OSDN Git Service

2010-02-20 Paul Thomas <pault@gcc.gnu.org>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / fortran / target-memory.c
1 /* Simulate storage of variables into target memory.
2    Copyright (C) 2007, 2008, 2009
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 "trans.h"
30 #include "trans-const.h"
31 #include "trans-types.h"
32 #include "target-memory.h"
33
34 /* --------------------------------------------------------------- */ 
35 /* Calculate the size of an expression.  */
36
37 static size_t
38 size_array (gfc_expr *e)
39 {
40   mpz_t array_size;
41   size_t elt_size = gfc_target_expr_size (e->value.constructor->expr);
42
43   gfc_array_size (e, &array_size);
44   return (size_t)mpz_get_ui (array_size) * elt_size;
45 }
46
47 static size_t
48 size_integer (int kind)
49 {
50   return GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (gfc_get_int_type (kind)));;
51 }
52
53
54 static size_t
55 size_float (int kind)
56 {
57   return GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (gfc_get_real_type (kind)));;
58 }
59
60
61 static size_t
62 size_complex (int kind)
63 {
64   return 2 * size_float (kind);
65 }
66
67
68 static size_t
69 size_logical (int kind)
70 {
71   return GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (gfc_get_logical_type (kind)));;
72 }
73
74
75 static size_t
76 size_character (int length, int kind)
77 {
78   int i = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, false);
79   return length * gfc_character_kinds[i].bit_size / 8;
80 }
81
82
83 size_t
84 gfc_target_expr_size (gfc_expr *e)
85 {
86   tree type;
87
88   gcc_assert (e != NULL);
89
90   if (e->expr_type == EXPR_ARRAY)
91     return size_array (e);
92
93   switch (e->ts.type)
94     {
95     case BT_INTEGER:
96       return size_integer (e->ts.kind);
97     case BT_REAL:
98       return size_float (e->ts.kind);
99     case BT_COMPLEX:
100       return size_complex (e->ts.kind);
101     case BT_LOGICAL:
102       return size_logical (e->ts.kind);
103     case BT_CHARACTER:
104       if (e->expr_type == EXPR_SUBSTRING && e->ref)
105         {
106           int start, end;
107
108           gfc_extract_int (e->ref->u.ss.start, &start);
109           gfc_extract_int (e->ref->u.ss.end, &end);
110           return size_character (MAX(end - start + 1, 0), e->ts.kind);
111         }
112       else
113         return size_character (e->value.character.length, e->ts.kind);
114     case BT_HOLLERITH:
115       return e->representation.length;
116     case BT_DERIVED:
117       type = gfc_typenode_for_spec (&e->ts);
118       return int_size_in_bytes (type);
119     default:
120       gfc_internal_error ("Invalid expression in gfc_target_expr_size.");
121       return 0;
122     }
123 }
124
125
126 /* The encode_* functions export a value into a buffer, and 
127    return the number of bytes of the buffer that have been
128    used.  */
129
130 static int
131 encode_array (gfc_expr *expr, unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
132 {
133   mpz_t array_size;
134   int i;
135   int ptr = 0;
136
137   gfc_array_size (expr, &array_size);
138   for (i = 0; i < (int)mpz_get_ui (array_size); i++)
139     {
140       ptr += gfc_target_encode_expr (gfc_get_array_element (expr, i),
141                                      &buffer[ptr], buffer_size - ptr);
142     }
143
144   mpz_clear (array_size);
145   return ptr;
146 }
147
148
149 static int
150 encode_integer (int kind, mpz_t integer, unsigned char *buffer,
151                 size_t buffer_size)
152 {
153   return native_encode_expr (gfc_conv_mpz_to_tree (integer, kind),
154                              buffer, buffer_size);
155 }
156
157
158 static int
159 encode_float (int kind, mpfr_t real, unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
160 {
161   return native_encode_expr (gfc_conv_mpfr_to_tree (real, kind, 0), buffer,
162                              buffer_size);
163 }
164
165
166 static int
167 encode_complex (int kind, mpc_t cmplx,
168                 unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
169 {
170   int size;
171   size = encode_float (kind, mpc_realref (cmplx), &buffer[0], buffer_size);
172   size += encode_float (kind, mpc_imagref (cmplx),
173                         &buffer[size], buffer_size - size);
174   return size;
175 }
176
177
178 static int
179 encode_logical (int kind, int logical, unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
180 {
181   return native_encode_expr (build_int_cst (gfc_get_logical_type (kind),
182                                             logical),
183                              buffer, buffer_size);
184 }
185
186
187 int
188 gfc_encode_character (int kind, int length, const gfc_char_t *string,
189                       unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
190 {
191   size_t elsize = size_character (1, kind);
192   tree type = gfc_get_char_type (kind);
193   int i;
194
195   gcc_assert (buffer_size >= size_character (length, kind));
196
197   for (i = 0; i < length; i++)
198     native_encode_expr (build_int_cst (type, string[i]), &buffer[i*elsize],
199                         elsize);
200
201   return length;
202 }
203
204
205 static int
206 encode_derived (gfc_expr *source, unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
207 {
208   gfc_constructor *ctr;
209   gfc_component *cmp;
210   int ptr;
211   tree type;
212
213   type = gfc_typenode_for_spec (&source->ts);
214
215   ctr = source->value.constructor;
216   cmp = source->ts.u.derived->components;
217   for (;ctr; ctr = ctr->next, cmp = cmp->next)
218     {
219       gcc_assert (cmp);
220       if (!ctr->expr)
221         continue;
222       ptr = TREE_INT_CST_LOW(DECL_FIELD_OFFSET(cmp->backend_decl))
223             + TREE_INT_CST_LOW(DECL_FIELD_BIT_OFFSET(cmp->backend_decl))/8;
224
225       if (ctr->expr->expr_type == EXPR_NULL)
226         memset (&buffer[ptr], 0,
227                 int_size_in_bytes (TREE_TYPE (cmp->backend_decl)));
228       else
229         gfc_target_encode_expr (ctr->expr, &buffer[ptr],
230                                 buffer_size - ptr);
231     }
232
233   return int_size_in_bytes (type);
234 }
235
236
237 /* Write a constant expression in binary form to a buffer.  */
238 int
239 gfc_target_encode_expr (gfc_expr *source, unsigned char *buffer,
240                         size_t buffer_size)
241 {
242   if (source == NULL)
243     return 0;
244
245   if (source->expr_type == EXPR_ARRAY)
246     return encode_array (source, buffer, buffer_size);
247
248   gcc_assert (source->expr_type == EXPR_CONSTANT
249               || source->expr_type == EXPR_STRUCTURE
250               || source->expr_type == EXPR_SUBSTRING);
251
252   /* If we already have a target-memory representation, we use that rather 
253      than recreating one.  */
254   if (source->representation.string)
255     {
256       memcpy (buffer, source->representation.string,
257               source->representation.length);
258       return source->representation.length;
259     }
260
261   switch (source->ts.type)
262     {
263     case BT_INTEGER:
264       return encode_integer (source->ts.kind, source->value.integer, buffer,
265                              buffer_size);
266     case BT_REAL:
267       return encode_float (source->ts.kind, source->value.real, buffer,
268                            buffer_size);
269     case BT_COMPLEX:
270       return encode_complex (source->ts.kind, source->value.complex,
271                              buffer, buffer_size);
272     case BT_LOGICAL:
273       return encode_logical (source->ts.kind, source->value.logical, buffer,
274                              buffer_size);
275     case BT_CHARACTER:
276       if (source->expr_type == EXPR_CONSTANT || source->ref == NULL)
277         return gfc_encode_character (source->ts.kind,
278                                      source->value.character.length,
279                                      source->value.character.string,
280                                      buffer, buffer_size);
281       else
282         {
283           int start, end;
284
285           gcc_assert (source->expr_type == EXPR_SUBSTRING);
286           gfc_extract_int (source->ref->u.ss.start, &start);
287           gfc_extract_int (source->ref->u.ss.end, &end);
288           return gfc_encode_character (source->ts.kind, MAX(end - start + 1, 0),
289                                        &source->value.character.string[start-1],
290                                        buffer, buffer_size);
291         }
292
293     case BT_DERIVED:
294       return encode_derived (source, buffer, buffer_size);
295     default:
296       gfc_internal_error ("Invalid expression in gfc_target_encode_expr.");
297       return 0;
298     }
299 }
300
301
302 static int
303 interpret_array (unsigned char *buffer, size_t buffer_size, gfc_expr *result)
304 {
305   int array_size = 1;
306   int i;
307   int ptr = 0;
308   gfc_constructor *head = NULL, *tail = NULL;
309
310   /* Calculate array size from its shape and rank.  */
311   gcc_assert (result->rank > 0 && result->shape);
312
313   for (i = 0; i < result->rank; i++)
314     array_size *= (int)mpz_get_ui (result->shape[i]);
315
316   /* Iterate over array elements, producing constructors.  */
317   for (i = 0; i < array_size; i++)
318     {
319       if (head == NULL)
320         head = tail = gfc_get_constructor ();
321       else
322         {
323           tail->next = gfc_get_constructor ();
324           tail = tail->next;
325         }
326
327       tail->where = result->where;
328       tail->expr = gfc_constant_result (result->ts.type,
329                                           result->ts.kind, &result->where);
330       tail->expr->ts = result->ts;
331
332       if (tail->expr->ts.type == BT_CHARACTER)
333         tail->expr->value.character.length = result->value.character.length;
334
335       ptr += gfc_target_interpret_expr (&buffer[ptr], buffer_size - ptr,
336                                         tail->expr);
337     }
338   result->value.constructor = head;
339
340   return ptr;
341 }
342
343
344 int
345 gfc_interpret_integer (int kind, unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
346                    mpz_t integer)
347 {
348   mpz_init (integer);
349   gfc_conv_tree_to_mpz (integer,
350                         native_interpret_expr (gfc_get_int_type (kind),
351                                                buffer, buffer_size));
352   return size_integer (kind);
353 }
354
355
356 int
357 gfc_interpret_float (int kind, unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
358                      mpfr_t real)
359 {
360   gfc_set_model_kind (kind);
361   mpfr_init (real);
362   gfc_conv_tree_to_mpfr (real,
363                          native_interpret_expr (gfc_get_real_type (kind),
364                                                 buffer, buffer_size));
365
366   return size_float (kind);
367 }
368
369
370 int
371 gfc_interpret_complex (int kind, unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
372                        mpc_t complex)
373 {
374   int size;
375   size = gfc_interpret_float (kind, &buffer[0], buffer_size,
376                               mpc_realref (complex));
377   size += gfc_interpret_float (kind, &buffer[size], buffer_size - size,
378                                mpc_imagref (complex));
379   return size;
380 }
381
382
383 int
384 gfc_interpret_logical (int kind, unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
385                    int *logical)
386 {
387   tree t = native_interpret_expr (gfc_get_logical_type (kind), buffer,
388                                   buffer_size);
389   *logical = double_int_zero_p (tree_to_double_int (t))
390              ? 0 : 1;
391   return size_logical (kind);
392 }
393
394
395 int
396 gfc_interpret_character (unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
397                          gfc_expr *result)
398 {
399   int i;
400
401   if (result->ts.u.cl && result->ts.u.cl->length)
402     result->value.character.length =
403       (int) mpz_get_ui (result->ts.u.cl->length->value.integer);
404
405   gcc_assert (buffer_size >= size_character (result->value.character.length,
406                                              result->ts.kind));
407   result->value.character.string =
408     gfc_get_wide_string (result->value.character.length + 1);
409
410   if (result->ts.kind == gfc_default_character_kind)
411     for (i = 0; i < result->value.character.length; i++)
412       result->value.character.string[i] = (gfc_char_t) buffer[i];
413   else
414     {
415       mpz_t integer;
416       unsigned bytes = size_character (1, result->ts.kind);
417       mpz_init (integer);
418       gcc_assert (bytes <= sizeof (unsigned long));
419
420       for (i = 0; i < result->value.character.length; i++)
421         {
422           gfc_conv_tree_to_mpz (integer,
423             native_interpret_expr (gfc_get_char_type (result->ts.kind),
424                                    &buffer[bytes*i], buffer_size-bytes*i));
425           result->value.character.string[i]
426             = (gfc_char_t) mpz_get_ui (integer);
427         }
428
429       mpz_clear (integer);
430     }
431
432   result->value.character.string[result->value.character.length] = '\0';
433
434   return result->value.character.length;
435 }
436
437
438 int
439 gfc_interpret_derived (unsigned char *buffer, size_t buffer_size, gfc_expr *result)
440 {
441   gfc_component *cmp;
442   gfc_constructor *head = NULL, *tail = NULL;
443   int ptr;
444   tree type;
445
446   /* The attributes of the derived type need to be bolted to the floor.  */
447   result->expr_type = EXPR_STRUCTURE;
448
449   type = gfc_typenode_for_spec (&result->ts);
450   cmp = result->ts.u.derived->components;
451
452   /* Run through the derived type components.  */
453   for (;cmp; cmp = cmp->next)
454     {
455       if (head == NULL)
456         head = tail = gfc_get_constructor ();
457       else
458         {
459           tail->next = gfc_get_constructor ();
460           tail = tail->next;
461         }
462
463       /* The constructor points to the component.  */
464       tail->n.component = cmp;
465
466       tail->expr = gfc_constant_result (cmp->ts.type, cmp->ts.kind,
467                                         &result->where);
468       tail->expr->ts = cmp->ts;
469
470       /* Copy shape, if needed.  */
471       if (cmp->as && cmp->as->rank)
472         {
473           int n;
474
475           tail->expr->expr_type = EXPR_ARRAY;
476           tail->expr->rank = cmp->as->rank;
477
478           tail->expr->shape = gfc_get_shape (tail->expr->rank);
479           for (n = 0; n < tail->expr->rank; n++)
480              {
481                mpz_init_set_ui (tail->expr->shape[n], 1);
482                mpz_add (tail->expr->shape[n], tail->expr->shape[n],
483                         cmp->as->upper[n]->value.integer);
484                mpz_sub (tail->expr->shape[n], tail->expr->shape[n],
485                         cmp->as->lower[n]->value.integer);
486              }
487         }
488
489       ptr = TREE_INT_CST_LOW (DECL_FIELD_OFFSET (cmp->backend_decl));
490       gfc_target_interpret_expr (&buffer[ptr], buffer_size - ptr,
491                                  tail->expr);
492
493       result->value.constructor = head;
494     }
495     
496   return int_size_in_bytes (type);
497 }
498
499
500 /* Read a binary buffer to a constant expression.  */
501 int
502 gfc_target_interpret_expr (unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
503                            gfc_expr *result)
504 {
505   if (result->expr_type == EXPR_ARRAY)
506     return interpret_array (buffer, buffer_size, result);
507
508   switch (result->ts.type)
509     {
510     case BT_INTEGER:
511       result->representation.length = 
512         gfc_interpret_integer (result->ts.kind, buffer, buffer_size,
513                                result->value.integer);
514       break;
515
516     case BT_REAL:
517       result->representation.length = 
518         gfc_interpret_float (result->ts.kind, buffer, buffer_size,
519                              result->value.real);
520       break;
521
522     case BT_COMPLEX:
523       result->representation.length = 
524         gfc_interpret_complex (result->ts.kind, buffer, buffer_size,
525                                result->value.complex);
526       break;
527
528     case BT_LOGICAL:
529       result->representation.length = 
530         gfc_interpret_logical (result->ts.kind, buffer, buffer_size,
531                                &result->value.logical);
532       break;
533
534     case BT_CHARACTER:
535       result->representation.length = 
536         gfc_interpret_character (buffer, buffer_size, result);
537       break;
538
539     case BT_DERIVED:
540       result->representation.length = 
541         gfc_interpret_derived (buffer, buffer_size, result);
542       break;
543
544     default:
545       gfc_internal_error ("Invalid expression in gfc_target_interpret_expr.");
546       break;
547     }
548
549   if (result->ts.type == BT_CHARACTER)
550     result->representation.string
551       = gfc_widechar_to_char (result->value.character.string,
552                               result->value.character.length);
553   else
554     {
555       result->representation.string =
556         (char *) gfc_getmem (result->representation.length + 1);
557       memcpy (result->representation.string, buffer,
558               result->representation.length);
559       result->representation.string[result->representation.length] = '\0';
560     }
561
562   return result->representation.length;
563 }
564
565
566 /* --------------------------------------------------------------- */ 
567 /* Two functions used by trans-common.c to write overlapping
568    equivalence initializers to a buffer.  This is added to the union
569    and the original initializers freed.  */
570
571
572 /* Writes the values of a constant expression to a char buffer. If another
573    unequal initializer has already been written to the buffer, this is an
574    error.  */
575
576 static size_t
577 expr_to_char (gfc_expr *e, unsigned char *data, unsigned char *chk, size_t len)
578 {
579   int i;
580   int ptr;
581   gfc_constructor *ctr;
582   gfc_component *cmp;
583   unsigned char *buffer;
584
585   if (e == NULL)
586     return 0;
587
588   /* Take a derived type, one component at a time, using the offsets from the backend
589      declaration.  */
590   if (e->ts.type == BT_DERIVED)
591     {
592       ctr = e->value.constructor;
593       cmp = e->ts.u.derived->components;
594       for (;ctr; ctr = ctr->next, cmp = cmp->next)
595         {
596           gcc_assert (cmp && cmp->backend_decl);
597           if (!ctr->expr)
598             continue;
599             ptr = TREE_INT_CST_LOW(DECL_FIELD_OFFSET(cmp->backend_decl))
600                         + TREE_INT_CST_LOW(DECL_FIELD_BIT_OFFSET(cmp->backend_decl))/8;
601           expr_to_char (ctr->expr, &data[ptr], &chk[ptr], len);
602         }
603       return len;
604     }
605
606   /* Otherwise, use the target-memory machinery to write a bitwise image, appropriate
607      to the target, in a buffer and check off the initialized part of the buffer.  */
608   len = gfc_target_expr_size (e);
609   buffer = (unsigned char*)alloca (len);
610   len = gfc_target_encode_expr (e, buffer, len);
611
612     for (i = 0; i < (int)len; i++)
613     {
614       if (chk[i] && (buffer[i] != data[i]))
615         {
616           gfc_error ("Overlapping unequal initializers in EQUIVALENCE "
617                      "at %L", &e->where);
618           return 0;
619         }
620       chk[i] = 0xFF;
621     }
622
623   memcpy (data, buffer, len);
624   return len;
625 }
626
627
628 /* Writes the values from the equivalence initializers to a char* array
629    that will be written to the constructor to make the initializer for
630    the union declaration.  */
631
632 size_t
633 gfc_merge_initializers (gfc_typespec ts, gfc_expr *e, unsigned char *data,
634                         unsigned char *chk, size_t length)
635 {
636   size_t len = 0;
637   gfc_constructor * c;
638
639   switch (e->expr_type)
640     {
641     case EXPR_CONSTANT:
642     case EXPR_STRUCTURE:
643       len = expr_to_char (e, &data[0], &chk[0], length);
644
645       break;
646
647     case EXPR_ARRAY:
648       for (c = e->value.constructor; c; c = c->next)
649         {
650           size_t elt_size = gfc_target_expr_size (c->expr);
651
652           if (c->n.offset)
653             len = elt_size * (size_t)mpz_get_si (c->n.offset);
654
655           len = len + gfc_merge_initializers (ts, c->expr, &data[len],
656                                               &chk[len], length - len);
657         }
658       break;
659
660     default:
661       return 0;
662     }
663
664   return len;
665 }
666
667
668 /* Transfer the bitpattern of a (integer) BOZ to real or complex variables.
669    When successful, no BOZ or nothing to do, true is returned.  */
670
671 bool
672 gfc_convert_boz (gfc_expr *expr, gfc_typespec *ts)
673 {
674   size_t buffer_size, boz_bit_size, ts_bit_size;
675   int index;
676   unsigned char *buffer;
677
678   if (!expr->is_boz)
679     return true;
680
681   gcc_assert (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT
682               && expr->ts.type == BT_INTEGER);
683
684   /* Don't convert BOZ to logical, character, derived etc.  */
685   if (ts->type == BT_REAL)
686     {
687       buffer_size = size_float (ts->kind);
688       ts_bit_size = buffer_size * 8;
689     }
690   else if (ts->type == BT_COMPLEX)
691     {
692       buffer_size = size_complex (ts->kind);
693       ts_bit_size = buffer_size * 8 / 2;
694     }
695   else
696     return true;
697
698   /* Convert BOZ to the smallest possible integer kind.  */
699   boz_bit_size = mpz_sizeinbase (expr->value.integer, 2);
700
701   if (boz_bit_size > ts_bit_size)
702     {
703       gfc_error_now ("BOZ constant at %L is too large (%ld vs %ld bits)",
704                      &expr->where, (long) boz_bit_size, (long) ts_bit_size);
705       return false;
706     }
707
708   for (index = 0; gfc_integer_kinds[index].kind != 0; ++index)
709     if ((unsigned) gfc_integer_kinds[index].bit_size >= ts_bit_size)
710       break;
711
712   expr->ts.kind = gfc_integer_kinds[index].kind;
713   buffer_size = MAX (buffer_size, size_integer (expr->ts.kind));
714
715   buffer = (unsigned char*)alloca (buffer_size);
716   encode_integer (expr->ts.kind, expr->value.integer, buffer, buffer_size);
717   mpz_clear (expr->value.integer);
718
719   if (ts->type == BT_REAL)
720     {
721       mpfr_init (expr->value.real);
722       gfc_interpret_float (ts->kind, buffer, buffer_size, expr->value.real);
723     }
724   else
725     {
726       mpc_init2 (expr->value.complex, mpfr_get_default_prec());
727       gfc_interpret_complex (ts->kind, buffer, buffer_size,
728                              expr->value.complex);
729     }
730   expr->is_boz = 0;  
731   expr->ts.type = ts->type;
732   expr->ts.kind = ts->kind;
733
734   return true;
735 }