);
1758
1759   mpfr_clears (sum, x, u, v, w, oldsum, sumtrunc, NULL);
1760   mpz_clear (num);
1761 }
1762
1763
1764 gfc_expr *
1765 gfc_simplify_erfc_scaled (gfc_expr *x)
1766 {
1767   gfc_expr *result;
1768
1769   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1770     return NULL;
1771
1772   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1773   if (mpfr_cmp_d (x->value.real, ARG_LIMIT) >= 0)
1774     asympt_erfc_scaled (result->value.real, x->value.real);
1775   else
1776     fullprec_erfc_scaled (result->value.real, x->value.real);
1777
1778   return range_check (result, "ERFC_SCALED");
1779 }
1780
1781 #undef MAX_ITER
1782 #undef ARG_LIMIT
1783
1784
1785 gfc_expr *
1786 gfc_simplify_epsilon (gfc_expr *e)
1787 {
1788   gfc_expr *result;
1789   int i;
1790
1791   i = gfc_validate_kind (e->ts.type, e->ts.kind, false);
1792
1793   result = gfc_get_constant_expr (BT_REAL, e->ts.kind, &e->where);
1794   mpfr_set (result->value.real, gfc_real_kinds[i].epsilon, GFC_RND_MODE);
1795
1796   return range_check (result, "EPSILON");
1797 }
1798
1799
1800 gfc_expr *
1801 gfc_simplify_exp (gfc_expr *x)
1802 {
1803   gfc_expr *result;
1804
1805   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1806     return NULL;
1807
1808   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1809
1810   switch (x->ts.type)
1811     {
1812       case BT_REAL:
1813         mpfr_exp (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1814         break;
1815
1816       case BT_COMPLEX:
1817         gfc_set_model_kind (x->ts.kind);
1818         mpc_exp (result->value.complex, x->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
1819         break;
1820
1821       default:
1822         gfc_internal_error ("in gfc_simplify_exp(): Bad type");
1823     }
1824
1825   return range_check (result, "EXP");
1826 }
1827
1828
1829 gfc_expr *
1830 gfc_simplify_exponent (gfc_expr *x)
1831 {
1832   int i;
1833   gfc_expr *result;
1834
1835   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1836     return NULL;
1837
1838   result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, gfc_default_integer_kind,
1839                                   &x->where);
1840
1841   gfc_set_model (x->value.real);
1842
1843   if (mpfr_sgn (x->value.real) == 0)
1844     {
1845       mpz_set_ui (result->value.integer, 0);
1846       return result;
1847     }
1848
1849   i = (int) mpfr_get_exp (x->value.real);
1850   mpz_set_si (result->value.integer, i);
1851
1852   return range_check (result, "EXPONENT");
1853 }
1854
1855
1856 gfc_expr *
1857 gfc_simplify_float (gfc_expr *a)
1858 {
1859   gfc_expr *result;
1860
1861   if (a->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1862     return NULL;
1863
1864   if (a->is_boz)
1865     {
1866       if (convert_boz (a, gfc_default_real_kind) == &gfc_bad_expr)
1867         return &gfc_bad_expr;
1868
1869       result = gfc_copy_expr (a);
1870     }
1871   else
1872     result = gfc_int2real (a, gfc_default_real_kind);
1873
1874   return range_check (result, "FLOAT");
1875 }
1876
1877
1878 gfc_expr *
1879 gfc_simplify_floor (gfc_expr *e, gfc_expr *k)
1880 {
1881   gfc_expr *result;
1882   mpfr_t floor;
1883   int kind;
1884
1885   kind = get_kind (BT_INTEGER, k, "FLOOR", gfc_default_integer_kind);
1886   if (kind == -1)
1887     gfc_internal_error ("gfc_simplify_floor(): Bad kind");
1888
1889   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1890     return NULL;
1891
1892   gfc_set_model_kind (kind);
1893
1894   mpfr_init (floor);
1895   mpfr_floor (floor, e->value.real);
1896
1897   result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, kind, &e->where);
1898   gfc_mpfr_to_mpz (result->value.integer, floor, &e->where);
1899
1900   mpfr_clear (floor);
1901
1902   return range_check (result, "FLOOR");
1903 }
1904
1905
1906 gfc_expr *
1907 gfc_simplify_fraction (gfc_expr *x)
1908 {
1909   gfc_expr *result;
1910   mpfr_t absv, exp, pow2;
1911
1912   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1913     return NULL;
1914
1915   result = gfc_get_constant_expr (BT_REAL, x->ts.kind, &x->where);
1916
1917   if (mpfr_sgn (x->value.real) == 0)
1918     {
1919       mpfr_set_ui (result->value.real, 0, GFC_RND_MODE);
1920       return result;
1921     }
1922
1923   gfc_set_model_kind (x->ts.kind);
1924   mpfr_init (exp);
1925   mpfr_init (absv);
1926   mpfr_init (pow2);
1927
1928   mpfr_abs (absv, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1929   mpfr_log2 (exp, absv, GFC_RND_MODE);
1930
1931   mpfr_trunc (exp, exp);
1932   mpfr_add_ui (exp, exp, 1, GFC_RND_MODE);
1933
1934   mpfr_ui_pow (pow2, 2, exp, GFC_RND_MODE);
1935
1936   mpfr_div (result->value.real, absv, pow2, GFC_RND_MODE);
1937
1938   mpfr_clears (exp, absv, pow2, NULL);
1939
1940   return range_check (result, "FRACTION");
1941 }
1942
1943
1944 gfc_expr *
1945 gfc_simplify_gamma (gfc_expr *x)
1946 {
1947   gfc_expr *result;
1948
1949   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1950     return NULL;
1951
1952   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1953   mpfr_gamma (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
1954
1955   return range_check (result, "GAMMA");
1956 }
1957
1958
1959 gfc_expr *
1960 gfc_simplify_huge (gfc_expr *e)
1961 {
1962   gfc_expr *result;
1963   int i;
1964
1965   i = gfc_validate_kind (e->ts.type, e->ts.kind, false);
1966   result = gfc_get_constant_expr (e->ts.type, e->ts.kind, &e->where);
1967
1968   switch (e->ts.type)
1969     {
1970       case BT_INTEGER:
1971         mpz_set (result->value.integer, gfc_integer_kinds[i].huge);
1972         break;
1973
1974       case BT_REAL:
1975         mpfr_set (result->value.real, gfc_real_kinds[i].huge, GFC_RND_MODE);
1976         break;
1977
1978       default:
1979         gcc_unreachable ();
1980     }
1981
1982   return result;
1983 }
1984
1985
1986 gfc_expr *
1987 gfc_simplify_hypot (gfc_expr *x, gfc_expr *y)
1988 {
1989   gfc_expr *result;
1990
1991   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT || y->expr_type != EXPR_CONSTANT)
1992     return NULL;
1993
1994   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
1995   mpfr_hypot (result->value.real, x->value.real, y->value.real, GFC_RND_MODE);
1996   return range_check (result, "HYPOT");
1997 }
1998
1999
2000 /* We use the processor's collating sequence, because all
2001    systems that gfortran currently works on are ASCII.  */
2002
2003 gfc_expr *
2004 gfc_simplify_iachar (gfc_expr *e, gfc_expr *kind)
2005 {
2006   gfc_expr *result;
2007   gfc_char_t index;
2008   int k;
2009
2010   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2011     return NULL;
2012
2013   if (e->value.character.length != 1)
2014     {
2015       gfc_error ("Argument of IACHAR at %L must be of length one", &e->where);
2016       return &gfc_bad_expr;
2017     }
2018
2019   index = e->value.character.string[0];
2020
2021   if (gfc_option.warn_surprising && index > 127)
2022     gfc_warning ("Argument of IACHAR function at %L outside of range 0..127",
2023                  &e->where);
2024
2025   k = get_kind (BT_INTEGER, kind, "IACHAR", gfc_default_integer_kind);
2026   if (k == -1)
2027     return &gfc_bad_expr;
2028
2029   result = gfc_get_int_expr (k, &e->where, index);
2030
2031   return range_check (result, "IACHAR");
2032 }
2033
2034
2035 gfc_expr *
2036 gfc_simplify_iand (gfc_expr *x, gfc_expr *y)
2037 {
2038   gfc_expr *result;
2039
2040   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT || y->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2041     return NULL;
2042
2043   result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, x->ts.kind, &x->where);
2044   mpz_and (result->value.integer, x->value.integer, y->value.integer);
2045
2046   return range_check (result, "IAND");
2047 }
2048
2049
2050 gfc_expr *
2051 gfc_simplify_ibclr (gfc_expr *x, gfc_expr *y)
2052 {
2053   gfc_expr *result;
2054   int k, pos;
2055
2056   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT || y->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2057     return NULL;
2058
2059   if (gfc_extract_int (y, &pos) != NULL || pos < 0)
2060     {
2061       gfc_error ("Invalid second argument of IBCLR at %L", &y->where);
2062       return &gfc_bad_expr;
2063     }
2064
2065   k = gfc_validate_kind (x->ts.type, x->ts.kind, false);
2066
2067   if (pos >= gfc_integer_kinds[k].bit_size)
2068     {
2069       gfc_error ("Second argument of IBCLR exceeds bit size at %L",
2070                  &y->where);
2071       return &gfc_bad_expr;
2072     }
2073
2074   result = gfc_copy_expr (x);
2075
2076   convert_mpz_to_unsigned (result->value.integer,
2077                            gfc_integer_kinds[k].bit_size);
2078
2079   mpz_clrbit (result->value.integer, pos);
2080
2081   convert_mpz_to_signed (result->value.integer,
2082                          gfc_integer_kinds[k].bit_size);
2083
2084   return result;
2085 }
2086
2087
2088 gfc_expr *
2089 gfc_simplify_ibits (gfc_expr *x, gfc_expr *y, gfc_expr *z)
2090 {
2091   gfc_expr *result;
2092   int pos, len;
2093   int i, k, bitsize;
2094   int *bits;
2095
2096   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT
2097       || y->expr_type != EXPR_CONSTANT
2098       || z->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2099     return NULL;
2100
2101   if (gfc_extract_int (y, &pos) != NULL || pos < 0)
2102     {
2103       gfc_error ("Invalid second argument of IBITS at %L", &y->where);
2104       return &gfc_bad_expr;
2105     }
2106
2107   if (gfc_extract_int (z, &len) != NULL || len < 0)
2108     {
2109       gfc_error ("Invalid third argument of IBITS at %L", &z->where);
2110       return &gfc_bad_expr;
2111     }
2112
2113   k = gfc_validate_kind (BT_INTEGER, x->ts.kind, false);
2114
2115   bitsize = gfc_integer_kinds[k].bit_size;
2116
2117   if (pos + len > bitsize)
2118     {
2119       gfc_error ("Sum of second and third arguments of IBITS exceeds "
2120                  "bit size at %L", &y->where);
2121       return &gfc_bad_expr;
2122     }
2123
2124   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
2125   convert_mpz_to_unsigned (result->value.integer,
2126                            gfc_integer_kinds[k].bit_size);
2127
2128   bits = XCNEWVEC (int, bitsize);
2129
2130   for (i = 0; i < bitsize; i++)
2131     bits[i] = 0;
2132
2133   for (i = 0; i < len; i++)
2134     bits[i] = mpz_tstbit (x->value.integer, i + pos);
2135
2136   for (i = 0; i < bitsize; i++)
2137     {
2138       if (bits[i] == 0)
2139         mpz_clrbit (result->value.integer, i);
2140       else if (bits[i] == 1)
2141         mpz_setbit (result->value.integer, i);
2142       else
2143         gfc_internal_error ("IBITS: Bad bit");
2144     }
2145
2146   gfc_free (bits);
2147
2148   convert_mpz_to_signed (result->value.integer,
2149                          gfc_integer_kinds[k].bit_size);
2150
2151   return result;
2152 }
2153
2154
2155 gfc_expr *
2156 gfc_simplify_ibset (gfc_expr *x, gfc_expr *y)
2157 {
2158   gfc_expr *result;
2159   int k, pos;
2160
2161   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT || y->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2162     return NULL;
2163
2164   if (gfc_extract_int (y, &pos) != NULL || pos < 0)
2165     {
2166       gfc_error ("Invalid second argument of IBSET at %L", &y->where);
2167       return &gfc_bad_expr;
2168     }
2169
2170   k = gfc_validate_kind (x->ts.type, x->ts.kind, false);
2171
2172   if (pos >= gfc_integer_kinds[k].bit_size)
2173     {
2174       gfc_error ("Second argument of IBSET exceeds bit size at %L",
2175                  &y->where);
2176       return &gfc_bad_expr;
2177     }
2178
2179   result = gfc_copy_expr (x);
2180
2181   convert_mpz_to_unsigned (result->value.integer,
2182                            gfc_integer_kinds[k].bit_size);
2183
2184   mpz_setbit (result->value.integer, pos);
2185
2186   convert_mpz_to_signed (result->value.integer,
2187                          gfc_integer_kinds[k].bit_size);
2188
2189   return result;
2190 }
2191
2192
2193 gfc_expr *
2194 gfc_simplify_ichar (gfc_expr *e, gfc_expr *kind)
2195 {
2196   gfc_expr *result;
2197   gfc_char_t index;
2198   int k;
2199
2200   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2201     return NULL;
2202
2203   if (e->value.character.length != 1)
2204     {
2205       gfc_error ("Argument of ICHAR at %L must be of length one", &e->where);
2206       return &gfc_bad_expr;
2207     }
2208
2209   index = e->value.character.string[0];
2210
2211   k = get_kind (BT_INTEGER, kind, "ICHAR", gfc_default_integer_kind);
2212   if (k == -1)
2213     return &gfc_bad_expr;
2214
2215   result = gfc_get_int_expr (k, &e->where, index);
2216
2217   return range_check (result, "ICHAR");
2218 }
2219
2220
2221 gfc_expr *
2222 gfc_simplify_ieor (gfc_expr *x, gfc_expr *y)
2223 {
2224   gfc_expr *result;
2225
2226   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT || y->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2227     return NULL;
2228
2229   result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, x->ts.kind, &x->where);
2230   mpz_xor (result->value.integer, x->value.integer, y->value.integer);
2231
2232   return range_check (result, "IEOR");
2233 }
2234
2235
2236 gfc_expr *
2237 gfc_simplify_index (gfc_expr *x, gfc_expr *y, gfc_expr *b, gfc_expr *kind)
2238 {
2239   gfc_expr *result;
2240   int back, len, lensub;
2241   int i, j, k, count, index = 0, start;
2242
2243   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT || y->expr_type != EXPR_CONSTANT 
2244       || ( b != NULL && b->expr_type !=  EXPR_CONSTANT))
2245     return NULL;
2246
2247   if (b != NULL && b->value.logical != 0)
2248     back = 1;
2249   else
2250     back = 0;
2251
2252   k = get_kind (BT_INTEGER, kind, "INDEX", gfc_default_integer_kind); 
2253   if (k == -1)
2254     return &gfc_bad_expr;
2255
2256   result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, k, &x->where);
2257
2258   len = x->value.character.length;
2259   lensub = y->value.character.length;
2260
2261   if (len < lensub)
2262     {
2263       mpz_set_si (result->value.integer, 0);
2264       return result;
2265     }
2266
2267   if (back == 0)
2268     {
2269       if (lensub == 0)
2270         {
2271           mpz_set_si (result->value.integer, 1);
2272           return result;
2273         }
2274       else if (lensub == 1)
2275         {
2276           for (i = 0; i < len; i++)
2277             {
2278               for (j = 0; j < lensub; j++)
2279                 {
2280                   if (y->value.character.string[j]
2281                       == x->value.character.string[i])
2282                     {
2283                       index = i + 1;
2284                       goto done;
2285                     }
2286                 }
2287             }
2288         }
2289       else
2290         {
2291           for (i = 0; i < len; i++)
2292             {
2293               for (j = 0; j < lensub; j++)
2294                 {
2295                   if (y->value.character.string[j]
2296                       == x->value.character.string[i])
2297                     {
2298                       start = i;
2299                       count = 0;
2300
2301                       for (k = 0; k < lensub; k++)
2302                         {
2303                           if (y->value.character.string[k]
2304                               == x->value.character.string[k + start])
2305                             count++;
2306                         }
2307
2308                       if (count == lensub)
2309                         {
2310                           index = start + 1;
2311                           goto done;
2312                         }
2313                     }
2314                 }
2315             }
2316         }
2317
2318     }
2319   else
2320     {
2321       if (lensub == 0)
2322         {
2323           mpz_set_si (result->value.integer, len + 1);
2324           return result;
2325         }
2326       else if (lensub == 1)
2327         {
2328           for (i = 0; i < len; i++)
2329             {
2330               for (j = 0; j < lensub; j++)
2331                 {
2332                   if (y->value.character.string[j]
2333                       == x->value.character.string[len - i])
2334                     {
2335                       index = len - i + 1;
2336                       goto done;
2337                     }
2338                 }
2339             }
2340         }
2341       else
2342         {
2343           for (i = 0; i < len; i++)
2344             {
2345               for (j = 0; j < lensub; j++)
2346                 {
2347                   if (y->value.character.string[j]
2348                       == x->value.character.string[len - i])
2349                     {
2350                       start = len - i;
2351                       if (start <= len - lensub)
2352                         {
2353                           count = 0;
2354                           for (k = 0; k < lensub; k++)
2355                             if (y->value.character.string[k]
2356                                 == x->value.character.string[k + start])
2357                               count++;
2358
2359                           if (count == lensub)
2360                             {
2361                               index = start + 1;
2362                               goto done;
2363                             }
2364                         }
2365                       else
2366                         {
2367                           continue;
2368                         }
2369                     }
2370                 }
2371             }
2372         }
2373     }
2374
2375 done:
2376   mpz_set_si (result->value.integer, index);
2377   return range_check (result, "INDEX");
2378 }
2379
2380
2381 static gfc_expr *
2382 simplify_intconv (gfc_expr *e, int kind, const char *name)
2383 {
2384   gfc_expr *result = NULL;
2385
2386   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2387     return NULL;
2388
2389   result = gfc_convert_constant (e, BT_INTEGER, kind);
2390   if (result == &gfc_bad_expr)
2391     return &gfc_bad_expr;
2392
2393   return range_check (result, name);
2394 }
2395
2396
2397 gfc_expr *
2398 gfc_simplify_int (gfc_expr *e, gfc_expr *k)
2399 {
2400   int kind;
2401
2402   kind = get_kind (BT_INTEGER, k, "INT", gfc_default_integer_kind);
2403   if (kind == -1)
2404     return &gfc_bad_expr;
2405
2406   return simplify_intconv (e, kind, "INT");
2407 }
2408
2409 gfc_expr *
2410 gfc_simplify_int2 (gfc_expr *e)
2411 {
2412   return simplify_intconv (e, 2, "INT2");
2413 }
2414
2415
2416 gfc_expr *
2417 gfc_simplify_int8 (gfc_expr *e)
2418 {
2419   return simplify_intconv (e, 8, "INT8");
2420 }
2421
2422
2423 gfc_expr *
2424 gfc_simplify_long (gfc_expr *e)
2425 {
2426   return simplify_intconv (e, 4, "LONG");
2427 }
2428
2429
2430 gfc_expr *
2431 gfc_simplify_ifix (gfc_expr *e)
2432 {
2433   gfc_expr *rtrunc, *result;
2434
2435   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2436     return NULL;
2437
2438   rtrunc = gfc_copy_expr (e);
2439   mpfr_trunc (rtrunc->value.real, e->value.real);
2440
2441   result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, gfc_default_integer_kind,
2442                                   &e->where);
2443   gfc_mpfr_to_mpz (result->value.integer, rtrunc->value.real, &e->where);
2444
2445   gfc_free_expr (rtrunc);
2446
2447   return range_check (result, "IFIX");
2448 }
2449
2450
2451 gfc_expr *
2452 gfc_simplify_idint (gfc_expr *e)
2453 {
2454   gfc_expr *rtrunc, *result;
2455
2456   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2457     return NULL;
2458
2459   rtrunc = gfc_copy_expr (e);
2460   mpfr_trunc (rtrunc->value.real, e->value.real);
2461
2462   result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, gfc_default_integer_kind,
2463                                   &e->where);
2464   gfc_mpfr_to_mpz (result->value.integer, rtrunc->value.real, &e->where);
2465
2466   gfc_free_expr (rtrunc);
2467
2468   return range_check (result, "IDINT");
2469 }
2470
2471
2472 gfc_expr *
2473 gfc_simplify_ior (gfc_expr *x, gfc_expr *y)
2474 {
2475   gfc_expr *result;
2476
2477   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT || y->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2478     return NULL;
2479
2480   result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, x->ts.kind, &x->where);
2481   mpz_ior (result->value.integer, x->value.integer, y->value.integer);
2482
2483   return range_check (result, "IOR");
2484 }
2485
2486
2487 gfc_expr *
2488 gfc_simplify_is_iostat_end (gfc_expr *x)
2489 {
2490   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2491     return NULL;
2492
2493   return gfc_get_logical_expr (gfc_default_logical_kind, &x->where,
2494                                mpz_cmp_si (x->value.integer,
2495                                            LIBERROR_END) == 0);
2496 }
2497
2498
2499 gfc_expr *
2500 gfc_simplify_is_iostat_eor (gfc_expr *x)
2501 {
2502   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2503     return NULL;
2504
2505   return gfc_get_logical_expr (gfc_default_logical_kind, &x->where,
2506                                mpz_cmp_si (x->value.integer,
2507                                            LIBERROR_EOR) == 0);
2508 }
2509
2510
2511 gfc_expr *
2512 gfc_simplify_isnan (gfc_expr *x)
2513 {
2514   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2515     return NULL;
2516
2517   return gfc_get_logical_expr (gfc_default_logical_kind, &x->where,
2518                                mpfr_nan_p (x->value.real));
2519 }
2520
2521
2522 gfc_expr *
2523 gfc_simplify_ishft (gfc_expr *e, gfc_expr *s)
2524 {
2525   gfc_expr *result;
2526   int shift, ashift, isize, k, *bits, i;
2527
2528   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT || s->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2529     return NULL;
2530
2531   if (gfc_extract_int (s, &shift) != NULL)
2532     {
2533       gfc_error ("Invalid second argument of ISHFT at %L", &s->where);
2534       return &gfc_bad_expr;
2535     }
2536
2537   k = gfc_validate_kind (BT_INTEGER, e->ts.kind, false);
2538
2539   isize = gfc_integer_kinds[k].bit_size;
2540
2541   if (shift >= 0)
2542     ashift = shift;
2543   else
2544     ashift = -shift;
2545
2546   if (ashift > isize)
2547     {
2548       gfc_error ("Magnitude of second argument of ISHFT exceeds bit size "
2549                  "at %L", &s->where);
2550       return &gfc_bad_expr;
2551     }
2552
2553   result = gfc_get_constant_expr (e->ts.type, e->ts.kind, &e->where);
2554
2555   if (shift == 0)
2556     {
2557       mpz_set (result->value.integer, e->value.integer);
2558       return range_check (result, "ISHFT");
2559     }
2560   
2561   bits = XCNEWVEC (int, isize);
2562
2563   for (i = 0; i < isize; i++)
2564     bits[i] = mpz_tstbit (e->value.integer, i);
2565
2566   if (shift > 0)
2567     {
2568       for (i = 0; i < shift; i++)
2569         mpz_clrbit (result->value.integer, i);
2570
2571       for (i = 0; i < isize - shift; i++)
2572         {
2573           if (bits[i] == 0)
2574             mpz_clrbit (result->value.integer, i + shift);
2575           else
2576             mpz_setbit (result->value.integer, i + shift);
2577         }
2578     }
2579   else
2580     {
2581       for (i = isize - 1; i >= isize - ashift; i--)
2582         mpz_clrbit (result->value.integer, i);
2583
2584       for (i = isize - 1; i >= ashift; i--)
2585         {
2586           if (bits[i] == 0)
2587             mpz_clrbit (result->value.integer, i - ashift);
2588           else
2589             mpz_setbit (result->value.integer, i - ashift);
2590         }
2591     }
2592
2593   convert_mpz_to_signed (result->value.integer, isize);
2594
2595   gfc_free (bits);
2596   return result;
2597 }
2598
2599
2600 gfc_expr *
2601 gfc_simplify_ishftc (gfc_expr *e, gfc_expr *s, gfc_expr *sz)
2602 {
2603   gfc_expr *result;
2604   int shift, ashift, isize, ssize, delta, k;
2605   int i, *bits;
2606
2607   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT || s->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2608     return NULL;
2609
2610   if (gfc_extract_int (s, &shift) != NULL)
2611     {
2612       gfc_error ("Invalid second argument of ISHFTC at %L", &s->where);
2613       return &gfc_bad_expr;
2614     }
2615
2616   k = gfc_validate_kind (e->ts.type, e->ts.kind, false);
2617   isize = gfc_integer_kinds[k].bit_size;
2618
2619   if (sz != NULL)
2620     {
2621       if (sz->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2622         return NULL;
2623
2624       if (gfc_extract_int (sz, &ssize) != NULL || ssize <= 0)
2625         {
2626           gfc_error ("Invalid third argument of ISHFTC at %L", &sz->where);
2627           return &gfc_bad_expr;
2628         }
2629
2630       if (ssize > isize)
2631         {
2632           gfc_error ("Magnitude of third argument of ISHFTC exceeds "
2633                      "BIT_SIZE of first argument at %L", &s->where);
2634           return &gfc_bad_expr;
2635         }
2636     }
2637   else
2638     ssize = isize;
2639
2640   if (shift >= 0)
2641     ashift = shift;
2642   else
2643     ashift = -shift;
2644
2645   if (ashift > ssize)
2646     {
2647       if (sz != NULL)
2648         gfc_error ("Magnitude of second argument of ISHFTC exceeds "
2649                    "third argument at %L", &s->where);
2650       else
2651         gfc_error ("Magnitude of second argument of ISHFTC exceeds "
2652                    "BIT_SIZE of first argument at %L", &s->where);
2653       return &gfc_bad_expr;
2654     }
2655
2656   result = gfc_get_constant_expr (e->ts.type, e->ts.kind, &e->where);
2657
2658   mpz_set (result->value.integer, e->value.integer);
2659
2660   if (shift == 0)
2661     return result;
2662
2663   convert_mpz_to_unsigned (result->value.integer, isize);
2664
2665   bits = XCNEWVEC (int, ssize);
2666
2667   for (i = 0; i < ssize; i++)
2668     bits[i] = mpz_tstbit (e->value.integer, i);
2669
2670   delta = ssize - ashift;
2671
2672   if (shift > 0)
2673     {
2674       for (i = 0; i < delta; i++)
2675         {
2676           if (bits[i] == 0)
2677             mpz_clrbit (result->value.integer, i + shift);
2678           else
2679             mpz_setbit (result->value.integer, i + shift);
2680         }
2681
2682       for (i = delta; i < ssize; i++)
2683         {
2684           if (bits[i] == 0)
2685             mpz_clrbit (result->value.integer, i - delta);
2686           else
2687             mpz_setbit (result->value.integer, i - delta);
2688         }
2689     }
2690   else
2691     {
2692       for (i = 0; i < ashift; i++)
2693         {
2694           if (bits[i] == 0)
2695             mpz_clrbit (result->value.integer, i + delta);
2696           else
2697             mpz_setbit (result->value.integer, i + delta);
2698         }
2699
2700       for (i = ashift; i < ssize; i++)
2701         {
2702           if (bits[i] == 0)
2703             mpz_clrbit (result->value.integer, i + shift);
2704           else
2705             mpz_setbit (result->value.integer, i + shift);
2706         }
2707     }
2708
2709   convert_mpz_to_signed (result->value.integer, isize);
2710
2711   gfc_free (bits);
2712   return result;
2713 }
2714
2715
2716 gfc_expr *
2717 gfc_simplify_kind (gfc_expr *e)
2718 {
2719   return gfc_get_int_expr (gfc_default_integer_kind, NULL, e->ts.kind);
2720 }
2721
2722
2723 static gfc_expr *
2724 simplify_bound_dim (gfc_expr *array, gfc_expr *kind, int d, int upper,
2725                     gfc_array_spec *as, gfc_ref *ref, bool coarray)
2726 {
2727   gfc_expr *l, *u, *result;
2728   int k;
2729
2730   /* The last dimension of an assumed-size array is special.  */
2731   if ((!coarray && d == as->rank && as->type == AS_ASSUMED_SIZE && !upper)
2732       || (coarray && d == as->rank + as->corank))
2733     {
2734       if (as->lower[d-1]->expr_type == EXPR_CONSTANT)
2735         return gfc_copy_expr (as->lower[d-1]);
2736       else
2737         return NULL;
2738     }
2739
2740   k = get_kind (BT_INTEGER, kind, upper ? "UBOUND" : "LBOUND",
2741                 gfc_default_integer_kind); 
2742   if (k == -1)
2743     return &gfc_bad_expr;
2744
2745   result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, k, &array->where);
2746
2747
2748   /* Then, we need to know the extent of the given dimension.  */
2749   if (coarray || ref->u.ar.type == AR_FULL)
2750     {
2751       l = as->lower[d-1];
2752       u = as->upper[d-1];
2753
2754       if (l->expr_type != EXPR_CONSTANT || u == NULL
2755           || u->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2756         return NULL;
2757
2758       if (mpz_cmp (l->value.integer, u->value.integer) > 0)
2759         {
2760           /* Zero extent.  */
2761           if (upper)
2762             mpz_set_si (result->value.integer, 0);
2763           else
2764             mpz_set_si (result->value.integer, 1);
2765         }
2766       else
2767         {
2768           /* Nonzero extent.  */
2769           if (upper)
2770             mpz_set (result->value.integer, u->value.integer);
2771           else
2772             mpz_set (result->value.integer, l->value.integer);
2773         }
2774     }
2775   else
2776     {
2777       if (upper)
2778         {
2779           if (gfc_ref_dimen_size (&ref->u.ar, d-1, &result->value.integer)
2780               != SUCCESS)
2781             return NULL;
2782         }
2783       else
2784         mpz_set_si (result->value.integer, (long int) 1);
2785     }
2786
2787   return range_check (result, upper ? "UBOUND" : "LBOUND");
2788 }
2789
2790
2791 static gfc_expr *
2792 simplify_bound (gfc_expr *array, gfc_expr *dim, gfc_expr *kind, int upper)
2793 {
2794   gfc_ref *ref;
2795   gfc_array_spec *as;
2796   int d;
2797
2798   if (array->expr_type != EXPR_VARIABLE)
2799     return NULL;
2800
2801   /* Follow any component references.  */
2802   as = array->symtree->n.sym->as;
2803   for (ref = array->ref; ref; ref = ref->next)
2804     {
2805       switch (ref->type)
2806         {
2807         case REF_ARRAY:
2808           switch (ref->u.ar.type)
2809             {
2810             case AR_ELEMENT:
2811               as = NULL;
2812               continue;
2813
2814             case AR_FULL:
2815               /* We're done because 'as' has already been set in the
2816                  previous iteration.  */
2817               if (!ref->next)
2818                 goto done;
2819
2820             /* Fall through.  */
2821
2822             case AR_UNKNOWN:
2823               return NULL;
2824
2825             case AR_SECTION:
2826               as = ref->u.ar.as;
2827               goto done;
2828             }
2829
2830           gcc_unreachable ();
2831
2832         case REF_COMPONENT:
2833           as = ref->u.c.component->as;
2834           continue;
2835
2836         case REF_SUBSTRING:
2837           continue;
2838         }
2839     }
2840
2841   gcc_unreachable ();
2842
2843  done:
2844
2845   if (as->type == AS_DEFERRED || as->type == AS_ASSUMED_SHAPE)
2846     return NULL;
2847
2848   if (dim == NULL)
2849     {
2850       /* Multi-dimensional bounds.  */
2851       gfc_expr *bounds[GFC_MAX_DIMENSIONS];
2852       gfc_expr *e;
2853       int k;
2854
2855       /* UBOUND(ARRAY) is not valid for an assumed-size array.  */
2856       if (upper && as->type == AS_ASSUMED_SIZE)
2857         {
2858           /* An error message will be emitted in
2859              check_assumed_size_reference (resolve.c).  */
2860           return &gfc_bad_expr;
2861         }
2862
2863       /* Simplify the bounds for each dimension.  */
2864       for (d = 0; d < array->rank; d++)
2865         {
2866           bounds[d] = simplify_bound_dim (array, kind, d + 1, upper, as, ref,
2867                                           false);
2868           if (bounds[d] == NULL || bounds[d] == &gfc_bad_expr)
2869             {
2870               int j;
2871
2872               for (j = 0; j < d; j++)
2873                 gfc_free_expr (bounds[j]);
2874               return bounds[d];
2875             }
2876         }
2877
2878       /* Allocate the result expression.  */
2879       k = get_kind (BT_INTEGER, kind, upper ? "UBOUND" : "LBOUND",
2880                     gfc_default_integer_kind);
2881       if (k == -1)
2882         return &gfc_bad_expr;
2883
2884       e = gfc_get_array_expr (BT_INTEGER, k, &array->where);
2885
2886       /* The result is a rank 1 array; its size is the rank of the first
2887          argument to {L,U}BOUND.  */
2888       e->rank = 1;
2889       e->shape = gfc_get_shape (1);
2890       mpz_init_set_ui (e->shape[0], array->rank);
2891
2892       /* Create the constructor for this array.  */
2893       for (d = 0; d < array->rank; d++)
2894         gfc_constructor_append_expr (&e->value.constructor,
2895                                      bounds[d], &e->where);
2896
2897       return e;
2898     }
2899   else
2900     {
2901       /* A DIM argument is specified.  */
2902       if (dim->expr_type != EXPR_CONSTANT)
2903         return NULL;
2904
2905       d = mpz_get_si (dim->value.integer);
2906
2907       if (d < 1 || d > as->rank
2908           || (d == as->rank && as->type == AS_ASSUMED_SIZE && upper))
2909         {
2910           gfc_error ("DIM argument at %L is out of bounds", &dim->where);
2911           return &gfc_bad_expr;
2912         }
2913
2914       return simplify_bound_dim (array, kind, d, upper, as, ref, false);
2915     }
2916 }
2917
2918
2919 static gfc_expr *
2920 simplify_cobound (gfc_expr *array, gfc_expr *dim, gfc_expr *kind, int upper)
2921 {
2922   gfc_ref *ref;
2923   gfc_array_spec *as;
2924   int d;
2925
2926   if (array->expr_type != EXPR_VARIABLE)
2927     return NULL;
2928
2929   /* Follow any component references.  */
2930   as = array->symtree->n.sym->as;
2931   for (ref = array->ref; ref; ref = ref->next)
2932     {
2933       switch (ref->type)
2934         {
2935         case REF_ARRAY:
2936           switch (ref->u.ar.type)
2937             {
2938             case AR_ELEMENT:
2939               as = NULL;
2940               continue;
2941
2942             case AR_FULL:
2943               /* We're done because 'as' has already been set in the
2944                  previous iteration.  */
2945               if (!ref->next)
2946                 goto done;
2947
2948             /* Fall through.  */
2949
2950             case AR_UNKNOWN:
2951               return NULL;
2952
2953             case AR_SECTION:
2954               as = ref->u.ar.as;
2955               goto done;
2956             }
2957
2958           gcc_unreachable ();
2959
2960         case REF_COMPONENT:
2961           as = ref->u.c.component->as;
2962           continue;
2963
2964         case REF_SUBSTRING:
2965           continue;
2966         }
2967     }
2968
2969   gcc_unreachable ();
2970
2971  done:
2972
2973   if (as->type == AS_DEFERRED || as->type == AS_ASSUMED_SHAPE)
2974     return NULL;
2975
2976   if (dim == NULL)
2977     {
2978       /* Multi-dimensional cobounds.  */
2979       gfc_expr *bounds[GFC_MAX_DIMENSIONS];
2980       gfc_expr *e;
2981       int k;
2982
2983       /* Simplify the cobounds for each dimension.  */
2984       for (d = 0; d < as->corank; d++)
2985         {
2986           bounds[d] = simplify_bound_dim (array, kind, d + 1 + array->rank,
2987                                           upper, as, ref, true);
2988           if (bounds[d] == NULL || bounds[d] == &gfc_bad_expr)
2989             {
2990               int j;
2991
2992               for (j = 0; j < d; j++)
2993                 gfc_free_expr (bounds[j]);
2994               return bounds[d];
2995             }
2996         }
2997
2998       /* Allocate the result expression.  */
2999       e = gfc_get_expr ();
3000       e->where = array->where;
3001       e->expr_type = EXPR_ARRAY;
3002       e->ts.type = BT_INTEGER;
3003       k = get_kind (BT_INTEGER, kind, upper ? "UCOBOUND" : "LCOBOUND",
3004                     gfc_default_integer_kind); 
3005       if (k == -1)
3006         {
3007           gfc_free_expr (e);
3008           return &gfc_bad_expr;
3009         }
3010       e->ts.kind = k;
3011
3012       /* The result is a rank 1 array; its size is the rank of the first
3013          argument to {L,U}COBOUND.  */
3014       e->rank = 1;
3015       e->shape = gfc_get_shape (1);
3016       mpz_init_set_ui (e->shape[0], as->corank);
3017
3018       /* Create the constructor for this array.  */
3019       for (d = 0; d < as->corank; d++)
3020         gfc_constructor_append_expr (&e->value.constructor,
3021                                      bounds[d], &e->where);
3022       return e;
3023     }
3024   else
3025     {
3026       /* A DIM argument is specified.  */
3027       if (dim->expr_type != EXPR_CONSTANT)
3028         return NULL;
3029
3030       d = mpz_get_si (dim->value.integer);
3031
3032       if (d < 1 || d > as->corank)
3033         {
3034           gfc_error ("DIM argument at %L is out of bounds", &dim->where);
3035           return &gfc_bad_expr;
3036         }
3037
3038       return simplify_bound_dim (array, kind, d+array->rank, upper, as, ref, true);
3039     }
3040 }
3041
3042
3043 gfc_expr *
3044 gfc_simplify_lbound (gfc_expr *array, gfc_expr *dim, gfc_expr *kind)
3045 {
3046   return simplify_bound (array, dim, kind, 0);
3047 }
3048
3049
3050 gfc_expr *
3051 gfc_simplify_lcobound (gfc_expr *array, gfc_expr *dim, gfc_expr *kind)
3052 {
3053   gfc_expr *e;
3054   /* return simplify_cobound (array, dim, kind, 0);*/
3055
3056   e = simplify_cobound (array, dim, kind, 0);
3057   if (e != NULL)
3058     return e;
3059
3060   gfc_error ("Not yet implemented: LCOBOUND for coarray with non-constant "
3061              "cobounds at %L", &array->where);
3062   return &gfc_bad_expr;
3063 }
3064
3065 gfc_expr *
3066 gfc_simplify_leadz (gfc_expr *e)
3067 {
3068   unsigned long lz, bs;
3069   int i;
3070
3071   if (array->expr_type != EXPR_VARIABLE)
3072     return NULL;
3073
3074   /* Follow any component references.  */
3075   as = array->symtree->n.sym->as;
3076   for (ref = array->ref; ref; ref = ref->next)
3077     {
3078       switch (ref->type)
3079         {
3080         case REF_ARRAY:
3081           switch (ref->u.ar.type)
3082             {
3083             case AR_ELEMENT:
3084               if (ref->next == NULL)
3085                 {
3086                   gcc_assert (ref->u.ar.as->corank > 0
3087                               && ref->u.ar.as->rank == 0);
3088                   as = ref->u.ar.as;
3089                   goto done;
3090                 }
3091               as = NULL;
3092               continue;
3093
3094   return gfc_get_int_expr (gfc_default_integer_kind, &e->where, lz);
3095 }
3096
3097             case AR_UNKNOWN:
3098               return NULL;
3099
3100             case AR_SECTION:
3101               as = ref->u.ar.as;
3102               goto done;
3103             }
3104
3105           gcc_unreachable ();
3106
3107   if (e->expr_type == EXPR_CONSTANT)
3108     {
3109       result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, k, &e->where);
3110       mpz_set_si (result->value.integer, e->value.character.length);
3111       return range_check (result, "LEN");
3112     }
3113   else if (e->ts.u.cl != NULL && e->ts.u.cl->length != NULL
3114            && e->ts.u.cl->length->expr_type == EXPR_CONSTANT
3115            && e->ts.u.cl->length->ts.type == BT_INTEGER)
3116     {
3117       result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, k, &e->where);
3118       mpz_set (result->value.integer, e->ts.u.cl->length->value.integer);
3119       return range_check (result, "LEN");
3120     }
3121   else
3122     return NULL;
3123 }
3124
3125
3126 gfc_expr *
3127 gfc_simplify_len_trim (gfc_expr *e, gfc_expr *kind)
3128 {
3129   gfc_expr *result;
3130   int count, len, i;
3131   int k = get_kind (BT_INTEGER, kind, "LEN_TRIM", gfc_default_integer_kind);
3132
3133  done:
3134
3135   if (as->type == AS_DEFERRED || as->type == AS_ASSUMED_SHAPE)
3136     return NULL;
3137
3138   len = e->value.character.length;
3139   for (count = 0, i = 1; i <= len; i++)
3140     if (e->value.character.string[len - i] == ' ')
3141       count++;
3142     else
3143       break;
3144
3145   result = gfc_get_int_expr (k, &e->where, len - count);
3146   return range_check (result, "LEN_TRIM");
3147 }
3148
3149 gfc_expr *
3150 gfc_simplify_lgamma (gfc_expr *x)
3151 {
3152   gfc_expr *result;
3153   int sg;
3154
3155   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
3156     return NULL;
3157
3158   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
3159   mpfr_lgamma (result->value.real, &sg, x->value.real, GFC_RND_MODE);
3160
3161   return range_check (result, "LGAMMA");
3162 }
3163
3164
3165 gfc_expr *
3166 gfc_simplify_lge (gfc_expr *a, gfc_expr *b)
3167 {
3168   if (a->expr_type != EXPR_CONSTANT || b->expr_type != EXPR_CONSTANT)
3169     return NULL;
3170
3171   return gfc_get_logical_expr (gfc_default_logical_kind, &a->where,
3172                                gfc_compare_string (a, b) >= 0);
3173 }
3174
3175
3176 gfc_expr *
3177 gfc_simplify_lgt (gfc_expr *a, gfc_expr *b)
3178 {
3179   if (a->expr_type != EXPR_CONSTANT || b->expr_type != EXPR_CONSTANT)
3180     return NULL;
3181
3182   return gfc_get_logical_expr (gfc_default_logical_kind, &a->where,
3183                                gfc_compare_string (a, b) > 0);
3184 }
3185
3186
3187 gfc_expr *
3188 gfc_simplify_lle (gfc_expr *a, gfc_expr *b)
3189 {
3190   if (a->expr_type != EXPR_CONSTANT || b->expr_type != EXPR_CONSTANT)
3191     return NULL;
3192
3193   return gfc_get_logical_expr (gfc_default_logical_kind, &a->where,
3194                                gfc_compare_string (a, b) <= 0);
3195 }
3196
3197
3198 gfc_expr *
3199 gfc_simplify_llt (gfc_expr *a, gfc_expr *b)
3200 {
3201   if (a->expr_type != EXPR_CONSTANT || b->expr_type != EXPR_CONSTANT)
3202     return NULL;
3203
3204   return gfc_get_logical_expr (gfc_default_logical_kind, &a->where,
3205                                gfc_compare_string (a, b) < 0);
3206 }
3207
3208
3209 gfc_expr *
3210 gfc_simplify_log (gfc_expr *x)
3211 {
3212   gfc_expr *result;
3213
3214   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
3215     return NULL;
3216
3217   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
3218
3219   switch (x->ts.type)
3220     {
3221     case BT_REAL:
3222       if (mpfr_sgn (x->value.real) <= 0)
3223         {
3224           gfc_error ("Argument of LOG at %L cannot be less than or equal "
3225                      "to zero", &x->where);
3226           gfc_free_expr (result);
3227           return &gfc_bad_expr;
3228         }
3229
3230       mpfr_log (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
3231       break;
3232
3233     case BT_COMPLEX:
3234       if ((mpfr_sgn (mpc_realref (x->value.complex)) == 0)
3235           && (mpfr_sgn (mpc_imagref (x->value.complex)) == 0))
3236         {
3237           gfc_error ("Complex argument of LOG at %L cannot be zero",
3238                      &x->where);
3239           gfc_free_expr (result);
3240           return &gfc_bad_expr;
3241         }
3242
3243       gfc_set_model_kind (x->ts.kind);
3244       mpc_log (result->value.complex, x->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
3245       break;
3246
3247     default:
3248       gfc_internal_error ("gfc_simplify_log: bad type");
3249     }
3250
3251   return range_check (result, "LOG");
3252 }
3253
3254
3255 gfc_expr *
3256 gfc_simplify_log10 (gfc_expr *x)
3257 {
3258   gfc_expr *result;
3259
3260   if (x->expr_type != EXPR_CONSTANT)
3261     return NULL;
3262
3263   if (mpfr_sgn (x->value.real) <= 0)
3264     {
3265       gfc_error ("Argument of LOG10 at %L cannot be less than or equal "
3266                  "to zero", &x->where);
3267       return &gfc_bad_expr;
3268     }
3269
3270   result = gfc_get_constant_expr (x->ts.type, x->ts.kind, &x->where);
3271   mpfr_log10 (result->value.real, x->value.real, GFC_RND_MODE);
3272
3273   return range_check (result, "LOG10");
3274 }
3275
3276
3277 gfc_expr *
3278 gfc_simplify_logical (gfc_expr *e, gfc_expr *k)
3279 {
3280   int kind;
3281
3282   kind = get_kind (BT_LOGICAL, k, "LOGICAL", gfc_default_logical_kind);
3283   if (kind < 0)
3284     return &gfc_bad_expr;
3285
3286   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
3287     return NULL;
3288
3289   return gfc_get_logical_expr (kind, &e->where, e->value.logical);
3290 }
3291
3292
3293 gfc_expr*
3294 gfc_simplify_matmul (gfc_expr *matrix_a, gfc_expr *matrix_b)
3295 {
3296   gfc_expr *result;
3297   int row, result_rows, col, result_columns;
3298   int stride_a, offset_a, stride_b, offset_b;
3299
3300   if (!is_constant_array_expr (matrix_a)
3301       || !is_constant_array_expr (matrix_b))
3302     return NULL;
3303
3304   gcc_assert (gfc_compare_types (&matrix_a->ts, &matrix_b->ts));
3305   result = gfc_get_array_expr (matrix_a->ts.type,
3306                                matrix_a->ts.kind,
3307                                &matrix_a->where);
3308
3309   if (matrix_a->rank == 1 && matrix_b->rank == 2)
3310     {
3311       result_rows = 1;
3312       result_columns = mpz_get_si (matrix_b->shape[0]);
3313       stride_a = 1;
3314       stride_b = mpz_get_si (matrix_b->shape[0]);
3315
3316       result->rank = 1;
3317       result->shape = gfc_get_shape (result->rank);
3318       mpz_init_set_si (result->shape[0], result_columns);
3319     }
3320   else if (matrix_a->rank == 2 && matrix_b->rank == 1)
3321     {
3322       result_rows = mpz_get_si (matrix_b->shape[0]);
3323       result_columns = 1;
3324       stride_a = mpz_get_si (matrix_a->shape[0]);
3325       stride_b = 1;
3326
3327       result->rank = 1;
3328       result->shape = gfc_get_shape (result->rank);
3329       mpz_init_set_si (result->shape[0], result_rows);
3330     }
3331   else if (matrix_a->rank == 2 && matrix_b->rank == 2)
3332     {
3333       result_rows = mpz_get_si (matrix_a->shape[0]);
3334       result_columns = mpz_get_si (matrix_b->shape[1]);
3335       stride_a = mpz_get_si (matrix_a->shape[1]);
3336       stride_b = mpz_get_si (matrix_b->shape[0]);
3337
3338       result->rank = 2;
3339       result->shape = gfc_get_shape (result->rank);
3340       mpz_init_set_si (result->shape[0], result_rows);
3341       mpz_init_set_si (result->shape[1], result_columns);
3342     }
3343   else
3344     gcc_unreachable();
3345
3346   offset_a = offset_b = 0;
3347   for (col = 0; col < result_columns; ++col)
3348     {
3349       offset_a = 0;
3350
3351       for (row = 0; row < result_rows; ++row)
3352         {
3353           gfc_expr *e = compute_dot_product (matrix_a, stride_a, offset_a,
3354                                              matrix_b, 1, offset_b);
3355           gfc_constructor_append_expr (&result->value.constructor,
3356                                        e, NULL);
3357
3358           offset_a += 1;
3359         }
3360
3361       offset_b += stride_b;
3362     }
3363
3364   return result;
3365 }
3366
3367
3368 gfc_expr *
3369 gfc_simplify_merge (gfc_expr *tsource, gfc_expr *fsource, gfc_expr *mask)
3370 {
3371   if (tsource->expr_type != EXPR_CONSTANT
3372       || fsource->expr_type != EXPR_CONSTANT
3373       || mask->expr_type != EXPR_CONSTANT)
3374     return NULL;
3375
3376   return gfc_copy_expr (mask->value.logical ? tsource : fsource);
3377 }
3378
3379
3380 /* Selects bewteen current value and extremum for simplify_min_max
3381    and simplify_minval_maxval.  */
3382 static void
3383 min_max_choose (gfc_expr *arg, gfc_expr *extremum, int sign)
3384 {
3385   switch (arg->ts.type)
3386     {
3387       case BT_INTEGER:
3388         if (mpz_cmp (arg->value.integer,
3389                         extremum->value.integer) * sign > 0)
3390         mpz_set (extremum->value.integer, arg->value.integer);
3391         break;
3392
3393       case BT_REAL:
3394         /* We need to use mpfr_min and mpfr_max to treat NaN properly.  */
3395         if (sign > 0)
3396           mpfr_max (extremum->value.real, extremum->value.real,
3397                       arg->value.real, GFC_RND_MODE);
3398         else
3399           mpfr_min (extremum->value.real, extremum->value.real,
3400                       arg->value.real, GFC_RND_MODE);
3401         break;
3402
3403       case BT_CHARACTER:
3404 #define LENGTH(x) ((x)->value.character.length)
3405 #define STRING(x) ((x)->value.character.string)
3406         if (LENGTH(extremum) < LENGTH(arg))
3407           {
3408             gfc_char_t *tmp = STRING(extremum);
3409
3410             STRING(extremum) = gfc_get_wide_string (LENGTH(arg) + 1);
3411             memcpy (STRING(extremum), tmp,
3412                       LENGTH(extremum) * sizeof (gfc_char_t));
3413             gfc_wide_memset (&STRING(extremum)[LENGTH(extremum)], ' ',
3414                                LENGTH(arg) - LENGTH(extremum));
3415             STRING(extremum)[LENGTH(arg)] = '\0';  /* For debugger  */
3416             LENGTH(extremum) = LENGTH(arg);
3417             gfc_free (tmp);
3418           }
3419
3420         if (gfc_compare_string (arg, extremum) * sign > 0)
3421           {
3422             gfc_free (STRING(extremum));
3423             STRING(extremum) = gfc_get_wide_string (LENGTH(extremum) + 1);
3424             memcpy (STRING(extremum), STRING(arg),
3425                       LENGTH(arg) * sizeof (gfc_char_t));
3426             gfc_wide_memset (&STRING(extremum)[LENGTH(arg)], ' ',
3427                                LENGTH(extremum) - LENGTH(arg));
3428             STRING(extremum)[LENGTH(extremum)] = '\0';  /* For debugger  */
3429           }
3430 #undef LENGTH
3431 #undef STRING
3432         break;
3433               
3434       default:
3435         gfc_internal_error ("simplify_min_max(): Bad type in arglist");
3436     }
3437 }
3438
3439
3440 /* This function is special since MAX() can take any number of
3441    arguments.  The simplified expression is a rewritten version of the
3442    argument list containing at most one constant element.  Other
3443    constant elements are deleted.  Because the argument list has
3444    already been checked, this function always succeeds.  sign is 1 for
3445    MAX(), -1 for MIN().  */
3446
3447 static gfc_expr *
3448 simplify_min_max (gfc_expr *expr, int sign)
3449 {
3450   gfc_actual_arglist *arg, *last, *extremum;
3451   gfc_intrinsic_sym * specific;
3452
3453   last = NULL;
3454   extremum = NULL;
3455   specific = expr->value.function.isym;
3456
3457   arg = expr->value.function.actual;
3458
3459   for (; arg; last = arg, arg = arg->next)
3460     {
3461       if (arg->expr->expr_type != EXPR_CONSTANT)
3462         continue;
3463
3464       if (extremum == NULL)
3465         {
3466           extremum = arg;
3467           continue;
3468         }
3469
3470       min_max_choose (arg->expr, extremum->expr, sign);
3471
3472       /* Delete the extra constant argument.  */
3473       if (last == NULL)
3474         expr->value.function.actual = arg->next;
3475       else
3476         last->next = arg->next;
3477
3478       arg->next = NULL;
3479       gfc_free_actual_arglist (arg);
3480       arg = last;
3481     }
3482
3483   /* If there is one value left, replace the function call with the
3484      expression.  */
3485   if (expr->value.function.actual->next != NULL)
3486     return NULL;
3487
3488   /* Convert to the correct type and kind.  */
3489   if (expr->ts.type != BT_UNKNOWN) 
3490     return gfc_convert_constant (expr->value.function.actual->expr,
3491         expr->ts.type, expr->ts.kind);
3492
3493   if (specific->ts.type != BT_UNKNOWN) 
3494     return gfc_convert_constant (expr->value.function.actual->expr,
3495         specific->ts.type, specific->ts.kind); 
3496  
3497   return gfc_copy_expr (expr->value.function.actual->expr);
3498 }
3499
3500
3501 gfc_expr *
3502 gfc_simplify_min (gfc_expr *e)
3503 {
3504   return simplify_min_max (e, -1);
3505 }
3506
3507
3508 gfc_expr *
3509 gfc_simplify_max (gfc_expr *e)
3510 {
3511   return simplify_min_max (e, 1);
3512 }
3513
3514
3515 /* This is a simplified version of simplify_min_max to provide
3516    simplification of minval and maxval for a vector.  */
3517
3518 static gfc_expr *
3519 simplify_minval_maxval (gfc_expr *expr, int sign)
3520 {
3521   gfc_constructor *c, *extremum;
3522   gfc_intrinsic_sym * specific;
3523
3524   extremum = NULL;
3525   specific = expr->value.function.isym;
3526
3527   for (c = gfc_constructor_first (expr->value.constructor);
3528        c; c = gfc_constructor_next (c))
3529     {
3530       if (c->expr->expr_type != EXPR_CONSTANT)
3531         return NULL;
3532
3533       if (extremum == NULL)
3534         {
3535           extremum = c;
3536           continue;
3537         }
3538
3539       min_max_choose (c->expr, extremum->expr, sign);
3540      }
3541
3542   if (extremum == NULL)
3543     return NULL;
3544
3545   /* Convert to the correct type and kind.  */
3546   if (expr->ts.type != BT_UNKNOWN) 
3547     return gfc_convert_constant (extremum->expr,
3548         expr->ts.type, expr->ts.kind);
3549
3550   if (specific->ts.type != BT_UNKNOWN) 
3551     return gfc_convert_constant (extremum->expr,
3552         specific->ts.type, specific->ts.kind); 
3553  
3554   return gfc_copy_expr (extremum->expr);
3555 }
3556
3557
3558 gfc_expr *
3559 gfc_simplify_minval (gfc_expr *array, gfc_expr* dim, gfc_expr *mask)
3560 {
3561   if (array->expr_type != EXPR_ARRAY || array->rank != 1 || dim || mask)
3562     return NULL;
3563
3564   return simplify_minval_maxval (array, -1);
3565 }
3566
3567
3568 gfc_expr *
3569 gfc_simplify_maxval (gfc_expr *array, gfc_expr* dim, gfc_expr *mask)
3570 {
3571   if (array->expr_type != EXPR_ARRAY || array->rank != 1 || dim || mask)
3572     return NULL;
3573
3574   return simplify_minval_maxval (array, 1);
3575 }
3576
3577
3578 gfc_expr *
3579 gfc_simplify_maxexponent (gfc_expr *x)
3580 {
3581   int i = gfc_validate_kind (BT_REAL, x->ts.kind, false);
3582   return gfc_get_int_expr (gfc_default_integer_kind, &x->where,
3583                            gfc_real_kinds[i].max_exponent);
3584 }
3585
3586
3587 gfc_expr *
3588 gfc_simplify_minexponent (gfc_expr *x)
3589 {
3590   int i = gfc_validate_kind (BT_REAL, x->ts.kind, false);
3591   return gfc_get_int_expr (gfc_default_integer_kind, &x->where,
3592                            gfc_real_kinds[i].min_exponent);
3593 }
3594
3595
3596 gfc_expr *
3597 gfc_simplify_mod (gfc_expr *a, gfc_expr *p)
3598 {
3599   gfc_expr *result;
3600   mpfr_t tmp;
3601   int kind;
3602
3603   if (a->expr_type != EXPR_CONSTANT || p->expr_type != EXPR_CONSTANT)
3604     return NULL;
3605
3606   kind = a->ts.kind > p->ts.kind ? a->ts.kind : p->ts.kind;
3607   result = gfc_get_constant_expr (a->ts.type, kind, &a->where);
3608
3609   switch (a->ts.type)
3610     {
3611       case BT_INTEGER:
3612         if (mpz_cmp_ui (p->value.integer, 0) == 0)
3613           {
3614             /* Result is processor-dependent.  */
3615             gfc_error ("Second argument MOD at %L is zero", &a->where);
3616             gfc_free_expr (result);
3617             return &gfc_bad_expr;
3618           }
3619         mpz_tdiv_r (result->value.integer, a->value.integer, p->value.integer);
3620         break;
3621
3622       case BT_REAL:
3623         if (mpfr_cmp_ui (p->value.real, 0) == 0)
3624           {
3625             /* Result is processor-dependent.  */
3626             gfc_error ("Second argument of MOD at %L is zero", &p->where);
3627             gfc_free_expr (result);
3628             return &gfc_bad_expr;
3629           }
3630
3631         gfc_set_model_kind (kind);
3632         mpfr_init (tmp);
3633         mpfr_div (tmp, a->value.real, p->value.real, GFC_RND_MODE);
3634         mpfr_trunc (tmp, tmp);
3635         mpfr_mul (tmp, tmp, p->value.real, GFC_RND_MODE);
3636         mpfr_sub (result->value.real, a->value.real, tmp, GFC_RND_MODE);
3637         mpfr_clear (tmp);
3638         break;
3639
3640       default:
3641         gfc_internal_error ("gfc_simplify_mod(): Bad arguments");
3642     }
3643
3644   return range_check (result, "MOD");
3645 }
3646
3647
3648 gfc_expr *
3649 gfc_simplify_modulo (gfc_expr *a, gfc_expr *p)
3650 {
3651   gfc_expr *result;
3652   mpfr_t tmp;
3653   int kind;
3654
3655   if (a->expr_type != EXPR_CONSTANT || p->expr_type != EXPR_CONSTANT)
3656     return NULL;
3657
3658   kind = a->ts.kind > p->ts.kind ? a->ts.kind : p->ts.kind;
3659   result = gfc_get_constant_expr (a->ts.type, kind, &a->where);
3660
3661   switch (a->ts.type)
3662     {
3663       case BT_INTEGER:
3664         if (mpz_cmp_ui (p->value.integer, 0) == 0)
3665           {
3666             /* Result is processor-dependent. This processor just opts
3667               to not handle it at all.  */
3668             gfc_error ("Second argument of MODULO at %L is zero", &a->where);
3669             gfc_free_expr (result);
3670             return &gfc_bad_expr;
3671           }
3672         mpz_fdiv_r (result->value.integer, a->value.integer, p->value.integer);
3673
3674         break;
3675
3676       case BT_REAL:
3677         if (mpfr_cmp_ui (p->value.real, 0) == 0)
3678           {
3679             /* Result is processor-dependent.  */
3680             gfc_error ("Second argument of MODULO at %L is zero", &p->where);
3681             gfc_free_expr (result);
3682             return &gfc_bad_expr;
3683           }
3684
3685         gfc_set_model_kind (kind);
3686         mpfr_init (tmp);
3687         mpfr_div (tmp, a->value.real, p->value.real, GFC_RND_MODE);
3688         mpfr_floor (tmp, tmp);
3689         mpfr_mul (tmp, tmp, p->value.real, GFC_RND_MODE);
3690         mpfr_sub (result->value.real, a->value.real, tmp, GFC_RND_MODE);
3691         mpfr_clear (tmp);
3692         break;
3693
3694       default: