OSDN Git Service

2010-12-18 Tobias Burnus <burnus@net-b.de>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / fortran / target-memory.c
1 /* Simulate storage of variables into target memory.
2    Copyright (C) 2007, 2008, 2009, 2010
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by Paul Thomas and Brooks Moses
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 "machmode.h"
26 #include "tree.h"
27 #include "gfortran.h"
28 #include "arith.h"
29 #include "constructor.h"
30 #include "trans.h"
31 #include "trans-const.h"
32 #include "trans-types.h"
33 #include "target-memory.h"
34
35 /* --------------------------------------------------------------- */ 
36 /* Calculate the size of an expression.  */
37
38 static size_t
39 size_array (gfc_expr *e)
40 {
41   mpz_t array_size;
42   gfc_constructor *c = gfc_constructor_first (e->value.constructor);
43   size_t elt_size = gfc_target_expr_size (c->expr);
44
45   gfc_array_size (e, &array_size);
46   return (size_t)mpz_get_ui (array_size) * elt_size;
47 }
48
49 static size_t
50 size_integer (int kind)
51 {
52   return GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (gfc_get_int_type (kind)));;
53 }
54
55
56 static size_t
57 size_float (int kind)
58 {
59   return GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (gfc_get_real_type (kind)));;
60 }
61
62
63 static size_t
64 size_complex (int kind)
65 {
66   return 2 * size_float (kind);
67 }
68
69
70 static size_t
71 size_logical (int kind)
72 {
73   return GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (gfc_get_logical_type (kind)));;
74 }
75
76
77 static size_t
78 size_character (int length, int kind)
79 {
80   int i = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, false);
81   return length * gfc_character_kinds[i].bit_size / 8;
82 }
83
84
85 size_t
86 gfc_target_expr_size (gfc_expr *e)
87 {
88   tree type;
89
90   gcc_assert (e != NULL);
91
92   if (e->expr_type == EXPR_ARRAY)
93     return size_array (e);
94
95   switch (e->ts.type)
96     {
97     case BT_INTEGER:
98       return size_integer (e->ts.kind);
99     case BT_REAL:
100       return size_float (e->ts.kind);
101     case BT_COMPLEX:
102       return size_complex (e->ts.kind);
103     case BT_LOGICAL:
104       return size_logical (e->ts.kind);
105     case BT_CHARACTER:
106       if (e->expr_type == EXPR_SUBSTRING && e->ref)
107         {
108           int start, end;
109
110           gfc_extract_int (e->ref->u.ss.start, &start);
111           gfc_extract_int (e->ref->u.ss.end, &end);
112           return size_character (MAX(end - start + 1, 0), e->ts.kind);
113         }
114       else
115         return size_character (e->value.character.length, e->ts.kind);
116     case BT_HOLLERITH:
117       return e->representation.length;
118     case BT_DERIVED:
119       type = gfc_typenode_for_spec (&e->ts);
120       return int_size_in_bytes (type);
121     default:
122       gfc_internal_error ("Invalid expression in gfc_target_expr_size.");
123       return 0;
124     }
125 }
126
127
128 /* The encode_* functions export a value into a buffer, and 
129    return the number of bytes of the buffer that have been
130    used.  */
131
132 static int
133 encode_array (gfc_expr *expr, unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
134 {
135   mpz_t array_size;
136   int i;
137   int ptr = 0;
138
139   gfc_constructor_base ctor = expr->value.constructor;
140
141   gfc_array_size (expr, &array_size);
142   for (i = 0; i < (int)mpz_get_ui (array_size); i++)
143     {
144       ptr += gfc_target_encode_expr (gfc_constructor_lookup_expr (ctor, i),
145                                      &buffer[ptr], buffer_size - ptr);
146     }
147
148   mpz_clear (array_size);
149   return ptr;
150 }
151
152
153 static int
154 encode_integer (int kind, mpz_t integer, unsigned char *buffer,
155                 size_t buffer_size)
156 {
157   return native_encode_expr (gfc_conv_mpz_to_tree (integer, kind),
158                              buffer, buffer_size);
159 }
160
161
162 static int
163 encode_float (int kind, mpfr_t real, unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
164 {
165   return native_encode_expr (gfc_conv_mpfr_to_tree (real, kind, 0), buffer,
166                              buffer_size);
167 }
168
169
170 static int
171 encode_complex (int kind, mpc_t cmplx,
172                 unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
173 {
174   int size;
175   size = encode_float (kind, mpc_realref (cmplx), &buffer[0], buffer_size);
176   size += encode_float (kind, mpc_imagref (cmplx),
177                         &buffer[size], buffer_size - size);
178   return size;
179 }
180
181
182 static int
183 encode_logical (int kind, int logical, unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
184 {
185   return native_encode_expr (build_int_cst (gfc_get_logical_type (kind),
186                                             logical),
187                              buffer, buffer_size);
188 }
189
190
191 int
192 gfc_encode_character (int kind, int length, const gfc_char_t *string,
193                       unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
194 {
195   size_t elsize = size_character (1, kind);
196   tree type = gfc_get_char_type (kind);
197   int i;
198
199   gcc_assert (buffer_size >= size_character (length, kind));
200
201   for (i = 0; i < length; i++)
202     native_encode_expr (build_int_cst (type, string[i]), &buffer[i*elsize],
203                         elsize);
204
205   return length;
206 }
207
208
209 static int
210 encode_derived (gfc_expr *source, unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
211 {
212   gfc_constructor *c;
213   gfc_component *cmp;
214   int ptr;
215   tree type;
216
217   type = gfc_typenode_for_spec (&source->ts);
218
219   for (c = gfc_constructor_first (source->value.constructor),
220        cmp = source->ts.u.derived->components;
221        c;
222        c = gfc_constructor_next (c), cmp = cmp->next)
223     {
224       gcc_assert (cmp);
225       if (!c->expr)
226         continue;
227       ptr = TREE_INT_CST_LOW(DECL_FIELD_OFFSET(cmp->backend_decl))
228             + TREE_INT_CST_LOW(DECL_FIELD_BIT_OFFSET(cmp->backend_decl))/8;
229
230       if (c->expr->expr_type == EXPR_NULL)
231         memset (&buffer[ptr], 0,
232                 int_size_in_bytes (TREE_TYPE (cmp->backend_decl)));
233       else
234         gfc_target_encode_expr (c->expr, &buffer[ptr],
235                                 buffer_size - ptr);
236     }
237
238   return int_size_in_bytes (type);
239 }
240
241
242 /* Write a constant expression in binary form to a buffer.  */
243 int
244 gfc_target_encode_expr (gfc_expr *source, unsigned char *buffer,
245                         size_t buffer_size)
246 {
247   if (source == NULL)
248     return 0;
249
250   if (source->expr_type == EXPR_ARRAY)
251     return encode_array (source, buffer, buffer_size);
252
253   gcc_assert (source->expr_type == EXPR_CONSTANT
254               || source->expr_type == EXPR_STRUCTURE
255               || source->expr_type == EXPR_SUBSTRING);
256
257   /* If we already have a target-memory representation, we use that rather 
258      than recreating one.  */
259   if (source->representation.string)
260     {
261       memcpy (buffer, source->representation.string,
262               source->representation.length);
263       return source->representation.length;
264     }
265
266   switch (source->ts.type)
267     {
268     case BT_INTEGER:
269       return encode_integer (source->ts.kind, source->value.integer, buffer,
270                              buffer_size);
271     case BT_REAL:
272       return encode_float (source->ts.kind, source->value.real, buffer,
273                            buffer_size);
274     case BT_COMPLEX:
275       return encode_complex (source->ts.kind, source->value.complex,
276                              buffer, buffer_size);
277     case BT_LOGICAL:
278       return encode_logical (source->ts.kind, source->value.logical, buffer,
279                              buffer_size);
280     case BT_CHARACTER:
281       if (source->expr_type == EXPR_CONSTANT || source->ref == NULL)
282         return gfc_encode_character (source->ts.kind,
283                                      source->value.character.length,
284                                      source->value.character.string,
285                                      buffer, buffer_size);
286       else
287         {
288           int start, end;
289
290           gcc_assert (source->expr_type == EXPR_SUBSTRING);
291           gfc_extract_int (source->ref->u.ss.start, &start);
292           gfc_extract_int (source->ref->u.ss.end, &end);
293           return gfc_encode_character (source->ts.kind, MAX(end - start + 1, 0),
294                                        &source->value.character.string[start-1],
295                                        buffer, buffer_size);
296         }
297
298     case BT_DERIVED:
299       return encode_derived (source, buffer, buffer_size);
300     default:
301       gfc_internal_error ("Invalid expression in gfc_target_encode_expr.");
302       return 0;
303     }
304 }
305
306
307 static int
308 interpret_array (unsigned char *buffer, size_t buffer_size, gfc_expr *result)
309 {
310   gfc_constructor_base base = NULL;
311   int array_size = 1;
312   int i;
313   int ptr = 0;
314
315   /* Calculate array size from its shape and rank.  */
316   gcc_assert (result->rank > 0 && result->shape);
317
318   for (i = 0; i < result->rank; i++)
319     array_size *= (int)mpz_get_ui (result->shape[i]);
320
321   /* Iterate over array elements, producing constructors.  */
322   for (i = 0; i < array_size; i++)
323     {
324       gfc_expr *e = gfc_get_constant_expr (result->ts.type, result->ts.kind,
325                                            &result->where);
326       e->ts = result->ts;
327
328       if (e->ts.type == BT_CHARACTER)
329         e->value.character.length = result->value.character.length;
330
331       gfc_constructor_append_expr (&base, e, &result->where);
332
333       ptr += gfc_target_interpret_expr (&buffer[ptr], buffer_size - ptr, e);
334     }
335
336   result->value.constructor = base;
337   return ptr;
338 }
339
340
341 int
342 gfc_interpret_integer (int kind, unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
343                    mpz_t integer)
344 {
345   mpz_init (integer);
346   gfc_conv_tree_to_mpz (integer,
347                         native_interpret_expr (gfc_get_int_type (kind),
348                                                buffer, buffer_size));
349   return size_integer (kind);
350 }
351
352
353 int
354 gfc_interpret_float (int kind, unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
355                      mpfr_t real)
356 {
357   gfc_set_model_kind (kind);
358   mpfr_init (real);
359   gfc_conv_tree_to_mpfr (real,
360                          native_interpret_expr (gfc_get_real_type (kind),
361                                                 buffer, buffer_size));
362
363   return size_float (kind);
364 }
365
366
367 int
368 gfc_interpret_complex (int kind, unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
369                        mpc_t complex)
370 {
371   int size;
372   size = gfc_interpret_float (kind, &buffer[0], buffer_size,
373                               mpc_realref (complex));
374   size += gfc_interpret_float (kind, &buffer[size], buffer_size - size,
375                                mpc_imagref (complex));
376   return size;
377 }
378
379
380 int
381 gfc_interpret_logical (int kind, unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
382                    int *logical)
383 {
384   tree t = native_interpret_expr (gfc_get_logical_type (kind), buffer,
385                                   buffer_size);
386   *logical = double_int_zero_p (tree_to_double_int (t))
387              ? 0 : 1;
388   return size_logical (kind);
389 }
390
391
392 int
393 gfc_interpret_character (unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
394                          gfc_expr *result)
395 {
396   int i;
397
398   if (result->ts.u.cl && result->ts.u.cl->length)
399     result->value.character.length =
400       (int) mpz_get_ui (result->ts.u.cl->length->value.integer);
401
402   gcc_assert (buffer_size >= size_character (result->value.character.length,
403                                              result->ts.kind));
404   result->value.character.string =
405     gfc_get_wide_string (result->value.character.length + 1);
406
407   if (result->ts.kind == gfc_default_character_kind)
408     for (i = 0; i < result->value.character.length; i++)
409       result->value.character.string[i] = (gfc_char_t) buffer[i];
410   else
411     {
412       mpz_t integer;
413       unsigned bytes = size_character (1, result->ts.kind);
414       mpz_init (integer);
415       gcc_assert (bytes <= sizeof (unsigned long));
416
417       for (i = 0; i < result->value.character.length; i++)
418         {
419           gfc_conv_tree_to_mpz (integer,
420             native_interpret_expr (gfc_get_char_type (result->ts.kind),
421                                    &buffer[bytes*i], buffer_size-bytes*i));
422           result->value.character.string[i]
423             = (gfc_char_t) mpz_get_ui (integer);
424         }
425
426       mpz_clear (integer);
427     }
428
429   result->value.character.string[result->value.character.length] = '\0';
430
431   return result->value.character.length;
432 }
433
434
435 int
436 gfc_interpret_derived (unsigned char *buffer, size_t buffer_size, gfc_expr *result)
437 {
438   gfc_component *cmp;
439   int ptr;
440   tree type;
441
442   /* The attributes of the derived type need to be bolted to the floor.  */
443   result->expr_type = EXPR_STRUCTURE;
444
445   cmp = result->ts.u.derived->components;
446
447   if (result->ts.u.derived->from_intmod == INTMOD_ISO_C_BINDING
448       && (result->ts.u.derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR
449           || result->ts.u.derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_FUNPTR))
450     {
451       gfc_constructor *c;
452       gfc_expr *e;
453       /* Needed as gfc_typenode_for_spec as gfc_typenode_for_spec
454          sets this to BT_INTEGER.  */
455       result->ts.type = BT_DERIVED;
456       e = gfc_get_constant_expr (cmp->ts.type, cmp->ts.kind, &result->where); 
457       c = gfc_constructor_append_expr (&result->value.constructor, e, NULL);
458       c->n.component = cmp;
459       gfc_target_interpret_expr (buffer, buffer_size, e);
460       e->ts.is_iso_c = 1;
461       return int_size_in_bytes (ptr_type_node);
462     }
463
464   type = gfc_typenode_for_spec (&result->ts);
465
466   /* Run through the derived type components.  */
467   for (;cmp; cmp = cmp->next)
468     {
469       gfc_constructor *c;
470       gfc_expr *e = gfc_get_constant_expr (cmp->ts.type, cmp->ts.kind,
471                                            &result->where); 
472       e->ts = cmp->ts;
473
474       /* Copy shape, if needed.  */
475       if (cmp->as && cmp->as->rank)
476         {
477           int n;
478
479           e->expr_type = EXPR_ARRAY;
480           e->rank = cmp->as->rank;
481
482           e->shape = gfc_get_shape (e->rank);
483           for (n = 0; n < e->rank; n++)
484              {
485                mpz_init_set_ui (e->shape[n], 1);
486                mpz_add (e->shape[n], e->shape[n],
487                         cmp->as->upper[n]->value.integer);
488                mpz_sub (e->shape[n], e->shape[n],
489                         cmp->as->lower[n]->value.integer);
490              }
491         }
492
493       c = gfc_constructor_append_expr (&result->value.constructor, e, NULL);
494
495       /* The constructor points to the component.  */
496       c->n.component = cmp;
497
498       /* Calculate the offset, which consists of the the FIELD_OFFSET in
499          bytes, which appears in multiples of DECL_OFFSET_ALIGN-bit-sized,
500          and additional bits of FIELD_BIT_OFFSET. The code assumes that all
501          sizes of the components are multiples of BITS_PER_UNIT,
502          i.e. there are, e.g., no bit fields.  */
503
504       gcc_assert (cmp->backend_decl);
505       ptr = TREE_INT_CST_LOW (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (cmp->backend_decl));
506       gcc_assert (ptr % 8 == 0);
507       ptr = ptr/8 + TREE_INT_CST_LOW (DECL_FIELD_OFFSET (cmp->backend_decl));
508
509       gfc_target_interpret_expr (&buffer[ptr], buffer_size - ptr, e);
510     }
511     
512   return int_size_in_bytes (type);
513 }
514
515
516 /* Read a binary buffer to a constant expression.  */
517 int
518 gfc_target_interpret_expr (unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
519                            gfc_expr *result)
520 {
521   if (result->expr_type == EXPR_ARRAY)
522     return interpret_array (buffer, buffer_size, result);
523
524   switch (result->ts.type)
525     {
526     case BT_INTEGER:
527       result->representation.length = 
528         gfc_interpret_integer (result->ts.kind, buffer, buffer_size,
529                                result->value.integer);
530       break;
531
532     case BT_REAL:
533       result->representation.length = 
534         gfc_interpret_float (result->ts.kind, buffer, buffer_size,
535                              result->value.real);
536       break;
537
538     case BT_COMPLEX:
539       result->representation.length = 
540         gfc_interpret_complex (result->ts.kind, buffer, buffer_size,
541                                result->value.complex);
542       break;
543
544     case BT_LOGICAL:
545       result->representation.length = 
546         gfc_interpret_logical (result->ts.kind, buffer, buffer_size,
547                                &result->value.logical);
548       break;
549
550     case BT_CHARACTER:
551       result->representation.length = 
552         gfc_interpret_character (buffer, buffer_size, result);
553       break;
554
555     case BT_DERIVED:
556       result->representation.length = 
557         gfc_interpret_derived (buffer, buffer_size, result);
558       break;
559
560     default:
561       gfc_internal_error ("Invalid expression in gfc_target_interpret_expr.");
562       break;
563     }
564
565   if (result->ts.type == BT_CHARACTER)
566     result->representation.string
567       = gfc_widechar_to_char (result->value.character.string,
568                               result->value.character.length);
569   else
570     {
571       result->representation.string =
572         (char *) gfc_getmem (result->representation.length + 1);
573       memcpy (result->representation.string, buffer,
574               result->representation.length);
575       result->representation.string[result->representation.length] = '\0';
576     }
577
578   return result->representation.length;
579 }
580
581
582 /* --------------------------------------------------------------- */ 
583 /* Two functions used by trans-common.c to write overlapping
584    equivalence initializers to a buffer.  This is added to the union
585    and the original initializers freed.  */
586
587
588 /* Writes the values of a constant expression to a char buffer. If another
589    unequal initializer has already been written to the buffer, this is an
590    error.  */
591
592 static size_t
593 expr_to_char (gfc_expr *e, unsigned char *data, unsigned char *chk, size_t len)
594 {
595   int i;
596   int ptr;
597   gfc_constructor *c;
598   gfc_component *cmp;
599   unsigned char *buffer;
600
601   if (e == NULL)
602     return 0;
603
604   /* Take a derived type, one component at a time, using the offsets from the backend
605      declaration.  */
606   if (e->ts.type == BT_DERIVED)
607     {
608       for (c = gfc_constructor_first (e->value.constructor),
609            cmp = e->ts.u.derived->components;
610            c; c = gfc_constructor_next (c), cmp = cmp->next)
611         {
612           gcc_assert (cmp && cmp->backend_decl);
613           if (!c->expr)
614             continue;
615             ptr = TREE_INT_CST_LOW(DECL_FIELD_OFFSET(cmp->backend_decl))
616                         + TREE_INT_CST_LOW(DECL_FIELD_BIT_OFFSET(cmp->backend_decl))/8;
617           expr_to_char (c->expr, &data[ptr], &chk[ptr], len);
618         }
619       return len;
620     }
621
622   /* Otherwise, use the target-memory machinery to write a bitwise image, appropriate
623      to the target, in a buffer and check off the initialized part of the buffer.  */
624   len = gfc_target_expr_size (e);
625   buffer = (unsigned char*)alloca (len);
626   len = gfc_target_encode_expr (e, buffer, len);
627
628     for (i = 0; i < (int)len; i++)
629     {
630       if (chk[i] && (buffer[i] != data[i]))
631         {
632           gfc_error ("Overlapping unequal initializers in EQUIVALENCE "
633                      "at %L", &e->where);
634           return 0;
635         }
636       chk[i] = 0xFF;
637     }
638
639   memcpy (data, buffer, len);
640   return len;
641 }
642
643
644 /* Writes the values from the equivalence initializers to a char* array
645    that will be written to the constructor to make the initializer for
646    the union declaration.  */
647
648 size_t
649 gfc_merge_initializers (gfc_typespec ts, gfc_expr *e, unsigned char *data,
650                         unsigned char *chk, size_t length)
651 {
652   size_t len = 0;
653   gfc_constructor * c;
654
655   switch (e->expr_type)
656     {
657     case EXPR_CONSTANT:
658     case EXPR_STRUCTURE:
659       len = expr_to_char (e, &data[0], &chk[0], length);
660
661       break;
662
663     case EXPR_ARRAY:
664       for (c = gfc_constructor_first (e->value.constructor);
665            c; c = gfc_constructor_next (c))
666         {
667           size_t elt_size = gfc_target_expr_size (c->expr);
668
669           if (c->offset)
670             len = elt_size * (size_t)mpz_get_si (c->offset);
671
672           len = len + gfc_merge_initializers (ts, c->expr, &data[len],
673                                               &chk[len], length - len);
674         }
675       break;
676
677     default:
678       return 0;
679     }
680
681   return len;
682 }
683
684
685 /* Transfer the bitpattern of a (integer) BOZ to real or complex variables.
686    When successful, no BOZ or nothing to do, true is returned.  */
687
688 bool
689 gfc_convert_boz (gfc_expr *expr, gfc_typespec *ts)
690 {
691   size_t buffer_size, boz_bit_size, ts_bit_size;
692   int index;
693   unsigned char *buffer;
694
695   if (!expr->is_boz)
696     return true;
697
698   gcc_assert (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT
699               && expr->ts.type == BT_INTEGER);
700
701   /* Don't convert BOZ to logical, character, derived etc.  */
702   if (ts->type == BT_REAL)
703     {
704       buffer_size = size_float (ts->kind);
705       ts_bit_size = buffer_size * 8;
706     }
707   else if (ts->type == BT_COMPLEX)
708     {
709       buffer_size = size_complex (ts->kind);
710       ts_bit_size = buffer_size * 8 / 2;
711     }
712   else
713     return true;
714
715   /* Convert BOZ to the smallest possible integer kind.  */
716   boz_bit_size = mpz_sizeinbase (expr->value.integer, 2);
717
718   if (boz_bit_size > ts_bit_size)
719     {
720       gfc_error_now ("BOZ constant at %L is too large (%ld vs %ld bits)",
721                      &expr->where, (long) boz_bit_size, (long) ts_bit_size);
722       return false;
723     }
724
725   for (index = 0; gfc_integer_kinds[index].kind != 0; ++index)
726     if ((unsigned) gfc_integer_kinds[index].bit_size >= ts_bit_size)
727       break;
728
729   expr->ts.kind = gfc_integer_kinds[index].kind;
730   buffer_size = MAX (buffer_size, size_integer (expr->ts.kind));
731
732   buffer = (unsigned char*)alloca (buffer_size);
733   encode_integer (expr->ts.kind, expr->value.integer, buffer, buffer_size);
734   mpz_clear (expr->value.integer);
735
736   if (ts->type == BT_REAL)
737     {
738       mpfr_init (expr->value.real);
739       gfc_interpret_float (ts->kind, buffer, buffer_size, expr->value.real);
740     }
741   else
742     {
743       mpc_init2 (expr->value.complex, mpfr_get_default_prec());
744       gfc_interpret_complex (ts->kind, buffer, buffer_size,
745                              expr->value.complex);
746     }
747   expr->is_boz = 0;  
748   expr->ts.type = ts->type;
749   expr->ts.kind = ts->kind;
750
751   return true;
752 }