gcc/fortran/trans-types.c

   1 /* Backend support for Fortran 95 basic types and derived types.
   2    Copyright (C) 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009
   3    Free Software Foundation, Inc.
   4    Contributed by Paul Brook <paul@nowt.org>
   5    and Steven Bosscher <s.bosscher@student.tudelft.nl>
   6
   7 This file is part of GCC.
   8
   9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  10 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
  11 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
  12 version.
  13
  14 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
  15 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  16 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
  17 for more details.
  18
  19 You should have received a copy of the GNU General Public License
  20 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
  21 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
  22
  23 /* trans-types.c -- gfortran backend types */
  24
  25 #include "config.h"
  26 #include "system.h"
  27 #include "coretypes.h"
  28 #include "tree.h"
  29 #include "langhooks.h"
  30 #include "tm.h"
  31 #include "target.h"
  32 #include "ggc.h"
  33 #include "toplev.h"
  34 #include "gfortran.h"
  35 #include "trans.h"
  36 #include "trans-types.h"
  37 #include "trans-const.h"
  38 #include "real.h"
  39 #include "flags.h"
  40 #include "dwarf2out.h"
  41 \f
  42
  43 #if (GFC_MAX_DIMENSIONS < 10)
  44 #define GFC_RANK_DIGITS 1
  45 #define GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "%01d"
  46 #elif (GFC_MAX_DIMENSIONS < 100)
  47 #define GFC_RANK_DIGITS 2
  48 #define GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "%02d"
  49 #else
  50 #error If you really need >99 dimensions, continue the sequence above...
  51 #endif
  52
  53 /* array of structs so we don't have to worry about xmalloc or free */
  54 CInteropKind_t c_interop_kinds_table[ISOCBINDING_NUMBER];
  55
  56 static tree gfc_get_derived_type (gfc_symbol * derived);
  57
  58 tree gfc_array_index_type;
  59 tree gfc_array_range_type;
  60 tree gfc_character1_type_node;
  61 tree pvoid_type_node;
  62 tree ppvoid_type_node;
  63 tree pchar_type_node;
  64 tree pfunc_type_node;
  65
  66 tree gfc_charlen_type_node;
  67
  68 static GTY(()) tree gfc_desc_dim_type;
  69 static GTY(()) tree gfc_max_array_element_size;
  70 static GTY(()) tree gfc_array_descriptor_base[GFC_MAX_DIMENSIONS];
  71
  72 /* Arrays for all integral and real kinds.  We'll fill this in at runtime
  73    after the target has a chance to process command-line options.  */
  74
  75 #define MAX_INT_KINDS 5
  76 gfc_integer_info gfc_integer_kinds[MAX_INT_KINDS + 1];
  77 gfc_logical_info gfc_logical_kinds[MAX_INT_KINDS + 1];
  78 static GTY(()) tree gfc_integer_types[MAX_INT_KINDS + 1];
  79 static GTY(()) tree gfc_logical_types[MAX_INT_KINDS + 1];
  80
  81 #define MAX_REAL_KINDS 5
  82 gfc_real_info gfc_real_kinds[MAX_REAL_KINDS + 1];
  83 static GTY(()) tree gfc_real_types[MAX_REAL_KINDS + 1];
  84 static GTY(()) tree gfc_complex_types[MAX_REAL_KINDS + 1];
  85
  86 #define MAX_CHARACTER_KINDS 2
  87 gfc_character_info gfc_character_kinds[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
  88 static GTY(()) tree gfc_character_types[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
  89 static GTY(()) tree gfc_pcharacter_types[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
  90
  91
  92 /* The integer kind to use for array indices.  This will be set to the
  93    proper value based on target information from the backend.  */
  94
  95 int gfc_index_integer_kind;
  96
  97 /* The default kinds of the various types.  */
  98
  99 int gfc_default_integer_kind;
 100 int gfc_max_integer_kind;
 101 int gfc_default_real_kind;
 102 int gfc_default_double_kind;
 103 int gfc_default_character_kind;
 104 int gfc_default_logical_kind;
 105 int gfc_default_complex_kind;
 106 int gfc_c_int_kind;
 107
 108 /* The kind size used for record offsets. If the target system supports
 109    kind=8, this will be set to 8, otherwise it is set to 4.  */
 110 int gfc_intio_kind;
 111
 112 /* The integer kind used to store character lengths.  */
 113 int gfc_charlen_int_kind;
 114
 115 /* The size of the numeric storage unit and character storage unit.  */
 116 int gfc_numeric_storage_size;
 117 int gfc_character_storage_size;
 118
 119
 120 gfc_try
 121 gfc_check_any_c_kind (gfc_typespec *ts)
 122 {
 123   int i;
 124
 125   for (i = 0; i < ISOCBINDING_NUMBER; i++)
 126     {
 127       /* Check for any C interoperable kind for the given type/kind in ts.
 128          This can be used after verify_c_interop to make sure that the
 129          Fortran kind being used exists in at least some form for C.  */
 130       if (c_interop_kinds_table[i].f90_type == ts->type &&
 131           c_interop_kinds_table[i].value == ts->kind)
 132         return SUCCESS;
 133     }
 134
 135   return FAILURE;
 136 }
 137
 138
 139 static int
 140 get_real_kind_from_node (tree type)
 141 {
 142   int i;
 143
 144   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
 145     if (gfc_real_kinds[i].mode_precision == TYPE_PRECISION (type))
 146       return gfc_real_kinds[i].kind;
 147
 148   return -4;
 149 }
 150
 151 static int
 152 get_int_kind_from_node (tree type)
 153 {
 154   int i;
 155
 156   if (!type)
 157     return -2;
 158
 159   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
 160     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == TYPE_PRECISION (type))
 161       return gfc_integer_kinds[i].kind;
 162
 163   return -1;
 164 }
 165
 166 static int
 167 get_int_kind_from_width (int size)
 168 {
 169   int i;
 170
 171   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
 172     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == size)
 173       return gfc_integer_kinds[i].kind;
 174
 175   return -2;
 176 }
 177
 178 static int
 179 get_int_kind_from_minimal_width (int size)
 180 {
 181   int i;
 182
 183   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
 184     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size >= size)
 185       return gfc_integer_kinds[i].kind;
 186
 187   return -2;
 188 }
 189
 190
 191 /* Generate the CInteropKind_t objects for the C interoperable
 192    kinds.  */
 193
 194 static
 195 void init_c_interop_kinds (void)
 196 {
 197   int i;
 198   tree intmax_type_node = INT_TYPE_SIZE == LONG_LONG_TYPE_SIZE ?
 199                           integer_type_node :
 200                           (LONG_TYPE_SIZE == LONG_LONG_TYPE_SIZE ?
 201                            long_integer_type_node :
 202                            long_long_integer_type_node);
 203
 204   /* init all pointers in the list to NULL */
 205   for (i = 0; i < ISOCBINDING_NUMBER; i++)
 206     {
 207       /* Initialize the name and value fields.  */
 208       c_interop_kinds_table[i].name[0] = '\0';
 209       c_interop_kinds_table[i].value = -100;
 210       c_interop_kinds_table[i].f90_type = BT_UNKNOWN;
 211     }
 212
 213 #define NAMED_INTCST(a,b,c,d) \
 214   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 215   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_INTEGER; \
 216   c_interop_kinds_table[a].value = c;
 217 #define NAMED_REALCST(a,b,c) \
 218   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 219   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_REAL; \
 220   c_interop_kinds_table[a].value = c;
 221 #define NAMED_CMPXCST(a,b,c) \
 222   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 223   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_COMPLEX; \
 224   c_interop_kinds_table[a].value = c;
 225 #define NAMED_LOGCST(a,b,c) \
 226   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 227   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_LOGICAL; \
 228   c_interop_kinds_table[a].value = c;
 229 #define NAMED_CHARKNDCST(a,b,c) \
 230   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 231   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_CHARACTER; \
 232   c_interop_kinds_table[a].value = c;
 233 #define NAMED_CHARCST(a,b,c) \
 234   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 235   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_CHARACTER; \
 236   c_interop_kinds_table[a].value = c;
 237 #define DERIVED_TYPE(a,b,c) \
 238   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 239   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_DERIVED; \
 240   c_interop_kinds_table[a].value = c;
 241 #define PROCEDURE(a,b) \
 242   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
 243   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_PROCEDURE; \
 244   c_interop_kinds_table[a].value = 0;
 245 #include "iso-c-binding.def"
 246 }
 247
 248
 249 /* Query the target to determine which machine modes are available for
 250    computation.  Choose KIND numbers for them.  */
 251
 252 void
 253 gfc_init_kinds (void)
 254 {
 255   enum machine_mode mode;
 256   int i_index, r_index, kind;
 257   bool saw_i4 = false, saw_i8 = false;
 258   bool saw_r4 = false, saw_r8 = false, saw_r16 = false;
 259
 260   for (i_index = 0, mode = MIN_MODE_INT; mode <= MAX_MODE_INT; mode++)
 261     {
 262       int kind, bitsize;
 263
 264       if (!targetm.scalar_mode_supported_p (mode))
 265         continue;
 266
 267       /* The middle end doesn't support constants larger than 2*HWI.
 268          Perhaps the target hook shouldn't have accepted these either,
 269          but just to be safe...  */
 270       bitsize = GET_MODE_BITSIZE (mode);
 271       if (bitsize > 2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
 272         continue;
 273
 274       gcc_assert (i_index != MAX_INT_KINDS);
 275
 276       /* Let the kind equal the bit size divided by 8.  This insulates the
 277          programmer from the underlying byte size.  */
 278       kind = bitsize / 8;
 279
 280       if (kind == 4)
 281         saw_i4 = true;
 282       if (kind == 8)
 283         saw_i8 = true;
 284
 285       gfc_integer_kinds[i_index].kind = kind;
 286       gfc_integer_kinds[i_index].radix = 2;
 287       gfc_integer_kinds[i_index].digits = bitsize - 1;
 288       gfc_integer_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
 289
 290       gfc_logical_kinds[i_index].kind = kind;
 291       gfc_logical_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
 292
 293       i_index += 1;
 294     }
 295
 296   /* Set the kind used to match GFC_INT_IO in libgfortran.  This is
 297      used for large file access.  */
 298
 299   if (saw_i8)
 300     gfc_intio_kind = 8;
 301   else
 302     gfc_intio_kind = 4;
 303
 304   /* If we do not at least have kind = 4, everything is pointless.  */
 305   gcc_assert(saw_i4);
 306
 307   /* Set the maximum integer kind.  Used with at least BOZ constants.  */
 308   gfc_max_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
 309
 310   for (r_index = 0, mode = MIN_MODE_FLOAT; mode <= MAX_MODE_FLOAT; mode++)
 311     {
 312       const struct real_format *fmt = REAL_MODE_FORMAT (mode);
 313       int kind;
 314
 315       if (fmt == NULL)
 316         continue;
 317       if (!targetm.scalar_mode_supported_p (mode))
 318         continue;
 319
 320       /* Only let float/double/long double go through because the fortran
 321          library assumes these are the only floating point types.  */
 322
 323       if (mode != TYPE_MODE (float_type_node)
 324           && (mode != TYPE_MODE (double_type_node))
 325           && (mode != TYPE_MODE (long_double_type_node)))
 326         continue;
 327
 328       /* Let the kind equal the precision divided by 8, rounding up.  Again,
 329          this insulates the programmer from the underlying byte size.
 330
 331          Also, it effectively deals with IEEE extended formats.  There, the
 332          total size of the type may equal 16, but it's got 6 bytes of padding
 333          and the increased size can get in the way of a real IEEE quad format
 334          which may also be supported by the target.
 335
 336          We round up so as to handle IA-64 __floatreg (RFmode), which is an
 337          82 bit type.  Not to be confused with __float80 (XFmode), which is
 338          an 80 bit type also supported by IA-64.  So XFmode should come out
 339          to be kind=10, and RFmode should come out to be kind=11.  Egads.  */
 340
 341       kind = (GET_MODE_PRECISION (mode) + 7) / 8;
 342
 343       if (kind == 4)
 344         saw_r4 = true;
 345       if (kind == 8)
 346         saw_r8 = true;
 347       if (kind == 16)
 348         saw_r16 = true;
 349
 350       /* Careful we don't stumble a weird internal mode.  */
 351       gcc_assert (r_index <= 0 || gfc_real_kinds[r_index-1].kind != kind);
 352       /* Or have too many modes for the allocated space.  */
 353       gcc_assert (r_index != MAX_REAL_KINDS);
 354
 355       gfc_real_kinds[r_index].kind = kind;
 356       gfc_real_kinds[r_index].radix = fmt->b;
 357       gfc_real_kinds[r_index].digits = fmt->p;
 358       gfc_real_kinds[r_index].min_exponent = fmt->emin;
 359       gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax;
 360       if (fmt->pnan < fmt->p)
 361         /* This is an IBM extended double format (or the MIPS variant)
 362            made up of two IEEE doubles.  The value of the long double is
 363            the sum of the values of the two parts.  The most significant
 364            part is required to be the value of the long double rounded
 365            to the nearest double.  If we use emax of 1024 then we can't
 366            represent huge(x) = (1 - b**(-p)) * b**(emax-1) * b, because
 367            rounding will make the most significant part overflow.  */
 368         gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax - 1;
 369       gfc_real_kinds[r_index].mode_precision = GET_MODE_PRECISION (mode);
 370       r_index += 1;
 371     }
 372
 373   /* Choose the default integer kind.  We choose 4 unless the user
 374      directs us otherwise.  */
 375   if (gfc_option.flag_default_integer)
 376     {
 377       if (!saw_i8)
 378         fatal_error ("integer kind=8 not available for -fdefault-integer-8 option");
 379       gfc_default_integer_kind = 8;
 380
 381       /* Even if the user specified that the default integer kind be 8,
 382          the numeric storage size isn't 64.  In this case, a warning will
 383          be issued when NUMERIC_STORAGE_SIZE is used.  */
 384       gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
 385     }
 386   else if (saw_i4)
 387     {
 388       gfc_default_integer_kind = 4;
 389       gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
 390     }
 391   else
 392     {
 393       gfc_default_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
 394       gfc_numeric_storage_size = gfc_integer_kinds[i_index - 1].bit_size;
 395     }
 396
 397   /* Choose the default real kind.  Again, we choose 4 when possible.  */
 398   if (gfc_option.flag_default_real)
 399     {
 400       if (!saw_r8)
 401         fatal_error ("real kind=8 not available for -fdefault-real-8 option");
 402       gfc_default_real_kind = 8;
 403     }
 404   else if (saw_r4)
 405     gfc_default_real_kind = 4;
 406   else
 407     gfc_default_real_kind = gfc_real_kinds[0].kind;
 408
 409   /* Choose the default double kind.  If -fdefault-real and -fdefault-double
 410      are specified, we use kind=8, if it's available.  If -fdefault-real is
 411      specified without -fdefault-double, we use kind=16, if it's available.
 412      Otherwise we do not change anything.  */
 413   if (gfc_option.flag_default_double && !gfc_option.flag_default_real)
 414     fatal_error ("Use of -fdefault-double-8 requires -fdefault-real-8");
 415
 416   if (gfc_option.flag_default_real && gfc_option.flag_default_double && saw_r8)
 417     gfc_default_double_kind = 8;
 418   else if (gfc_option.flag_default_real && saw_r16)
 419     gfc_default_double_kind = 16;
 420   else if (saw_r4 && saw_r8)
 421     gfc_default_double_kind = 8;
 422   else
 423     {
 424       /* F95 14.6.3.1: A nonpointer scalar object of type double precision
 425          real ... occupies two contiguous numeric storage units.
 426
 427          Therefore we must be supplied a kind twice as large as we chose
 428          for single precision.  There are loopholes, in that double
 429          precision must *occupy* two storage units, though it doesn't have
 430          to *use* two storage units.  Which means that you can make this
 431          kind artificially wide by padding it.  But at present there are
 432          no GCC targets for which a two-word type does not exist, so we
 433          just let gfc_validate_kind abort and tell us if something breaks.  */
 434
 435       gfc_default_double_kind
 436         = gfc_validate_kind (BT_REAL, gfc_default_real_kind * 2, false);
 437     }
 438
 439   /* The default logical kind is constrained to be the same as the
 440      default integer kind.  Similarly with complex and real.  */
 441   gfc_default_logical_kind = gfc_default_integer_kind;
 442   gfc_default_complex_kind = gfc_default_real_kind;
 443
 444   /* We only have two character kinds: ASCII and UCS-4.
 445      ASCII corresponds to a 8-bit integer type, if one is available.
 446      UCS-4 corresponds to a 32-bit integer type, if one is available. */
 447   i_index = 0;
 448   if ((kind = get_int_kind_from_width (8)) > 0)
 449     {
 450       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
 451       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 8;
 452       gfc_character_kinds[i_index].name = "ascii";
 453       i_index++;
 454     }
 455   if ((kind = get_int_kind_from_width (32)) > 0)
 456     {
 457       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
 458       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 32;
 459       gfc_character_kinds[i_index].name = "iso_10646";
 460       i_index++;
 461     }
 462
 463   /* Choose the smallest integer kind for our default character.  */
 464   gfc_default_character_kind = gfc_character_kinds[0].kind;
 465   gfc_character_storage_size = gfc_default_character_kind * 8;
 466
 467   /* Choose the integer kind the same size as "void*" for our index kind.  */
 468   gfc_index_integer_kind = POINTER_SIZE / 8;
 469   /* Pick a kind the same size as the C "int" type.  */
 470   gfc_c_int_kind = INT_TYPE_SIZE / 8;
 471
 472   /* initialize the C interoperable kinds  */
 473   init_c_interop_kinds();
 474 }
 475
 476 /* Make sure that a valid kind is present.  Returns an index into the
 477    associated kinds array, -1 if the kind is not present.  */
 478
 479 static int
 480 validate_integer (int kind)
 481 {
 482   int i;
 483
 484   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
 485     if (gfc_integer_kinds[i].kind == kind)
 486       return i;
 487
 488   return -1;
 489 }
 490
 491 static int
 492 validate_real (int kind)
 493 {
 494   int i;
 495
 496   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
 497     if (gfc_real_kinds[i].kind == kind)
 498       return i;
 499
 500   return -1;
 501 }
 502
 503 static int
 504 validate_logical (int kind)
 505 {
 506   int i;
 507
 508   for (i = 0; gfc_logical_kinds[i].kind; i++)
 509     if (gfc_logical_kinds[i].kind == kind)
 510       return i;
 511
 512   return -1;
 513 }
 514
 515 static int
 516 validate_character (int kind)
 517 {
 518   int i;
 519
 520   for (i = 0; gfc_character_kinds[i].kind; i++)
 521     if (gfc_character_kinds[i].kind == kind)
 522       return i;
 523
 524   return -1;
 525 }
 526
 527 /* Validate a kind given a basic type.  The return value is the same
 528    for the child functions, with -1 indicating nonexistence of the
 529    type.  If MAY_FAIL is false, then -1 is never returned, and we ICE.  */
 530
 531 int
 532 gfc_validate_kind (bt type, int kind, bool may_fail)
 533 {
 534   int rc;
 535
 536   switch (type)
 537     {
 538     case BT_REAL:               /* Fall through */
 539     case BT_COMPLEX:
 540       rc = validate_real (kind);
 541       break;
 542     case BT_INTEGER:
 543       rc = validate_integer (kind);
 544       break;
 545     case BT_LOGICAL:
 546       rc = validate_logical (kind);
 547       break;
 548     case BT_CHARACTER:
 549       rc = validate_character (kind);
 550       break;
 551
 552     default:
 553       gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad type");
 554     }
 555
 556   if (rc < 0 && !may_fail)
 557     gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad kind");
 558
 559   return rc;
 560 }
 561
 562
 563 /* Four subroutines of gfc_init_types.  Create type nodes for the given kind.
 564    Reuse common type nodes where possible.  Recognize if the kind matches up
 565    with a C type.  This will be used later in determining which routines may
 566    be scarfed from libm.  */
 567
 568 static tree
 569 gfc_build_int_type (gfc_integer_info *info)
 570 {
 571   int mode_precision = info->bit_size;
 572
 573   if (mode_precision == CHAR_TYPE_SIZE)
 574     info->c_char = 1;
 575   if (mode_precision == SHORT_TYPE_SIZE)
 576     info->c_short = 1;
 577   if (mode_precision == INT_TYPE_SIZE)
 578     info->c_int = 1;
 579   if (mode_precision == LONG_TYPE_SIZE)
 580     info->c_long = 1;
 581   if (mode_precision == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
 582     info->c_long_long = 1;
 583
 584   if (TYPE_PRECISION (intQI_type_node) == mode_precision)
 585     return intQI_type_node;
 586   if (TYPE_PRECISION (intHI_type_node) == mode_precision)
 587     return intHI_type_node;
 588   if (TYPE_PRECISION (intSI_type_node) == mode_precision)
 589     return intSI_type_node;
 590   if (TYPE_PRECISION (intDI_type_node) == mode_precision)
 591     return intDI_type_node;
 592   if (TYPE_PRECISION (intTI_type_node) == mode_precision)
 593     return intTI_type_node;
 594
 595   return make_signed_type (mode_precision);
 596 }
 597
 598 static tree
 599 gfc_build_uint_type (int size)
 600 {
 601   if (size == CHAR_TYPE_SIZE)
 602     return unsigned_char_type_node;
 603   if (size == SHORT_TYPE_SIZE)
 604     return short_unsigned_type_node;
 605   if (size == INT_TYPE_SIZE)
 606     return unsigned_type_node;
 607   if (size == LONG_TYPE_SIZE)
 608     return long_unsigned_type_node;
 609   if (size == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
 610     return long_long_unsigned_type_node;
 611
 612   return make_unsigned_type (size);
 613 }
 614
 615
 616 static tree
 617 gfc_build_real_type (gfc_real_info *info)
 618 {
 619   int mode_precision = info->mode_precision;
 620   tree new_type;
 621
 622   if (mode_precision == FLOAT_TYPE_SIZE)
 623     info->c_float = 1;
 624   if (mode_precision == DOUBLE_TYPE_SIZE)
 625     info->c_double = 1;
 626   if (mode_precision == LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE)
 627     info->c_long_double = 1;
 628
 629   if (TYPE_PRECISION (float_type_node) == mode_precision)
 630     return float_type_node;
 631   if (TYPE_PRECISION (double_type_node) == mode_precision)
 632     return double_type_node;
 633   if (TYPE_PRECISION (long_double_type_node) == mode_precision)
 634     return long_double_type_node;
 635
 636   new_type = make_node (REAL_TYPE);
 637   TYPE_PRECISION (new_type) = mode_precision;
 638   layout_type (new_type);
 639   return new_type;
 640 }
 641
 642 static tree
 643 gfc_build_complex_type (tree scalar_type)
 644 {
 645   tree new_type;
 646
 647   if (scalar_type == NULL)
 648     return NULL;
 649   if (scalar_type == float_type_node)
 650     return complex_float_type_node;
 651   if (scalar_type == double_type_node)
 652     return complex_double_type_node;
 653   if (scalar_type == long_double_type_node)
 654     return complex_long_double_type_node;
 655
 656   new_type = make_node (COMPLEX_TYPE);
 657   TREE_TYPE (new_type) = scalar_type;
 658   layout_type (new_type);
 659   return new_type;
 660 }
 661
 662 static tree
 663 gfc_build_logical_type (gfc_logical_info *info)
 664 {
 665   int bit_size = info->bit_size;
 666   tree new_type;
 667
 668   if (bit_size == BOOL_TYPE_SIZE)
 669     {
 670       info->c_bool = 1;
 671       return boolean_type_node;
 672     }
 673
 674   new_type = make_unsigned_type (bit_size);
 675   TREE_SET_CODE (new_type, BOOLEAN_TYPE);
 676   TYPE_MAX_VALUE (new_type) = build_int_cst (new_type, 1);
 677   TYPE_PRECISION (new_type) = 1;
 678
 679   return new_type;
 680 }
 681
 682 #if 0
 683 /* Return the bit size of the C "size_t".  */
 684
 685 static unsigned int
 686 c_size_t_size (void)
 687 {
 688 #ifdef SIZE_TYPE
 689   if (strcmp (SIZE_TYPE, "unsigned int") == 0)
 690     return INT_TYPE_SIZE;
 691   if (strcmp (SIZE_TYPE, "long unsigned int") == 0)
 692     return LONG_TYPE_SIZE;
 693   if (strcmp (SIZE_TYPE, "short unsigned int") == 0)
 694     return SHORT_TYPE_SIZE;
 695   gcc_unreachable ();
 696 #else
 697   return LONG_TYPE_SIZE;
 698 #endif
 699 }
 700 #endif
 701
 702 /* Create the backend type nodes. We map them to their
 703    equivalent C type, at least for now.  We also give
 704    names to the types here, and we push them in the
 705    global binding level context.*/
 706
 707 void
 708 gfc_init_types (void)
 709 {
 710   char name_buf[18];
 711   int index;
 712   tree type;
 713   unsigned n;
 714   unsigned HOST_WIDE_INT hi;
 715   unsigned HOST_WIDE_INT lo;
 716
 717   /* Create and name the types.  */
 718 #define PUSH_TYPE(name, node) \
 719   pushdecl (build_decl (TYPE_DECL, get_identifier (name), node))
 720
 721   for (index = 0; gfc_integer_kinds[index].kind != 0; ++index)
 722     {
 723       type = gfc_build_int_type (&gfc_integer_kinds[index]);
 724       gfc_integer_types[index] = type;
 725       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "integer(kind=%d)",
 726                 gfc_integer_kinds[index].kind);
 727       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 728     }
 729
 730   for (index = 0; gfc_logical_kinds[index].kind != 0; ++index)
 731     {
 732       type = gfc_build_logical_type (&gfc_logical_kinds[index]);
 733       gfc_logical_types[index] = type;
 734       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "logical(kind=%d)",
 735                 gfc_logical_kinds[index].kind);
 736       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 737     }
 738
 739   for (index = 0; gfc_real_kinds[index].kind != 0; index++)
 740     {
 741       type = gfc_build_real_type (&gfc_real_kinds[index]);
 742       gfc_real_types[index] = type;
 743       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "real(kind=%d)",
 744                 gfc_real_kinds[index].kind);
 745       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 746
 747       type = gfc_build_complex_type (type);
 748       gfc_complex_types[index] = type;
 749       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "complex(kind=%d)",
 750                 gfc_real_kinds[index].kind);
 751       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 752     }
 753
 754   for (index = 0; gfc_character_kinds[index].kind != 0; ++index)
 755     {
 756       type = gfc_build_uint_type (gfc_character_kinds[index].bit_size);
 757       type = build_qualified_type (type, TYPE_UNQUALIFIED);
 758       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "character(kind=%d)",
 759                 gfc_character_kinds[index].kind);
 760       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 761       gfc_character_types[index] = type;
 762       gfc_pcharacter_types[index] = build_pointer_type (type);
 763     }
 764   gfc_character1_type_node = gfc_character_types[0];
 765
 766   PUSH_TYPE ("byte", unsigned_char_type_node);
 767   PUSH_TYPE ("void", void_type_node);
 768
 769   /* DBX debugging output gets upset if these aren't set.  */
 770   if (!TYPE_NAME (integer_type_node))
 771     PUSH_TYPE ("c_integer", integer_type_node);
 772   if (!TYPE_NAME (char_type_node))
 773     PUSH_TYPE ("c_char", char_type_node);
 774
 775 #undef PUSH_TYPE
 776
 777   pvoid_type_node = build_pointer_type (void_type_node);
 778   ppvoid_type_node = build_pointer_type (pvoid_type_node);
 779   pchar_type_node = build_pointer_type (gfc_character1_type_node);
 780   pfunc_type_node
 781     = build_pointer_type (build_function_type (void_type_node, NULL_TREE));
 782
 783   gfc_array_index_type = gfc_get_int_type (gfc_index_integer_kind);
 784   /* We cannot use gfc_index_zero_node in definition of gfc_array_range_type,
 785      since this function is called before gfc_init_constants.  */
 786   gfc_array_range_type
 787           = build_range_type (gfc_array_index_type,
 788                               build_int_cst (gfc_array_index_type, 0),
 789                               NULL_TREE);
 790
 791   /* The maximum array element size that can be handled is determined
 792      by the number of bits available to store this field in the array
 793      descriptor.  */
 794
 795   n = TYPE_PRECISION (gfc_array_index_type) - GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
 796   lo = ~ (unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
 797   if (n > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
 798     hi = lo >> (2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n);
 799   else
 800     hi = 0, lo >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n;
 801   gfc_max_array_element_size
 802     = build_int_cst_wide (long_unsigned_type_node, lo, hi);
 803
 804   size_type_node = gfc_array_index_type;
 805
 806   boolean_type_node = gfc_get_logical_type (gfc_default_logical_kind);
 807   boolean_true_node = build_int_cst (boolean_type_node, 1);
 808   boolean_false_node = build_int_cst (boolean_type_node, 0);
 809
 810   /* ??? Shouldn't this be based on gfc_index_integer_kind or so?  */
 811   gfc_charlen_int_kind = 4;
 812   gfc_charlen_type_node = gfc_get_int_type (gfc_charlen_int_kind);
 813 }
 814
 815 /* Get the type node for the given type and kind.  */
 816
 817 tree
 818 gfc_get_int_type (int kind)
 819 {
 820   int index = gfc_validate_kind (BT_INTEGER, kind, true);
 821   return index < 0 ? 0 : gfc_integer_types[index];
 822 }
 823
 824 tree
 825 gfc_get_real_type (int kind)
 826 {
 827   int index = gfc_validate_kind (BT_REAL, kind, true);
 828   return index < 0 ? 0 : gfc_real_types[index];
 829 }
 830
 831 tree
 832 gfc_get_complex_type (int kind)
 833 {
 834   int index = gfc_validate_kind (BT_COMPLEX, kind, true);
 835   return index < 0 ? 0 : gfc_complex_types[index];
 836 }
 837
 838 tree
 839 gfc_get_logical_type (int kind)
 840 {
 841   int index = gfc_validate_kind (BT_LOGICAL, kind, true);
 842   return index < 0 ? 0 : gfc_logical_types[index];
 843 }
 844
 845 tree
 846 gfc_get_char_type (int kind)
 847 {
 848   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
 849   return index < 0 ? 0 : gfc_character_types[index];
 850 }
 851
 852 tree
 853 gfc_get_pchar_type (int kind)
 854 {
 855   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
 856   return index < 0 ? 0 : gfc_pcharacter_types[index];
 857 }
 858
 859 \f
 860 /* Create a character type with the given kind and length.  */
 861
 862 tree
 863 gfc_get_character_type_len_for_eltype (tree eltype, tree len)
 864 {
 865   tree bounds, type;
 866
 867   bounds = build_range_type (gfc_charlen_type_node, gfc_index_one_node, len);
 868   type = build_array_type (eltype, bounds);
 869   TYPE_STRING_FLAG (type) = 1;
 870
 871   return type;
 872 }
 873
 874 tree
 875 gfc_get_character_type_len (int kind, tree len)
 876 {
 877   gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, false);
 878   return gfc_get_character_type_len_for_eltype (gfc_get_char_type (kind), len);
 879 }
 880
 881
 882 /* Get a type node for a character kind.  */
 883
 884 tree
 885 gfc_get_character_type (int kind, gfc_charlen * cl)
 886 {
 887   tree len;
 888
 889   len = (cl == NULL) ? NULL_TREE : cl->backend_decl;
 890
 891   return gfc_get_character_type_len (kind, len);
 892 }
 893 \f
 894 /* Covert a basic type.  This will be an array for character types.  */
 895
 896 tree
 897 gfc_typenode_for_spec (gfc_typespec * spec)
 898 {
 899   tree basetype;
 900
 901   switch (spec->type)
 902     {
 903     case BT_UNKNOWN:
 904       gcc_unreachable ();
 905
 906     case BT_INTEGER:
 907       /* We use INTEGER(c_intptr_t) for C_PTR and C_FUNPTR once the symbol
 908          has been resolved.  This is done so we can convert C_PTR and
 909          C_FUNPTR to simple variables that get translated to (void *).  */
 910       if (spec->f90_type == BT_VOID)
 911         {
 912           if (spec->derived
 913               && spec->derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
 914             basetype = ptr_type_node;
 915           else
 916             basetype = pfunc_type_node;
 917         }
 918       else
 919         basetype = gfc_get_int_type (spec->kind);
 920       break;
 921
 922     case BT_REAL:
 923       basetype = gfc_get_real_type (spec->kind);
 924       break;
 925
 926     case BT_COMPLEX:
 927       basetype = gfc_get_complex_type (spec->kind);
 928       break;
 929
 930     case BT_LOGICAL:
 931       basetype = gfc_get_logical_type (spec->kind);
 932       break;
 933
 934     case BT_CHARACTER:
 935       basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, spec->cl);
 936       break;
 937
 938     case BT_DERIVED:
 939       basetype = gfc_get_derived_type (spec->derived);
 940
 941       /* If we're dealing with either C_PTR or C_FUNPTR, we modified the
 942          type and kind to fit a (void *) and the basetype returned was a
 943          ptr_type_node.  We need to pass up this new information to the
 944          symbol that was declared of type C_PTR or C_FUNPTR.  */
 945       if (spec->derived->attr.is_iso_c)
 946         {
 947           spec->type = spec->derived->ts.type;
 948           spec->kind = spec->derived->ts.kind;
 949           spec->f90_type = spec->derived->ts.f90_type;
 950         }
 951       break;
 952     case BT_VOID:
 953       /* This is for the second arg to c_f_pointer and c_f_procpointer
 954          of the iso_c_binding module, to accept any ptr type.  */
 955       basetype = ptr_type_node;
 956       if (spec->f90_type == BT_VOID)
 957         {
 958           if (spec->derived
 959               && spec->derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
 960             basetype = ptr_type_node;
 961           else
 962             basetype = pfunc_type_node;
 963         }
 964        break;
 965     default:
 966       gcc_unreachable ();
 967     }
 968   return basetype;
 969 }
 970 \f
 971 /* Build an INT_CST for constant expressions, otherwise return NULL_TREE.  */
 972
 973 static tree
 974 gfc_conv_array_bound (gfc_expr * expr)
 975 {
 976   /* If expr is an integer constant, return that.  */
 977   if (expr != NULL && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
 978     return gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer, gfc_index_integer_kind);
 979
 980   /* Otherwise return NULL.  */
 981   return NULL_TREE;
 982 }
 983 \f
 984 tree
 985 gfc_get_element_type (tree type)
 986 {
 987   tree element;
 988
 989   if (GFC_ARRAY_TYPE_P (type))
 990     {
 991       if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE)
 992         type = TREE_TYPE (type);
 993       gcc_assert (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE);
 994       element = TREE_TYPE (type);
 995     }
 996   else
 997     {
 998       gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type));
 999       element = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
1000
1001       gcc_assert (TREE_CODE (element) == POINTER_TYPE);
1002       element = TREE_TYPE (element);
1003
1004       gcc_assert (TREE_CODE (element) == ARRAY_TYPE);
1005       element = TREE_TYPE (element);
1006     }
1007
1008   return element;
1009 }
1010 \f
1011 /* Build an array.  This function is called from gfc_sym_type().
1012    Actually returns array descriptor type.
1013
1014    Format of array descriptors is as follows:
1015
1016     struct gfc_array_descriptor
1017     {
1018       array *data
1019       index offset;
1020       index dtype;
1021       struct descriptor_dimension dimension[N_DIM];
1022     }
1023
1024     struct descriptor_dimension
1025     {
1026       index stride;
1027       index lbound;
1028       index ubound;
1029     }
1030
1031    Translation code should use gfc_conv_descriptor_* rather than
1032    accessing the descriptor directly.  Any changes to the array
1033    descriptor type will require changes in gfc_conv_descriptor_* and
1034    gfc_build_array_initializer.
1035
1036    This is represented internally as a RECORD_TYPE. The index nodes
1037    are gfc_array_index_type and the data node is a pointer to the
1038    data.  See below for the handling of character types.
1039
1040    The dtype member is formatted as follows:
1041     rank = dtype & GFC_DTYPE_RANK_MASK // 3 bits
1042     type = (dtype & GFC_DTYPE_TYPE_MASK) >> GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT // 3 bits
1043     size = dtype >> GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT
1044
1045    I originally used nested ARRAY_TYPE nodes to represent arrays, but
1046    this generated poor code for assumed/deferred size arrays.  These
1047    require use of PLACEHOLDER_EXPR/WITH_RECORD_EXPR, which isn't part
1048    of the GENERIC grammar.  Also, there is no way to explicitly set
1049    the array stride, so all data must be packed(1).  I've tried to
1050    mark all the functions which would require modification with a GCC
1051    ARRAYS comment.
1052
1053    The data component points to the first element in the array.  The
1054    offset field is the position of the origin of the array (i.e. element
1055    (0, 0 ...)).  This may be outside the bounds of the array.
1056
1057    An element is accessed by
1058     data[offset + index0*stride0 + index1*stride1 + index2*stride2]
1059    This gives good performance as the computation does not involve the
1060    bounds of the array.  For packed arrays, this is optimized further
1061    by substituting the known strides.
1062
1063    This system has one problem: all array bounds must be within 2^31
1064    elements of the origin (2^63 on 64-bit machines).  For example
1065     integer, dimension (80000:90000, 80000:90000, 2) :: array
1066    may not work properly on 32-bit machines because 80000*80000 >
1067    2^31, so the calculation for stride2 would overflow.  This may
1068    still work, but I haven't checked, and it relies on the overflow
1069    doing the right thing.
1070
1071    The way to fix this problem is to access elements as follows:
1072     data[(index0-lbound0)*stride0 + (index1-lbound1)*stride1]
1073    Obviously this is much slower.  I will make this a compile time
1074    option, something like -fsmall-array-offsets.  Mixing code compiled
1075    with and without this switch will work.
1076
1077    (1) This can be worked around by modifying the upper bound of the
1078    previous dimension.  This requires extra fields in the descriptor
1079    (both real_ubound and fake_ubound).  */
1080
1081
1082 /* Returns true if the array sym does not require a descriptor.  */
1083
1084 int
1085 gfc_is_nodesc_array (gfc_symbol * sym)
1086 {
1087   gcc_assert (sym->attr.dimension);
1088
1089   /* We only want local arrays.  */
1090   if (sym->attr.pointer || sym->attr.allocatable)
1091     return 0;
1092
1093   if (sym->attr.dummy)
1094     {
1095       if (sym->as->type != AS_ASSUMED_SHAPE)
1096         return 1;
1097       else
1098         return 0;
1099     }
1100
1101   if (sym->attr.result || sym->attr.function)
1102     return 0;
1103
1104   gcc_assert (sym->as->type == AS_EXPLICIT);
1105
1106   return 1;
1107 }
1108
1109
1110 /* Create an array descriptor type.  */
1111
1112 static tree
1113 gfc_build_array_type (tree type, gfc_array_spec * as,
1114                       enum gfc_array_kind akind)
1115 {
1116   tree lbound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1117   tree ubound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1118   int n;
1119
1120   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1121     {
1122       /* Create expressions for the known bounds of the array.  */
1123       if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE && as->lower[n] == NULL)
1124         lbound[n] = gfc_index_one_node;
1125       else
1126         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
1127       ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
1128     }
1129
1130   if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE)
1131     akind = GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE;
1132   return gfc_get_array_type_bounds (type, as->rank, lbound, ubound, 0, akind);
1133 }
1134 \f
1135 /* Returns the struct descriptor_dimension type.  */
1136
1137 static tree
1138 gfc_get_desc_dim_type (void)
1139 {
1140   tree type;
1141   tree decl;
1142   tree fieldlist;
1143
1144   if (gfc_desc_dim_type)
1145     return gfc_desc_dim_type;
1146
1147   /* Build the type node.  */
1148   type = make_node (RECORD_TYPE);
1149
1150   TYPE_NAME (type) = get_identifier ("descriptor_dimension");
1151   TYPE_PACKED (type) = 1;
1152
1153   /* Consists of the stride, lbound and ubound members.  */
1154   decl = build_decl (FIELD_DECL,
1155                      get_identifier ("stride"), gfc_array_index_type);
1156   DECL_CONTEXT (decl) = type;
1157   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1158   fieldlist = decl;
1159
1160   decl = build_decl (FIELD_DECL,
1161                      get_identifier ("lbound"), gfc_array_index_type);
1162   DECL_CONTEXT (decl) = type;
1163   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1164   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
1165
1166   decl = build_decl (FIELD_DECL,
1167                      get_identifier ("ubound"), gfc_array_index_type);
1168   DECL_CONTEXT (decl) = type;
1169   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1170   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
1171
1172   /* Finish off the type.  */
1173   TYPE_FIELDS (type) = fieldlist;
1174
1175   gfc_finish_type (type);
1176   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
1177
1178   gfc_desc_dim_type = type;
1179   return type;
1180 }
1181
1182
1183 /* Return the DTYPE for an array.  This describes the type and type parameters
1184    of the array.  */
1185 /* TODO: Only call this when the value is actually used, and make all the
1186    unknown cases abort.  */
1187
1188 tree
1189 gfc_get_dtype (tree type)
1190 {
1191   tree size;
1192   int n;
1193   HOST_WIDE_INT i;
1194   tree tmp;
1195   tree dtype;
1196   tree etype;
1197   int rank;
1198
1199   gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type) || GFC_ARRAY_TYPE_P (type));
1200
1201   if (GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type))
1202     return GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type);
1203
1204   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
1205   etype = gfc_get_element_type (type);
1206
1207   switch (TREE_CODE (etype))
1208     {
1209     case INTEGER_TYPE:
1210       n = GFC_DTYPE_INTEGER;
1211       break;
1212
1213     case BOOLEAN_TYPE:
1214       n = GFC_DTYPE_LOGICAL;
1215       break;
1216
1217     case REAL_TYPE:
1218       n = GFC_DTYPE_REAL;
1219       break;
1220
1221     case COMPLEX_TYPE:
1222       n = GFC_DTYPE_COMPLEX;
1223       break;
1224
1225     /* We will never have arrays of arrays.  */
1226     case RECORD_TYPE:
1227       n = GFC_DTYPE_DERIVED;
1228       break;
1229
1230     case ARRAY_TYPE:
1231       n = GFC_DTYPE_CHARACTER;
1232       break;
1233
1234     default:
1235       /* TODO: Don't do dtype for temporary descriptorless arrays.  */
1236       /* We can strange array types for temporary arrays.  */
1237       return gfc_index_zero_node;
1238     }
1239
1240   gcc_assert (rank <= GFC_DTYPE_RANK_MASK);
1241   size = TYPE_SIZE_UNIT (etype);
1242
1243   i = rank | (n << GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT);
1244   if (size && INTEGER_CST_P (size))
1245     {
1246       if (tree_int_cst_lt (gfc_max_array_element_size, size))
1247         internal_error ("Array element size too big");
1248
1249       i += TREE_INT_CST_LOW (size) << GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
1250     }
1251   dtype = build_int_cst (gfc_array_index_type, i);
1252
1253   if (size && !INTEGER_CST_P (size))
1254     {
1255       tmp = build_int_cst (gfc_array_index_type, GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT);
1256       tmp  = fold_build2 (LSHIFT_EXPR, gfc_array_index_type,
1257                           fold_convert (gfc_array_index_type, size), tmp);
1258       dtype = fold_build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type, tmp, dtype);
1259     }
1260   /* If we don't know the size we leave it as zero.  This should never happen
1261      for anything that is actually used.  */
1262   /* TODO: Check this is actually true, particularly when repacking
1263      assumed size parameters.  */
1264
1265   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = dtype;
1266   return dtype;
1267 }
1268
1269
1270 /* Build an array type for use without a descriptor, packed according
1271    to the value of PACKED.  */
1272
1273 tree
1274 gfc_get_nodesc_array_type (tree etype, gfc_array_spec * as, gfc_packed packed)
1275 {
1276   tree range;
1277   tree type;
1278   tree tmp;
1279   int n;
1280   int known_stride;
1281   int known_offset;
1282   mpz_t offset;
1283   mpz_t stride;
1284   mpz_t delta;
1285   gfc_expr *expr;
1286
1287   mpz_init_set_ui (offset, 0);
1288   mpz_init_set_ui (stride, 1);
1289   mpz_init (delta);
1290
1291   /* We don't use build_array_type because this does not include include
1292      lang-specific information (i.e. the bounds of the array) when checking
1293      for duplicates.  */
1294   type = make_node (ARRAY_TYPE);
1295
1296   GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1297   TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = (struct lang_type *)
1298     ggc_alloc_cleared (sizeof (struct lang_type));
1299
1300   known_stride = (packed != PACKED_NO);
1301   known_offset = 1;
1302   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1303     {
1304       /* Fill in the stride and bound components of the type.  */
1305       if (known_stride)
1306         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1307       else
1308         tmp = NULL_TREE;
1309       GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (type, n) = tmp;
1310
1311       expr = as->lower[n];
1312       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1313         {
1314           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1315                                       gfc_index_integer_kind);
1316         }
1317       else
1318         {
1319           known_stride = 0;
1320           tmp = NULL_TREE;
1321         }
1322       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1323
1324       if (known_stride)
1325         {
1326           /* Calculate the offset.  */
1327           mpz_mul (delta, stride, as->lower[n]->value.integer);
1328           mpz_sub (offset, offset, delta);
1329         }
1330       else
1331         known_offset = 0;
1332
1333       expr = as->upper[n];
1334       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1335         {
1336           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1337                                   gfc_index_integer_kind);
1338         }
1339       else
1340         {
1341           tmp = NULL_TREE;
1342           known_stride = 0;
1343         }
1344       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1345
1346       if (known_stride)
1347         {
1348           /* Calculate the stride.  */
1349           mpz_sub (delta, as->upper[n]->value.integer,
1350                    as->lower[n]->value.integer);
1351           mpz_add_ui (delta, delta, 1);
1352           mpz_mul (stride, stride, delta);
1353         }
1354
1355       /* Only the first stride is known for partial packed arrays.  */
1356       if (packed == PACKED_NO || packed == PACKED_PARTIAL)
1357         known_stride = 0;
1358     }
1359
1360   if (known_offset)
1361     {
1362       GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) =
1363         gfc_conv_mpz_to_tree (offset, gfc_index_integer_kind);
1364     }
1365   else
1366     GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) = NULL_TREE;
1367
1368   if (known_stride)
1369     {
1370       GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) =
1371         gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1372     }
1373   else
1374     GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) = NULL_TREE;
1375
1376   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type) = as->rank;
1377   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = NULL_TREE;
1378   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1379                             NULL_TREE);
1380   /* TODO: use main type if it is unbounded.  */
1381   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1382     build_pointer_type (build_array_type (etype, range));
1383
1384   if (known_stride)
1385     {
1386       mpz_sub_ui (stride, stride, 1);
1387       range = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1388     }
1389   else
1390     range = NULL_TREE;
1391
1392   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node, range);
1393   TYPE_DOMAIN (type) = range;
1394
1395   build_pointer_type (etype);
1396   TREE_TYPE (type) = etype;
1397
1398   layout_type (type);
1399
1400   mpz_clear (offset);
1401   mpz_clear (stride);
1402   mpz_clear (delta);
1403
1404   /* Represent packed arrays as multi-dimensional if they have rank >
1405      1 and with proper bounds, instead of flat arrays.  This makes for
1406      better debug info.  */
1407   if (known_offset)
1408     {
1409       tree gtype = etype, rtype, type_decl;
1410
1411       for (n = as->rank - 1; n >= 0; n--)
1412         {
1413           rtype = build_range_type (gfc_array_index_type,
1414                                     GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n),
1415                                     GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n));
1416           gtype = build_array_type (gtype, rtype);
1417         }
1418       TYPE_NAME (type) = type_decl = build_decl (TYPE_DECL, NULL, gtype);
1419       DECL_ORIGINAL_TYPE (type_decl) = gtype;
1420     }
1421
1422   if (packed != PACKED_STATIC || !known_stride)
1423     {
1424       /* For dummy arrays and automatic (heap allocated) arrays we
1425          want a pointer to the array.  */
1426       type = build_pointer_type (type);
1427       GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1428       TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = TYPE_LANG_SPECIFIC (TREE_TYPE (type));
1429     }
1430   return type;
1431 }
1432
1433 /* Return or create the base type for an array descriptor.  */
1434
1435 static tree
1436 gfc_get_array_descriptor_base (int dimen)
1437 {
1438   tree fat_type, fieldlist, decl, arraytype;
1439   char name[16 + GFC_RANK_DIGITS + 1];
1440
1441   gcc_assert (dimen >= 1 && dimen <= GFC_MAX_DIMENSIONS);
1442   if (gfc_array_descriptor_base[dimen - 1])
1443     return gfc_array_descriptor_base[dimen - 1];
1444
1445   /* Build the type node.  */
1446   fat_type = make_node (RECORD_TYPE);
1447
1448   sprintf (name, "array_descriptor" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT, dimen);
1449   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1450
1451   /* Add the data member as the first element of the descriptor.  */
1452   decl = build_decl (FIELD_DECL, get_identifier ("data"), ptr_type_node);
1453
1454   DECL_CONTEXT (decl) = fat_type;
1455   fieldlist = decl;
1456
1457   /* Add the base component.  */
1458   decl = build_decl (FIELD_DECL, get_identifier ("offset"),
1459                      gfc_array_index_type);
1460   DECL_CONTEXT (decl) = fat_type;
1461   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1462   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
1463
1464   /* Add the dtype component.  */
1465   decl = build_decl (FIELD_DECL, get_identifier ("dtype"),
1466                      gfc_array_index_type);
1467   DECL_CONTEXT (decl) = fat_type;
1468   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1469   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
1470
1471   /* Build the array type for the stride and bound components.  */
1472   arraytype =
1473     build_array_type (gfc_get_desc_dim_type (),
1474                       build_range_type (gfc_array_index_type,
1475                                         gfc_index_zero_node,
1476                                         gfc_rank_cst[dimen - 1]));
1477
1478   decl = build_decl (FIELD_DECL, get_identifier ("dim"), arraytype);
1479   DECL_CONTEXT (decl) = fat_type;
1480   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1481   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
1482
1483   /* Finish off the type.  */
1484   TYPE_FIELDS (fat_type) = fieldlist;
1485
1486   gfc_finish_type (fat_type);
1487   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (fat_type)) = 1;
1488
1489   gfc_array_descriptor_base[dimen - 1] = fat_type;
1490   return fat_type;
1491 }
1492
1493 /* Build an array (descriptor) type with given bounds.  */
1494
1495 tree
1496 gfc_get_array_type_bounds (tree etype, int dimen, tree * lbound,
1497                            tree * ubound, int packed,
1498                            enum gfc_array_kind akind)
1499 {
1500   char name[8 + GFC_RANK_DIGITS + GFC_MAX_SYMBOL_LEN];
1501   tree fat_type, base_type, arraytype, lower, upper, stride, tmp, rtype;
1502   const char *type_name;
1503   int n;
1504
1505   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen);
1506   fat_type = build_variant_type_copy (base_type);
1507
1508   tmp = TYPE_NAME (etype);
1509   if (tmp && TREE_CODE (tmp) == TYPE_DECL)
1510     tmp = DECL_NAME (tmp);
1511   if (tmp)
1512     type_name = IDENTIFIER_POINTER (tmp);
1513   else
1514     type_name = "unknown";
1515   sprintf (name, "array" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "_%.*s", dimen,
1516            GFC_MAX_SYMBOL_LEN, type_name);
1517   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1518
1519   GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (fat_type) = 1;
1520   TYPE_LANG_SPECIFIC (fat_type) = (struct lang_type *)
1521     ggc_alloc_cleared (sizeof (struct lang_type));
1522
1523   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (fat_type) = dimen;
1524   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (fat_type) = NULL_TREE;
1525   GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (fat_type) = akind;
1526
1527   /* Build an array descriptor record type.  */
1528   if (packed != 0)
1529     stride = gfc_index_one_node;
1530   else
1531     stride = NULL_TREE;
1532   for (n = 0; n < dimen; n++)
1533     {
1534       GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (fat_type, n) = stride;
1535
1536       if (lbound)
1537         lower = lbound[n];
1538       else
1539         lower = NULL_TREE;
1540
1541       if (lower != NULL_TREE)
1542         {
1543           if (INTEGER_CST_P (lower))
1544             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (fat_type, n) = lower;
1545           else
1546             lower = NULL_TREE;
1547         }
1548
1549       upper = ubound[n];
1550       if (upper != NULL_TREE)
1551         {
1552           if (INTEGER_CST_P (upper))
1553             GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (fat_type, n) = upper;
1554           else
1555             upper = NULL_TREE;
1556         }
1557
1558       if (upper != NULL_TREE && lower != NULL_TREE && stride != NULL_TREE)
1559         {
1560           tmp = fold_build2 (MINUS_EXPR, gfc_array_index_type, upper, lower);
1561           tmp = fold_build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type, tmp,
1562                              gfc_index_one_node);
1563           stride =
1564             fold_build2 (MULT_EXPR, gfc_array_index_type, tmp, stride);
1565           /* Check the folding worked.  */
1566           gcc_assert (INTEGER_CST_P (stride));
1567         }
1568       else
1569         stride = NULL_TREE;
1570     }
1571   GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (fat_type) = stride;
1572
1573   /* TODO: known offsets for descriptors.  */
1574   GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (fat_type) = NULL_TREE;
1575
1576   /* We define data as an array with the correct size if possible.
1577      Much better than doing pointer arithmetic.  */
1578   if (stride)
1579     rtype = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1580                               int_const_binop (MINUS_EXPR, stride,
1581                                                integer_one_node, 0));
1582   else
1583     rtype = gfc_array_range_type;
1584   arraytype = build_array_type (etype, rtype);
1585   arraytype = build_pointer_type (arraytype);
1586   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (fat_type) = arraytype;
1587
1588   return fat_type;
1589 }
1590 \f
1591 /* Build a pointer type. This function is called from gfc_sym_type().  */
1592
1593 static tree
1594 gfc_build_pointer_type (gfc_symbol * sym, tree type)
1595 {
1596   /* Array pointer types aren't actually pointers.  */
1597   if (sym->attr.dimension)
1598     return type;
1599   else
1600     return build_pointer_type (type);
1601 }
1602 \f
1603 /* Return the type for a symbol.  Special handling is required for character
1604    types to get the correct level of indirection.
1605    For functions return the return type.
1606    For subroutines return void_type_node.
1607    Calling this multiple times for the same symbol should be avoided,
1608    especially for character and array types.  */
1609
1610 tree
1611 gfc_sym_type (gfc_symbol * sym)
1612 {
1613   tree type;
1614   int byref;
1615
1616   /* Procedure Pointers inside COMMON blocks or as function result.  */
1617   if (sym->attr.proc_pointer && (sym->attr.in_common || sym->attr.result))
1618     {
1619       /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type calls gfc_sym_type.  */
1620       sym->attr.proc_pointer = 0;
1621       type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym));
1622       sym->attr.proc_pointer = 1;
1623       return type;
1624     }
1625
1626   if (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE && !sym->attr.function)
1627     return void_type_node;
1628
1629   /* In the case of a function the fake result variable may have a
1630      type different from the function type, so don't return early in
1631      that case.  */
1632   if (sym->backend_decl && !sym->attr.function)
1633     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
1634
1635   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
1636       && ((sym->attr.function && sym->attr.is_bind_c)
1637           || (sym->attr.result
1638               && sym->ns->proc_name
1639               && sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c)))
1640     type = gfc_character1_type_node;
1641   else
1642     type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
1643
1644   if (sym->attr.dummy && !sym->attr.function && !sym->attr.value)
1645     byref = 1;
1646   else
1647     byref = 0;
1648
1649   if (sym->attr.dimension)
1650     {
1651       if (gfc_is_nodesc_array (sym))
1652         {
1653           /* If this is a character argument of unknown length, just use the
1654              base type.  */
1655           if (sym->ts.type != BT_CHARACTER
1656               || !(sym->attr.dummy || sym->attr.function)
1657               || sym->ts.cl->backend_decl)
1658             {
1659               type = gfc_get_nodesc_array_type (type, sym->as,
1660                                                 byref ? PACKED_FULL
1661                                                       : PACKED_STATIC);
1662               byref = 0;
1663             }
1664         }
1665       else
1666         {
1667           enum gfc_array_kind akind = GFC_ARRAY_UNKNOWN;
1668           if (sym->attr.pointer)
1669             akind = GFC_ARRAY_POINTER;
1670           else if (sym->attr.allocatable)
1671             akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
1672           type = gfc_build_array_type (type, sym->as, akind);
1673         }
1674     }
1675   else
1676     {
1677       if (sym->attr.allocatable || sym->attr.pointer)
1678         type = gfc_build_pointer_type (sym, type);
1679       if (sym->attr.pointer)
1680         GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
1681     }
1682
1683   /* We currently pass all parameters by reference.
1684      See f95_get_function_decl.  For dummy function parameters return the
1685      function type.  */
1686   if (byref)
1687     {
1688       /* We must use pointer types for potentially absent variables.  The
1689          optimizers assume a reference type argument is never NULL.  */
1690       if (sym->attr.optional || sym->ns->proc_name->attr.entry_master)
1691         type = build_pointer_type (type);
1692       else
1693         type = build_reference_type (type);
1694     }
1695
1696   return (type);
1697 }
1698 \f
1699 /* Layout and output debug info for a record type.  */
1700
1701 void
1702 gfc_finish_type (tree type)
1703 {
1704   tree decl;
1705
1706   decl = build_decl (TYPE_DECL, NULL_TREE, type);
1707   TYPE_STUB_DECL (type) = decl;
1708   layout_type (type);
1709   rest_of_type_compilation (type, 1);
1710   rest_of_decl_compilation (decl, 1, 0);
1711 }
1712 \f
1713 /* Add a field of given NAME and TYPE to the context of a UNION_TYPE
1714    or RECORD_TYPE pointed to by STYPE.  The new field is chained
1715    to the fieldlist pointed to by FIELDLIST.
1716
1717    Returns a pointer to the new field.  */
1718
1719 tree
1720 gfc_add_field_to_struct (tree *fieldlist, tree context,
1721                          tree name, tree type)
1722 {
1723   tree decl;
1724
1725   decl = build_decl (FIELD_DECL, name, type);
1726
1727   DECL_CONTEXT (decl) = context;
1728   DECL_INITIAL (decl) = 0;
1729   DECL_ALIGN (decl) = 0;
1730   DECL_USER_ALIGN (decl) = 0;
1731   TREE_CHAIN (decl) = NULL_TREE;
1732   *fieldlist = chainon (*fieldlist, decl);
1733
1734   return decl;
1735 }
1736
1737
1738 /* Copy the backend_decl and component backend_decls if
1739    the two derived type symbols are "equal", as described
1740    in 4.4.2 and resolved by gfc_compare_derived_types.  */
1741
1742 static int
1743 copy_dt_decls_ifequal (gfc_symbol *from, gfc_symbol *to)
1744 {
1745   gfc_component *to_cm;
1746   gfc_component *from_cm;
1747
1748   if (from->backend_decl == NULL
1749         || !gfc_compare_derived_types (from, to))
1750     return 0;
1751
1752   to->backend_decl = from->backend_decl;
1753
1754   to_cm = to->components;
1755   from_cm = from->components;
1756
1757   /* Copy the component declarations.  If a component is itself
1758      a derived type, we need a copy of its component declarations.
1759      This is done by recursing into gfc_get_derived_type and
1760      ensures that the component's component declarations have
1761      been built.  If it is a character, we need the character
1762      length, as well.  */
1763   for (; to_cm; to_cm = to_cm->next, from_cm = from_cm->next)
1764     {
1765       to_cm->backend_decl = from_cm->backend_decl;
1766       if (!from_cm->attr.pointer && from_cm->ts.type == BT_DERIVED)
1767         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.derived);
1768
1769       else if (from_cm->ts.type == BT_CHARACTER)
1770         to_cm->ts.cl->backend_decl = from_cm->ts.cl->backend_decl;
1771     }
1772
1773   return 1;
1774 }
1775
1776
1777 /* Build a tree node for a derived type.  If there are equal
1778    derived types, with different local names, these are built
1779    at the same time.  If an equal derived type has been built
1780    in a parent namespace, this is used.  */
1781
1782 static tree
1783 gfc_get_derived_type (gfc_symbol * derived)
1784 {
1785   tree typenode = NULL, field = NULL, field_type = NULL, fieldlist = NULL;
1786   gfc_component *c;
1787   gfc_dt_list *dt;
1788
1789   gcc_assert (derived && derived->attr.flavor == FL_DERIVED);
1790
1791   /* See if it's one of the iso_c_binding derived types.  */
1792   if (derived->attr.is_iso_c == 1)
1793     {
1794       if (derived->backend_decl)
1795         return derived->backend_decl;
1796
1797       if (derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
1798         derived->backend_decl = ptr_type_node;
1799       else
1800         derived->backend_decl = pfunc_type_node;
1801
1802       /* Create a backend_decl for the __c_ptr_c_address field.  */
1803       derived->components->backend_decl =
1804         gfc_add_field_to_struct (&(derived->backend_decl->type.values),
1805                                  derived->backend_decl,
1806                                  get_identifier (derived->components->name),
1807                                  gfc_typenode_for_spec (
1808                                    &(derived->components->ts)));
1809
1810       derived->ts.kind = gfc_index_integer_kind;
1811       derived->ts.type = BT_INTEGER;
1812       /* Set the f90_type to BT_VOID as a way to recognize something of type
1813          BT_INTEGER that needs to fit a void * for the purpose of the
1814          iso_c_binding derived types.  */
1815       derived->ts.f90_type = BT_VOID;
1816
1817       return derived->backend_decl;
1818     }
1819
1820   /* derived->backend_decl != 0 means we saw it before, but its
1821      components' backend_decl may have not been built.  */
1822   if (derived->backend_decl)
1823     {
1824       /* Its components' backend_decl have been built.  */
1825       if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl))
1826         return derived->backend_decl;
1827       else
1828         typenode = derived->backend_decl;
1829     }
1830   else
1831     {
1832
1833       /* We see this derived type first time, so build the type node.  */
1834       typenode = make_node (RECORD_TYPE);
1835       TYPE_NAME (typenode) = get_identifier (derived->name);
1836       TYPE_PACKED (typenode) = gfc_option.flag_pack_derived;
1837       derived->backend_decl = typenode;
1838     }
1839
1840   /* Go through the derived type components, building them as
1841      necessary. The reason for doing this now is that it is
1842      possible to recurse back to this derived type through a
1843      pointer component (PR24092). If this happens, the fields
1844      will be built and so we can return the type.  */
1845   for (c = derived->components; c; c = c->next)
1846     {
1847       if (c->ts.type != BT_DERIVED)
1848         continue;
1849
1850       if (!c->attr.pointer || c->ts.derived->backend_decl == NULL)
1851         c->ts.derived->backend_decl = gfc_get_derived_type (c->ts.derived);
1852
1853       if (c->ts.derived && c->ts.derived->attr.is_iso_c)
1854         {
1855           /* Need to copy the modified ts from the derived type.  The
1856              typespec was modified because C_PTR/C_FUNPTR are translated
1857              into (void *) from derived types.  */
1858           c->ts.type = c->ts.derived->ts.type;
1859           c->ts.kind = c->ts.derived->ts.kind;
1860           c->ts.f90_type = c->ts.derived->ts.f90_type;
1861           if (c->initializer)
1862             {
1863               c->initializer->ts.type = c->ts.type;
1864               c->initializer->ts.kind = c->ts.kind;
1865               c->initializer->ts.f90_type = c->ts.f90_type;
1866               c->initializer->expr_type = EXPR_NULL;
1867             }
1868         }
1869     }
1870
1871   if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl))
1872     return derived->backend_decl;
1873
1874   /* Build the type member list. Install the newly created RECORD_TYPE
1875      node as DECL_CONTEXT of each FIELD_DECL.  */
1876   fieldlist = NULL_TREE;
1877   for (c = derived->components; c; c = c->next)
1878     {
1879       if (c->ts.type == BT_DERIVED)
1880         field_type = c->ts.derived->backend_decl;
1881       else
1882         {
1883           if (c->ts.type == BT_CHARACTER)
1884             {
1885               /* Evaluate the string length.  */
1886               gfc_conv_const_charlen (c->ts.cl);
1887               gcc_assert (c->ts.cl->backend_decl);
1888             }
1889
1890           field_type = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
1891         }
1892
1893       /* This returns an array descriptor type.  Initialization may be
1894          required.  */
1895       if (c->attr.dimension)
1896         {
1897           if (c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
1898             {
1899               enum gfc_array_kind akind;
1900               if (c->attr.pointer)
1901                 akind = GFC_ARRAY_POINTER;
1902               else
1903                 akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
1904               /* Pointers to arrays aren't actually pointer types.  The
1905                  descriptors are separate, but the data is common.  */
1906               field_type = gfc_build_array_type (field_type, c->as, akind);
1907             }
1908           else
1909             field_type = gfc_get_nodesc_array_type (field_type, c->as,
1910                                                     PACKED_STATIC);
1911         }
1912       else if (c->attr.pointer)
1913         field_type = build_pointer_type (field_type);
1914
1915       field = gfc_add_field_to_struct (&fieldlist, typenode,
1916                                        get_identifier (c->name),
1917                                        field_type);
1918       if (c->loc.lb)
1919         gfc_set_decl_location (field, &c->loc);
1920       else if (derived->declared_at.lb)
1921         gfc_set_decl_location (field, &derived->declared_at);
1922
1923       DECL_PACKED (field) |= TYPE_PACKED (typenode);
1924
1925       gcc_assert (field);
1926       if (!c->backend_decl)
1927         c->backend_decl = field;
1928     }
1929
1930   /* Now we have the final fieldlist.  Record it, then lay out the
1931      derived type, including the fields.  */
1932   TYPE_FIELDS (typenode) = fieldlist;
1933
1934   gfc_finish_type (typenode);
1935   gfc_set_decl_location (TYPE_STUB_DECL (typenode), &derived->declared_at);
1936   if (derived->module && derived->ns->proc_name
1937       && derived->ns->proc_name->attr.flavor == FL_MODULE)
1938     {
1939       if (derived->ns->proc_name->backend_decl
1940           && TREE_CODE (derived->ns->proc_name->backend_decl)
1941              == NAMESPACE_DECL)
1942         {
1943           TYPE_CONTEXT (typenode) = derived->ns->proc_name->backend_decl;
1944           DECL_CONTEXT (TYPE_STUB_DECL (typenode))
1945             = derived->ns->proc_name->backend_decl;
1946         }
1947     }
1948
1949   derived->backend_decl = typenode;
1950
1951   /* Add this backend_decl to all the other, equal derived types.  */
1952   for (dt = gfc_derived_types; dt; dt = dt->next)
1953     copy_dt_decls_ifequal (derived, dt->derived);
1954
1955   return derived->backend_decl;
1956 }
1957
1958
1959 int
1960 gfc_return_by_reference (gfc_symbol * sym)
1961 {
1962   if (!sym->attr.function)
1963     return 0;
1964
1965   if (sym->attr.dimension)
1966     return 1;
1967
1968   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
1969       && !sym->attr.is_bind_c
1970       && (!sym->attr.result
1971           || !sym->ns->proc_name
1972           || !sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c))
1973     return 1;
1974
1975   /* Possibly return complex numbers by reference for g77 compatibility.
1976      We don't do this for calls to intrinsics (as the library uses the
1977      -fno-f2c calling convention), nor for calls to functions which always
1978      require an explicit interface, as no compatibility problems can
1979      arise there.  */
1980   if (gfc_option.flag_f2c
1981       && sym->ts.type == BT_COMPLEX
1982       && !sym->attr.intrinsic && !sym->attr.always_explicit)
1983     return 1;
1984
1985   return 0;
1986 }
1987 \f
1988 static tree
1989 gfc_get_mixed_entry_union (gfc_namespace *ns)
1990 {
1991   tree type;
1992   tree decl;
1993   tree fieldlist;
1994   char name[GFC_MAX_SYMBOL_LEN + 1];
1995   gfc_entry_list *el, *el2;
1996
1997   gcc_assert (ns->proc_name->attr.mixed_entry_master);
1998   gcc_assert (memcmp (ns->proc_name->name, "master.", 7) == 0);
1999
2000   snprintf (name, GFC_MAX_SYMBOL_LEN, "munion.%s", ns->proc_name->name + 7);
2001
2002   /* Build the type node.  */
2003   type = make_node (UNION_TYPE);
2004
2005   TYPE_NAME (type) = get_identifier (name);
2006   fieldlist = NULL;
2007
2008   for (el = ns->entries; el; el = el->next)
2009     {
2010       /* Search for duplicates.  */
2011       for (el2 = ns->entries; el2 != el; el2 = el2->next)
2012         if (el2->sym->result == el->sym->result)
2013           break;
2014
2015       if (el == el2)
2016         {
2017           decl = build_decl (FIELD_DECL,
2018                              get_identifier (el->sym->result->name),
2019                              gfc_sym_type (el->sym->result));
2020           DECL_CONTEXT (decl) = type;
2021           fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
2022         }
2023     }
2024
2025   /* Finish off the type.  */
2026   TYPE_FIELDS (type) = fieldlist;
2027
2028   gfc_finish_type (type);
2029   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
2030   return type;
2031 }
2032 \f
2033 tree
2034 gfc_get_function_type (gfc_symbol * sym)
2035 {
2036   tree type;
2037   tree typelist;
2038   gfc_formal_arglist *f;
2039   gfc_symbol *arg;
2040   int nstr;
2041   int alternate_return;
2042
2043   /* Make sure this symbol is a function, a subroutine or the main
2044      program.  */
2045   gcc_assert (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE
2046               || sym->attr.flavor == FL_PROGRAM);
2047
2048   if (sym->backend_decl)
2049     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
2050
2051   nstr = 0;
2052   alternate_return = 0;
2053   typelist = NULL_TREE;
2054
2055   if (sym->attr.entry_master)
2056     {
2057       /* Additional parameter for selecting an entry point.  */
2058       typelist = gfc_chainon_list (typelist, gfc_array_index_type);
2059     }
2060
2061   if (sym->result)
2062     arg = sym->result;
2063   else
2064     arg = sym;
2065
2066   if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2067     gfc_conv_const_charlen (arg->ts.cl);
2068
2069   /* Some functions we use an extra parameter for the return value.  */
2070   if (gfc_return_by_reference (sym))
2071     {
2072       type = gfc_sym_type (arg);
2073       if (arg->ts.type == BT_COMPLEX
2074           || arg->attr.dimension
2075           || arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2076         type = build_reference_type (type);
2077
2078       typelist = gfc_chainon_list (typelist, type);
2079       if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2080         typelist = gfc_chainon_list (typelist, gfc_charlen_type_node);
2081     }
2082
2083   /* Build the argument types for the function.  */
2084   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2085     {
2086       arg = f->sym;
2087       if (arg)
2088         {
2089           /* Evaluate constant character lengths here so that they can be
2090              included in the type.  */
2091           if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2092             gfc_conv_const_charlen (arg->ts.cl);
2093
2094           if (arg->attr.flavor == FL_PROCEDURE)
2095             {
2096               type = gfc_get_function_type (arg);
2097               type = build_pointer_type (type);
2098             }
2099           else
2100             type = gfc_sym_type (arg);
2101
2102           /* Parameter Passing Convention
2103
2104              We currently pass all parameters by reference.
2105              Parameters with INTENT(IN) could be passed by value.
2106              The problem arises if a function is called via an implicit
2107              prototype. In this situation the INTENT is not known.
2108              For this reason all parameters to global functions must be
2109              passed by reference.  Passing by value would potentially
2110              generate bad code.  Worse there would be no way of telling that
2111              this code was bad, except that it would give incorrect results.
2112
2113              Contained procedures could pass by value as these are never
2114              used without an explicit interface, and cannot be passed as
2115              actual parameters for a dummy procedure.  */
2116           if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2117             nstr++;
2118           typelist = gfc_chainon_list (typelist, type);
2119         }
2120       else
2121         {
2122           if (sym->attr.subroutine)
2123             alternate_return = 1;
2124         }
2125     }
2126
2127   /* Add hidden string length parameters.  */
2128   while (nstr--)
2129     typelist = gfc_chainon_list (typelist, gfc_charlen_type_node);
2130
2131   if (typelist)
2132     typelist = gfc_chainon_list (typelist, void_type_node);
2133
2134   if (alternate_return)
2135     type = integer_type_node;
2136   else if (!sym->attr.function || gfc_return_by_reference (sym))
2137     type = void_type_node;
2138   else if (sym->attr.mixed_entry_master)
2139     type = gfc_get_mixed_entry_union (sym->ns);
2140   else if (gfc_option.flag_f2c
2141            && sym->ts.type == BT_REAL
2142            && sym->ts.kind == gfc_default_real_kind
2143            && !sym->attr.always_explicit)
2144     {
2145       /* Special case: f2c calling conventions require that (scalar)
2146          default REAL functions return the C type double instead.  f2c
2147          compatibility is only an issue with functions that don't
2148          require an explicit interface, as only these could be
2149          implemented in Fortran 77.  */
2150       sym->ts.kind = gfc_default_double_kind;
2151       type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
2152       sym->ts.kind = gfc_default_real_kind;
2153     }
2154   else if (sym->result && sym->result->attr.proc_pointer)
2155     /* Procedure pointer return values.  */
2156     type = gfc_sym_type (sym->result);
2157   else
2158     type = gfc_sym_type (sym);
2159
2160   type = build_function_type (type, typelist);
2161
2162   return type;
2163 }
2164 \f
2165 /* Language hooks for middle-end access to type nodes.  */
2166
2167 /* Return an integer type with BITS bits of precision,
2168    that is unsigned if UNSIGNEDP is nonzero, otherwise signed.  */
2169
2170 tree
2171 gfc_type_for_size (unsigned bits, int unsignedp)
2172 {
2173   if (!unsignedp)
2174     {
2175       int i;
2176       for (i = 0; i <= MAX_INT_KINDS; ++i)
2177         {
2178           tree type = gfc_integer_types[i];
2179           if (type && bits == TYPE_PRECISION (type))
2180             return type;
2181         }
2182
2183       /* Handle TImode as a special case because it is used by some backends
2184          (e.g. ARM) even though it is not available for normal use.  */
2185 #if HOST_BITS_PER_WIDE_INT >= 64
2186       if (bits == TYPE_PRECISION (intTI_type_node))
2187         return intTI_type_node;
2188 #endif
2189     }
2190   else
2191     {
2192       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intQI_type_node))
2193         return unsigned_intQI_type_node;
2194       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intHI_type_node))
2195         return unsigned_intHI_type_node;
2196       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intSI_type_node))
2197         return unsigned_intSI_type_node;
2198       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intDI_type_node))
2199         return unsigned_intDI_type_node;
2200       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intTI_type_node))
2201         return unsigned_intTI_type_node;
2202     }
2203
2204   return NULL_TREE;
2205 }
2206
2207 /* Return a data type that has machine mode MODE.  If the mode is an
2208    integer, then UNSIGNEDP selects between signed and unsigned types.  */
2209
2210 tree
2211 gfc_type_for_mode (enum machine_mode mode, int unsignedp)
2212 {
2213   int i;
2214   tree *base;
2215
2216   if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_FLOAT)
2217     base = gfc_real_types;
2218   else if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_COMPLEX_FLOAT)
2219     base = gfc_complex_types;
2220   else if (SCALAR_INT_MODE_P (mode))
2221     return gfc_type_for_size (GET_MODE_PRECISION (mode), unsignedp);
2222   else if (VECTOR_MODE_P (mode))
2223     {
2224       enum machine_mode inner_mode = GET_MODE_INNER (mode);
2225       tree inner_type = gfc_type_for_mode (inner_mode, unsignedp);
2226       if (inner_type != NULL_TREE)
2227         return build_vector_type_for_mode (inner_type, mode);
2228       return NULL_TREE;
2229     }
2230   else
2231     return NULL_TREE;
2232
2233   for (i = 0; i <= MAX_REAL_KINDS; ++i)
2234     {
2235       tree type = base[i];
2236       if (type && mode == TYPE_MODE (type))
2237         return type;
2238     }
2239
2240   return NULL_TREE;
2241 }
2242
2243 /* Return TRUE if TYPE is a type with a hidden descriptor, fill in INFO
2244    in that case.  */
2245
2246 bool
2247 gfc_get_array_descr_info (const_tree type, struct array_descr_info *info)
2248 {
2249   int rank, dim;
2250   bool indirect = false;
2251   tree etype, ptype, field, t, base_decl;
2252   tree data_off, offset_off, dim_off, dim_size, elem_size;
2253   tree lower_suboff, upper_suboff, stride_suboff;
2254
2255   if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2256     {
2257       if (! POINTER_TYPE_P (type))
2258         return false;
2259       type = TREE_TYPE (type);
2260       if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2261         return false;
2262       indirect = true;
2263     }
2264
2265   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
2266   if (rank >= (int) (sizeof (info->dimen) / sizeof (info->dimen[0])))
2267     return false;
2268
2269   etype = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
2270   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (etype));
2271   etype = TREE_TYPE (etype);
2272   gcc_assert (TREE_CODE (etype) == ARRAY_TYPE);
2273   etype = TREE_TYPE (etype);
2274   /* Can't handle variable sized elements yet.  */
2275   if (int_size_in_bytes (etype) <= 0)
2276     return false;
2277   /* Nor non-constant lower bounds in assumed shape arrays.  */
2278   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE)
2279     {
2280       for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2281         if (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim) == NULL_TREE
2282             || TREE_CODE (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim)) != INTEGER_CST)
2283           return false;
2284     }
2285
2286   memset (info, '\0', sizeof (*info));
2287   info->ndimensions = rank;
2288   info->element_type = etype;
2289   ptype = build_pointer_type (gfc_array_index_type);
2290   if (indirect)
2291     {
2292       info->base_decl = build_decl (VAR_DECL, NULL_TREE,
2293                                     build_pointer_type (ptype));
2294       base_decl = build1 (INDIRECT_REF, ptype, info->base_decl);
2295     }
2296   else
2297     info->base_decl = base_decl = build_decl (VAR_DECL, NULL_TREE, ptype);
2298
2299   if (GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type))
2300     elem_size = GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type);
2301   else
2302     elem_size = fold_convert (gfc_array_index_type, TYPE_SIZE_UNIT (etype));
2303   field = TYPE_FIELDS (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
2304   data_off = byte_position (field);
2305   field = TREE_CHAIN (field);
2306   offset_off = byte_position (field);
2307   field = TREE_CHAIN (field);
2308   field = TREE_CHAIN (field);
2309   dim_off = byte_position (field);
2310   dim_size = TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2311   field = TYPE_FIELDS (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2312   stride_suboff = byte_position (field);
2313   field = TREE_CHAIN (field);
2314   lower_suboff = byte_position (field);
2315   field = TREE_CHAIN (field);
2316   upper_suboff = byte_position (field);
2317
2318   t = base_decl;
2319   if (!integer_zerop (data_off))
2320     t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, t, data_off);
2321   t = build1 (NOP_EXPR, build_pointer_type (ptr_type_node), t);
2322   info->data_location = build1 (INDIRECT_REF, ptr_type_node, t);
2323   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
2324     info->allocated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
2325                               info->data_location, null_pointer_node);
2326   else if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER)
2327     info->associated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
2328                                info->data_location, null_pointer_node);
2329
2330   for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2331     {
2332       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2333                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, lower_suboff));
2334       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2335       info->dimen[dim].lower_bound = t;
2336       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2337                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, upper_suboff));
2338       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2339       info->dimen[dim].upper_bound = t;
2340       if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE)
2341         {
2342           /* Assumed shape arrays have known lower bounds.  */
2343           info->dimen[dim].upper_bound
2344             = build2 (MINUS_EXPR, gfc_array_index_type,
2345                       info->dimen[dim].upper_bound,
2346                       info->dimen[dim].lower_bound);
2347           info->dimen[dim].lower_bound
2348             = fold_convert (gfc_array_index_type,
2349                             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim));
2350           info->dimen[dim].upper_bound
2351             = build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
2352                       info->dimen[dim].lower_bound,
2353                       info->dimen[dim].upper_bound);
2354         }
2355       t = build2 (POINTER_PLUS_EXPR, ptype, base_decl,
2356                   size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, stride_suboff));
2357       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2358       t = build2 (MULT_EXPR, gfc_array_index_type, t, elem_size);
2359       info->dimen[dim].stride = t;
2360       dim_off = size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, dim_size);
2361     }
2362
2363   return true;
2364 }
2365
2366 #include "gt-fortran-trans-types.h"