OSDN Git Service

d643c2e45b8d18778596426a5aa9344fd9034118
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / 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    2010, 2011
4    Free Software Foundation, Inc.
5    Contributed by Paul Brook <paul@nowt.org>
6    and Steven Bosscher <s.bosscher@student.tudelft.nl>
7
8 This file is part of GCC.
9
10 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
11 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
12 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
13 version.
14
15 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
16 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
17 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
18 for more details.
19
20 You should have received a copy of the GNU General Public License
21 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
22 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
23
24 /* trans-types.c -- gfortran backend types */
25
26 #include "config.h"
27 #include "system.h"
28 #include "coretypes.h"
29 #include "tm.h"         /* For INTMAX_TYPE, INT8_TYPE, INT16_TYPE, INT32_TYPE,
30                            INT64_TYPE, INT_LEAST8_TYPE, INT_LEAST16_TYPE,
31                            INT_LEAST32_TYPE, INT_LEAST64_TYPE, INT_FAST8_TYPE,
32                            INT_FAST16_TYPE, INT_FAST32_TYPE, INT_FAST64_TYPE,
33                            BOOL_TYPE_SIZE, BITS_PER_UNIT, POINTER_SIZE,
34                            INT_TYPE_SIZE, CHAR_TYPE_SIZE, SHORT_TYPE_SIZE,
35                            LONG_TYPE_SIZE, LONG_LONG_TYPE_SIZE,
36                            FLOAT_TYPE_SIZE, DOUBLE_TYPE_SIZE,
37                            LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE and LIBGCC2_HAS_TF_MODE.  */
38 #include "tree.h"
39 #include "langhooks.h"  /* For iso-c-bindings.def.  */
40 #include "target.h"
41 #include "ggc.h"
42 #include "diagnostic-core.h"  /* For fatal_error.  */
43 #include "toplev.h"     /* For rest_of_decl_compilation.  */
44 #include "gfortran.h"
45 #include "trans.h"
46 #include "trans-types.h"
47 #include "trans-const.h"
48 #include "flags.h"
49 #include "dwarf2out.h"  /* For struct array_descr_info.  */
50 \f
51
52 #if (GFC_MAX_DIMENSIONS < 10)
53 #define GFC_RANK_DIGITS 1
54 #define GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "%01d"
55 #elif (GFC_MAX_DIMENSIONS < 100)
56 #define GFC_RANK_DIGITS 2
57 #define GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "%02d"
58 #else
59 #error If you really need >99 dimensions, continue the sequence above...
60 #endif
61
62 /* array of structs so we don't have to worry about xmalloc or free */
63 CInteropKind_t c_interop_kinds_table[ISOCBINDING_NUMBER];
64
65 tree gfc_array_index_type;
66 tree gfc_array_range_type;
67 tree gfc_character1_type_node;
68 tree pvoid_type_node;
69 tree prvoid_type_node;
70 tree ppvoid_type_node;
71 tree pchar_type_node;
72 tree pfunc_type_node;
73
74 tree gfc_charlen_type_node;
75
76 tree float128_type_node = NULL_TREE;
77 tree complex_float128_type_node = NULL_TREE;
78
79 bool gfc_real16_is_float128 = false;
80
81 static GTY(()) tree gfc_desc_dim_type;
82 static GTY(()) tree gfc_max_array_element_size;
83 static GTY(()) tree gfc_array_descriptor_base[2 * GFC_MAX_DIMENSIONS];
84 static GTY(()) tree gfc_array_descriptor_base_caf[2 * GFC_MAX_DIMENSIONS];
85
86 /* Arrays for all integral and real kinds.  We'll fill this in at runtime
87    after the target has a chance to process command-line options.  */
88
89 #define MAX_INT_KINDS 5
90 gfc_integer_info gfc_integer_kinds[MAX_INT_KINDS + 1];
91 gfc_logical_info gfc_logical_kinds[MAX_INT_KINDS + 1];
92 static GTY(()) tree gfc_integer_types[MAX_INT_KINDS + 1];
93 static GTY(()) tree gfc_logical_types[MAX_INT_KINDS + 1];
94
95 #define MAX_REAL_KINDS 5
96 gfc_real_info gfc_real_kinds[MAX_REAL_KINDS + 1];
97 static GTY(()) tree gfc_real_types[MAX_REAL_KINDS + 1];
98 static GTY(()) tree gfc_complex_types[MAX_REAL_KINDS + 1];
99
100 #define MAX_CHARACTER_KINDS 2
101 gfc_character_info gfc_character_kinds[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
102 static GTY(()) tree gfc_character_types[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
103 static GTY(()) tree gfc_pcharacter_types[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
104
105 static tree gfc_add_field_to_struct_1 (tree, tree, tree, tree **);
106
107 /* The integer kind to use for array indices.  This will be set to the
108    proper value based on target information from the backend.  */
109
110 int gfc_index_integer_kind;
111
112 /* The default kinds of the various types.  */
113
114 int gfc_default_integer_kind;
115 int gfc_max_integer_kind;
116 int gfc_default_real_kind;
117 int gfc_default_double_kind;
118 int gfc_default_character_kind;
119 int gfc_default_logical_kind;
120 int gfc_default_complex_kind;
121 int gfc_c_int_kind;
122 int gfc_atomic_int_kind;
123 int gfc_atomic_logical_kind;
124
125 /* The kind size used for record offsets. If the target system supports
126    kind=8, this will be set to 8, otherwise it is set to 4.  */
127 int gfc_intio_kind; 
128
129 /* The integer kind used to store character lengths.  */
130 int gfc_charlen_int_kind;
131
132 /* The size of the numeric storage unit and character storage unit.  */
133 int gfc_numeric_storage_size;
134 int gfc_character_storage_size;
135
136
137 gfc_try
138 gfc_check_any_c_kind (gfc_typespec *ts)
139 {
140   int i;
141   
142   for (i = 0; i < ISOCBINDING_NUMBER; i++)
143     {
144       /* Check for any C interoperable kind for the given type/kind in ts.
145          This can be used after verify_c_interop to make sure that the
146          Fortran kind being used exists in at least some form for C.  */
147       if (c_interop_kinds_table[i].f90_type == ts->type &&
148           c_interop_kinds_table[i].value == ts->kind)
149         return SUCCESS;
150     }
151
152   return FAILURE;
153 }
154
155
156 static int
157 get_real_kind_from_node (tree type)
158 {
159   int i;
160
161   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
162     if (gfc_real_kinds[i].mode_precision == TYPE_PRECISION (type))
163       return gfc_real_kinds[i].kind;
164
165   return -4;
166 }
167
168 static int
169 get_int_kind_from_node (tree type)
170 {
171   int i;
172
173   if (!type)
174     return -2;
175
176   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
177     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == TYPE_PRECISION (type))
178       return gfc_integer_kinds[i].kind;
179
180   return -1;
181 }
182
183 /* Return a typenode for the "standard" C type with a given name.  */
184 static tree
185 get_typenode_from_name (const char *name)
186 {
187   if (name == NULL || *name == '\0')
188     return NULL_TREE;
189
190   if (strcmp (name, "char") == 0)
191     return char_type_node;
192   if (strcmp (name, "unsigned char") == 0)
193     return unsigned_char_type_node;
194   if (strcmp (name, "signed char") == 0)
195     return signed_char_type_node;
196
197   if (strcmp (name, "short int") == 0)
198     return short_integer_type_node;
199   if (strcmp (name, "short unsigned int") == 0)
200     return short_unsigned_type_node;
201
202   if (strcmp (name, "int") == 0)
203     return integer_type_node;
204   if (strcmp (name, "unsigned int") == 0)
205     return unsigned_type_node;
206
207   if (strcmp (name, "long int") == 0)
208     return long_integer_type_node;
209   if (strcmp (name, "long unsigned int") == 0)
210     return long_unsigned_type_node;
211
212   if (strcmp (name, "long long int") == 0)
213     return long_long_integer_type_node;
214   if (strcmp (name, "long long unsigned int") == 0)
215     return long_long_unsigned_type_node;
216
217   gcc_unreachable ();
218 }
219
220 static int
221 get_int_kind_from_name (const char *name)
222 {
223   return get_int_kind_from_node (get_typenode_from_name (name));
224 }
225
226
227 /* Get the kind number corresponding to an integer of given size,
228    following the required return values for ISO_FORTRAN_ENV INT* constants:
229    -2 is returned if we support a kind of larger size, -1 otherwise.  */
230 int
231 gfc_get_int_kind_from_width_isofortranenv (int size)
232 {
233   int i;
234
235   /* Look for a kind with matching storage size.  */
236   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
237     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == size)
238       return gfc_integer_kinds[i].kind;
239
240   /* Look for a kind with larger storage size.  */
241   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
242     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size > size)
243       return -2;
244
245   return -1;
246 }
247
248 /* Get the kind number corresponding to a real of given storage size,
249    following the required return values for ISO_FORTRAN_ENV REAL* constants:
250    -2 is returned if we support a kind of larger size, -1 otherwise.  */
251 int
252 gfc_get_real_kind_from_width_isofortranenv (int size)
253 {
254   int i;
255
256   size /= 8;
257
258   /* Look for a kind with matching storage size.  */
259   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
260     if (int_size_in_bytes (gfc_get_real_type (gfc_real_kinds[i].kind)) == size)
261       return gfc_real_kinds[i].kind;
262
263   /* Look for a kind with larger storage size.  */
264   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
265     if (int_size_in_bytes (gfc_get_real_type (gfc_real_kinds[i].kind)) > size)
266       return -2;
267
268   return -1;
269 }
270
271
272
273 static int
274 get_int_kind_from_width (int size)
275 {
276   int i;
277
278   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
279     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == size)
280       return gfc_integer_kinds[i].kind;
281
282   return -2;
283 }
284
285 static int
286 get_int_kind_from_minimal_width (int size)
287 {
288   int i;
289
290   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
291     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size >= size)
292       return gfc_integer_kinds[i].kind;
293
294   return -2;
295 }
296
297
298 /* Generate the CInteropKind_t objects for the C interoperable
299    kinds.  */
300
301 void
302 gfc_init_c_interop_kinds (void)
303 {
304   int i;
305
306   /* init all pointers in the list to NULL */
307   for (i = 0; i < ISOCBINDING_NUMBER; i++)
308     {
309       /* Initialize the name and value fields.  */
310       c_interop_kinds_table[i].name[0] = '\0';
311       c_interop_kinds_table[i].value = -100;
312       c_interop_kinds_table[i].f90_type = BT_UNKNOWN;
313     }
314
315 #define NAMED_INTCST(a,b,c,d) \
316   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
317   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_INTEGER; \
318   c_interop_kinds_table[a].value = c;
319 #define NAMED_REALCST(a,b,c,d) \
320   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
321   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_REAL; \
322   c_interop_kinds_table[a].value = c;
323 #define NAMED_CMPXCST(a,b,c,d) \
324   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
325   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_COMPLEX; \
326   c_interop_kinds_table[a].value = c;
327 #define NAMED_LOGCST(a,b,c) \
328   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
329   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_LOGICAL; \
330   c_interop_kinds_table[a].value = c;
331 #define NAMED_CHARKNDCST(a,b,c) \
332   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
333   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_CHARACTER; \
334   c_interop_kinds_table[a].value = c;
335 #define NAMED_CHARCST(a,b,c) \
336   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
337   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_CHARACTER; \
338   c_interop_kinds_table[a].value = c;
339 #define DERIVED_TYPE(a,b,c) \
340   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
341   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_DERIVED; \
342   c_interop_kinds_table[a].value = c;
343 #define PROCEDURE(a,b) \
344   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
345   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_PROCEDURE; \
346   c_interop_kinds_table[a].value = 0;
347 #include "iso-c-binding.def"
348 #define NAMED_FUNCTION(a,b,c,d) \
349   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
350   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_PROCEDURE; \
351   c_interop_kinds_table[a].value = c;
352 #include "iso-c-binding.def"
353 }
354
355
356 /* Query the target to determine which machine modes are available for
357    computation.  Choose KIND numbers for them.  */
358
359 void
360 gfc_init_kinds (void)
361 {
362   unsigned int mode;
363   int i_index, r_index, kind;
364   bool saw_i4 = false, saw_i8 = false;
365   bool saw_r4 = false, saw_r8 = false, saw_r16 = false;
366
367   for (i_index = 0, mode = MIN_MODE_INT; mode <= MAX_MODE_INT; mode++)
368     {
369       int kind, bitsize;
370
371       if (!targetm.scalar_mode_supported_p ((enum machine_mode) mode))
372         continue;
373
374       /* The middle end doesn't support constants larger than 2*HWI.
375          Perhaps the target hook shouldn't have accepted these either,
376          but just to be safe...  */
377       bitsize = GET_MODE_BITSIZE (mode);
378       if (bitsize > 2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
379         continue;
380
381       gcc_assert (i_index != MAX_INT_KINDS);
382
383       /* Let the kind equal the bit size divided by 8.  This insulates the
384          programmer from the underlying byte size.  */
385       kind = bitsize / 8;
386
387       if (kind == 4)
388         saw_i4 = true;
389       if (kind == 8)
390         saw_i8 = true;
391
392       gfc_integer_kinds[i_index].kind = kind;
393       gfc_integer_kinds[i_index].radix = 2;
394       gfc_integer_kinds[i_index].digits = bitsize - 1;
395       gfc_integer_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
396
397       gfc_logical_kinds[i_index].kind = kind;
398       gfc_logical_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
399
400       i_index += 1;
401     }
402
403   /* Set the kind used to match GFC_INT_IO in libgfortran.  This is 
404      used for large file access.  */
405
406   if (saw_i8)
407     gfc_intio_kind = 8;
408   else
409     gfc_intio_kind = 4;
410
411   /* If we do not at least have kind = 4, everything is pointless.  */  
412   gcc_assert(saw_i4);  
413
414   /* Set the maximum integer kind.  Used with at least BOZ constants.  */
415   gfc_max_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
416
417   for (r_index = 0, mode = MIN_MODE_FLOAT; mode <= MAX_MODE_FLOAT; mode++)
418     {
419       const struct real_format *fmt =
420         REAL_MODE_FORMAT ((enum machine_mode) mode);
421       int kind;
422
423       if (fmt == NULL)
424         continue;
425       if (!targetm.scalar_mode_supported_p ((enum machine_mode) mode))
426         continue;
427
428       /* Only let float, double, long double and __float128 go through.
429          Runtime support for others is not provided, so they would be
430          useless.  */
431         if (mode != TYPE_MODE (float_type_node)
432             && (mode != TYPE_MODE (double_type_node))
433             && (mode != TYPE_MODE (long_double_type_node))
434 #if defined(LIBGCC2_HAS_TF_MODE) && defined(ENABLE_LIBQUADMATH_SUPPORT)
435             && (mode != TFmode)
436 #endif
437            )
438         continue;
439
440       /* Let the kind equal the precision divided by 8, rounding up.  Again,
441          this insulates the programmer from the underlying byte size.
442
443          Also, it effectively deals with IEEE extended formats.  There, the
444          total size of the type may equal 16, but it's got 6 bytes of padding
445          and the increased size can get in the way of a real IEEE quad format
446          which may also be supported by the target.
447
448          We round up so as to handle IA-64 __floatreg (RFmode), which is an
449          82 bit type.  Not to be confused with __float80 (XFmode), which is
450          an 80 bit type also supported by IA-64.  So XFmode should come out
451          to be kind=10, and RFmode should come out to be kind=11.  Egads.  */
452
453       kind = (GET_MODE_PRECISION (mode) + 7) / 8;
454
455       if (kind == 4)
456         saw_r4 = true;
457       if (kind == 8)
458         saw_r8 = true;
459       if (kind == 16)
460         saw_r16 = true;
461
462       /* Careful we don't stumble a weird internal mode.  */
463       gcc_assert (r_index <= 0 || gfc_real_kinds[r_index-1].kind != kind);
464       /* Or have too many modes for the allocated space.  */
465       gcc_assert (r_index != MAX_REAL_KINDS);
466
467       gfc_real_kinds[r_index].kind = kind;
468       gfc_real_kinds[r_index].radix = fmt->b;
469       gfc_real_kinds[r_index].digits = fmt->p;
470       gfc_real_kinds[r_index].min_exponent = fmt->emin;
471       gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax;
472       if (fmt->pnan < fmt->p)
473         /* This is an IBM extended double format (or the MIPS variant)
474            made up of two IEEE doubles.  The value of the long double is
475            the sum of the values of the two parts.  The most significant
476            part is required to be the value of the long double rounded
477            to the nearest double.  If we use emax of 1024 then we can't
478            represent huge(x) = (1 - b**(-p)) * b**(emax-1) * b, because
479            rounding will make the most significant part overflow.  */
480         gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax - 1;
481       gfc_real_kinds[r_index].mode_precision = GET_MODE_PRECISION (mode);
482       r_index += 1;
483     }
484
485   /* Choose the default integer kind.  We choose 4 unless the user
486      directs us otherwise.  */
487   if (gfc_option.flag_default_integer)
488     {
489       if (!saw_i8)
490         fatal_error ("integer kind=8 not available for -fdefault-integer-8 option");
491       gfc_default_integer_kind = 8;
492
493       /* Even if the user specified that the default integer kind be 8,
494          the numeric storage size isn't 64.  In this case, a warning will
495          be issued when NUMERIC_STORAGE_SIZE is used.  */
496       gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
497     }
498   else if (saw_i4)
499     {
500       gfc_default_integer_kind = 4;
501       gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
502     }
503   else
504     {
505       gfc_default_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
506       gfc_numeric_storage_size = gfc_integer_kinds[i_index - 1].bit_size;
507     }
508
509   /* Choose the default real kind.  Again, we choose 4 when possible.  */
510   if (gfc_option.flag_default_real)
511     {
512       if (!saw_r8)
513         fatal_error ("real kind=8 not available for -fdefault-real-8 option");
514       gfc_default_real_kind = 8;
515     }
516   else if (saw_r4)
517     gfc_default_real_kind = 4;
518   else
519     gfc_default_real_kind = gfc_real_kinds[0].kind;
520
521   /* Choose the default double kind.  If -fdefault-real and -fdefault-double 
522      are specified, we use kind=8, if it's available.  If -fdefault-real is
523      specified without -fdefault-double, we use kind=16, if it's available.
524      Otherwise we do not change anything.  */
525   if (gfc_option.flag_default_double && !gfc_option.flag_default_real)
526     fatal_error ("Use of -fdefault-double-8 requires -fdefault-real-8");
527
528   if (gfc_option.flag_default_real && gfc_option.flag_default_double && saw_r8)
529     gfc_default_double_kind = 8;
530   else if (gfc_option.flag_default_real && saw_r16)
531     gfc_default_double_kind = 16;
532   else if (saw_r4 && saw_r8)
533     gfc_default_double_kind = 8;
534   else
535     {
536       /* F95 14.6.3.1: A nonpointer scalar object of type double precision
537          real ... occupies two contiguous numeric storage units.
538
539          Therefore we must be supplied a kind twice as large as we chose
540          for single precision.  There are loopholes, in that double
541          precision must *occupy* two storage units, though it doesn't have
542          to *use* two storage units.  Which means that you can make this
543          kind artificially wide by padding it.  But at present there are
544          no GCC targets for which a two-word type does not exist, so we
545          just let gfc_validate_kind abort and tell us if something breaks.  */
546
547       gfc_default_double_kind
548         = gfc_validate_kind (BT_REAL, gfc_default_real_kind * 2, false);
549     }
550
551   /* The default logical kind is constrained to be the same as the
552      default integer kind.  Similarly with complex and real.  */
553   gfc_default_logical_kind = gfc_default_integer_kind;
554   gfc_default_complex_kind = gfc_default_real_kind;
555
556   /* We only have two character kinds: ASCII and UCS-4.
557      ASCII corresponds to a 8-bit integer type, if one is available.
558      UCS-4 corresponds to a 32-bit integer type, if one is available. */
559   i_index = 0;
560   if ((kind = get_int_kind_from_width (8)) > 0)
561     {
562       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
563       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 8;
564       gfc_character_kinds[i_index].name = "ascii";
565       i_index++;
566     }
567   if ((kind = get_int_kind_from_width (32)) > 0)
568     {
569       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
570       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 32;
571       gfc_character_kinds[i_index].name = "iso_10646";
572       i_index++;
573     }
574
575   /* Choose the smallest integer kind for our default character.  */
576   gfc_default_character_kind = gfc_character_kinds[0].kind;
577   gfc_character_storage_size = gfc_default_character_kind * 8;
578
579   /* Choose the integer kind the same size as "void*" for our index kind.  */
580   gfc_index_integer_kind = POINTER_SIZE / 8;
581   /* Pick a kind the same size as the C "int" type.  */
582   gfc_c_int_kind = INT_TYPE_SIZE / 8;
583
584   /* Choose atomic kinds to match C's int.  */
585   gfc_atomic_int_kind = gfc_c_int_kind;
586   gfc_atomic_logical_kind = gfc_c_int_kind;
587 }
588
589
590 /* Make sure that a valid kind is present.  Returns an index into the
591    associated kinds array, -1 if the kind is not present.  */
592
593 static int
594 validate_integer (int kind)
595 {
596   int i;
597
598   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
599     if (gfc_integer_kinds[i].kind == kind)
600       return i;
601
602   return -1;
603 }
604
605 static int
606 validate_real (int kind)
607 {
608   int i;
609
610   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
611     if (gfc_real_kinds[i].kind == kind)
612       return i;
613
614   return -1;
615 }
616
617 static int
618 validate_logical (int kind)
619 {
620   int i;
621
622   for (i = 0; gfc_logical_kinds[i].kind; i++)
623     if (gfc_logical_kinds[i].kind == kind)
624       return i;
625
626   return -1;
627 }
628
629 static int
630 validate_character (int kind)
631 {
632   int i;
633
634   for (i = 0; gfc_character_kinds[i].kind; i++)
635     if (gfc_character_kinds[i].kind == kind)
636       return i;
637
638   return -1;
639 }
640
641 /* Validate a kind given a basic type.  The return value is the same
642    for the child functions, with -1 indicating nonexistence of the
643    type.  If MAY_FAIL is false, then -1 is never returned, and we ICE.  */
644
645 int
646 gfc_validate_kind (bt type, int kind, bool may_fail)
647 {
648   int rc;
649
650   switch (type)
651     {
652     case BT_REAL:               /* Fall through */
653     case BT_COMPLEX:
654       rc = validate_real (kind);
655       break;
656     case BT_INTEGER:
657       rc = validate_integer (kind);
658       break;
659     case BT_LOGICAL:
660       rc = validate_logical (kind);
661       break;
662     case BT_CHARACTER:
663       rc = validate_character (kind);
664       break;
665
666     default:
667       gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad type");
668     }
669
670   if (rc < 0 && !may_fail)
671     gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad kind");
672
673   return rc;
674 }
675
676
677 /* Four subroutines of gfc_init_types.  Create type nodes for the given kind.
678    Reuse common type nodes where possible.  Recognize if the kind matches up
679    with a C type.  This will be used later in determining which routines may
680    be scarfed from libm.  */
681
682 static tree
683 gfc_build_int_type (gfc_integer_info *info)
684 {
685   int mode_precision = info->bit_size;
686
687   if (mode_precision == CHAR_TYPE_SIZE)
688     info->c_char = 1;
689   if (mode_precision == SHORT_TYPE_SIZE)
690     info->c_short = 1;
691   if (mode_precision == INT_TYPE_SIZE)
692     info->c_int = 1;
693   if (mode_precision == LONG_TYPE_SIZE)
694     info->c_long = 1;
695   if (mode_precision == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
696     info->c_long_long = 1;
697
698   if (TYPE_PRECISION (intQI_type_node) == mode_precision)
699     return intQI_type_node;
700   if (TYPE_PRECISION (intHI_type_node) == mode_precision)
701     return intHI_type_node;
702   if (TYPE_PRECISION (intSI_type_node) == mode_precision)
703     return intSI_type_node;
704   if (TYPE_PRECISION (intDI_type_node) == mode_precision)
705     return intDI_type_node;
706   if (TYPE_PRECISION (intTI_type_node) == mode_precision)
707     return intTI_type_node;
708
709   return make_signed_type (mode_precision);
710 }
711
712 tree
713 gfc_build_uint_type (int size)
714 {
715   if (size == CHAR_TYPE_SIZE)
716     return unsigned_char_type_node;
717   if (size == SHORT_TYPE_SIZE)
718     return short_unsigned_type_node;
719   if (size == INT_TYPE_SIZE)
720     return unsigned_type_node;
721   if (size == LONG_TYPE_SIZE)
722     return long_unsigned_type_node;
723   if (size == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
724     return long_long_unsigned_type_node;
725
726   return make_unsigned_type (size);
727 }
728
729
730 static tree
731 gfc_build_real_type (gfc_real_info *info)
732 {
733   int mode_precision = info->mode_precision;
734   tree new_type;
735
736   if (mode_precision == FLOAT_TYPE_SIZE)
737     info->c_float = 1;
738   if (mode_precision == DOUBLE_TYPE_SIZE)
739     info->c_double = 1;
740   if (mode_precision == LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE)
741     info->c_long_double = 1;
742   if (mode_precision != LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE && mode_precision == 128)
743     {
744       info->c_float128 = 1;
745       gfc_real16_is_float128 = true;
746     }
747
748   if (TYPE_PRECISION (float_type_node) == mode_precision)
749     return float_type_node;
750   if (TYPE_PRECISION (double_type_node) == mode_precision)
751     return double_type_node;
752   if (TYPE_PRECISION (long_double_type_node) == mode_precision)
753     return long_double_type_node;
754
755   new_type = make_node (REAL_TYPE);
756   TYPE_PRECISION (new_type) = mode_precision;
757   layout_type (new_type);
758   return new_type;
759 }
760
761 static tree
762 gfc_build_complex_type (tree scalar_type)
763 {
764   tree new_type;
765
766   if (scalar_type == NULL)
767     return NULL;
768   if (scalar_type == float_type_node)
769     return complex_float_type_node;
770   if (scalar_type == double_type_node)
771     return complex_double_type_node;
772   if (scalar_type == long_double_type_node)
773     return complex_long_double_type_node;
774
775   new_type = make_node (COMPLEX_TYPE);
776   TREE_TYPE (new_type) = scalar_type;
777   layout_type (new_type);
778   return new_type;
779 }
780
781 static tree
782 gfc_build_logical_type (gfc_logical_info *info)
783 {
784   int bit_size = info->bit_size;
785   tree new_type;
786
787   if (bit_size == BOOL_TYPE_SIZE)
788     {
789       info->c_bool = 1;
790       return boolean_type_node;
791     }
792
793   new_type = make_unsigned_type (bit_size);
794   TREE_SET_CODE (new_type, BOOLEAN_TYPE);
795   TYPE_MAX_VALUE (new_type) = build_int_cst (new_type, 1);
796   TYPE_PRECISION (new_type) = 1;
797
798   return new_type;
799 }
800
801
802 /* Create the backend type nodes. We map them to their
803    equivalent C type, at least for now.  We also give
804    names to the types here, and we push them in the
805    global binding level context.*/
806
807 void
808 gfc_init_types (void)
809 {
810   char name_buf[18];
811   int index;
812   tree type;
813   unsigned n;
814   unsigned HOST_WIDE_INT hi;
815   unsigned HOST_WIDE_INT lo;
816
817   /* Create and name the types.  */
818 #define PUSH_TYPE(name, node) \
819   pushdecl (build_decl (input_location, \
820                         TYPE_DECL, get_identifier (name), node))
821
822   for (index = 0; gfc_integer_kinds[index].kind != 0; ++index)
823     {
824       type = gfc_build_int_type (&gfc_integer_kinds[index]);
825       /* Ensure integer(kind=1) doesn't have TYPE_STRING_FLAG set.  */
826       if (TYPE_STRING_FLAG (type))
827         type = make_signed_type (gfc_integer_kinds[index].bit_size);
828       gfc_integer_types[index] = type;
829       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "integer(kind=%d)",
830                 gfc_integer_kinds[index].kind);
831       PUSH_TYPE (name_buf, type);
832     }
833
834   for (index = 0; gfc_logical_kinds[index].kind != 0; ++index)
835     {
836       type = gfc_build_logical_type (&gfc_logical_kinds[index]);
837       gfc_logical_types[index] = type;
838       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "logical(kind=%d)",
839                 gfc_logical_kinds[index].kind);
840       PUSH_TYPE (name_buf, type);
841     }
842
843   for (index = 0; gfc_real_kinds[index].kind != 0; index++)
844     {
845       type = gfc_build_real_type (&gfc_real_kinds[index]);
846       gfc_real_types[index] = type;
847       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "real(kind=%d)",
848                 gfc_real_kinds[index].kind);
849       PUSH_TYPE (name_buf, type);
850
851       if (gfc_real_kinds[index].c_float128)
852         float128_type_node = type;
853
854       type = gfc_build_complex_type (type);
855       gfc_complex_types[index] = type;
856       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "complex(kind=%d)",
857                 gfc_real_kinds[index].kind);
858       PUSH_TYPE (name_buf, type);
859
860       if (gfc_real_kinds[index].c_float128)
861         complex_float128_type_node = type;
862     }
863
864   for (index = 0; gfc_character_kinds[index].kind != 0; ++index)
865     {
866       type = gfc_build_uint_type (gfc_character_kinds[index].bit_size);
867       type = build_qualified_type (type, TYPE_UNQUALIFIED);
868       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "character(kind=%d)",
869                 gfc_character_kinds[index].kind);
870       PUSH_TYPE (name_buf, type);
871       gfc_character_types[index] = type;
872       gfc_pcharacter_types[index] = build_pointer_type (type);
873     }
874   gfc_character1_type_node = gfc_character_types[0];
875
876   PUSH_TYPE ("byte", unsigned_char_type_node);
877   PUSH_TYPE ("void", void_type_node);
878
879   /* DBX debugging output gets upset if these aren't set.  */
880   if (!TYPE_NAME (integer_type_node))
881     PUSH_TYPE ("c_integer", integer_type_node);
882   if (!TYPE_NAME (char_type_node))
883     PUSH_TYPE ("c_char", char_type_node);
884
885 #undef PUSH_TYPE
886
887   pvoid_type_node = build_pointer_type (void_type_node);
888   prvoid_type_node = build_qualified_type (pvoid_type_node, TYPE_QUAL_RESTRICT);
889   ppvoid_type_node = build_pointer_type (pvoid_type_node);
890   pchar_type_node = build_pointer_type (gfc_character1_type_node);
891   pfunc_type_node
892     = build_pointer_type (build_function_type_list (void_type_node, NULL_TREE));
893
894   gfc_array_index_type = gfc_get_int_type (gfc_index_integer_kind);
895   /* We cannot use gfc_index_zero_node in definition of gfc_array_range_type,
896      since this function is called before gfc_init_constants.  */
897   gfc_array_range_type
898           = build_range_type (gfc_array_index_type,
899                               build_int_cst (gfc_array_index_type, 0),
900                               NULL_TREE);
901
902   /* The maximum array element size that can be handled is determined
903      by the number of bits available to store this field in the array
904      descriptor.  */
905
906   n = TYPE_PRECISION (gfc_array_index_type) - GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
907   lo = ~ (unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
908   if (n > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
909     hi = lo >> (2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n);
910   else
911     hi = 0, lo >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n;
912   gfc_max_array_element_size
913     = build_int_cst_wide (long_unsigned_type_node, lo, hi);
914
915   boolean_type_node = gfc_get_logical_type (gfc_default_logical_kind);
916   boolean_true_node = build_int_cst (boolean_type_node, 1);
917   boolean_false_node = build_int_cst (boolean_type_node, 0);
918
919   /* ??? Shouldn't this be based on gfc_index_integer_kind or so?  */
920   gfc_charlen_int_kind = 4;
921   gfc_charlen_type_node = gfc_get_int_type (gfc_charlen_int_kind);
922 }
923
924 /* Get the type node for the given type and kind.  */
925
926 tree
927 gfc_get_int_type (int kind)
928 {
929   int index = gfc_validate_kind (BT_INTEGER, kind, true);
930   return index < 0 ? 0 : gfc_integer_types[index];
931 }
932
933 tree
934 gfc_get_real_type (int kind)
935 {
936   int index = gfc_validate_kind (BT_REAL, kind, true);
937   return index < 0 ? 0 : gfc_real_types[index];
938 }
939
940 tree
941 gfc_get_complex_type (int kind)
942 {
943   int index = gfc_validate_kind (BT_COMPLEX, kind, true);
944   return index < 0 ? 0 : gfc_complex_types[index];
945 }
946
947 tree
948 gfc_get_logical_type (int kind)
949 {
950   int index = gfc_validate_kind (BT_LOGICAL, kind, true);
951   return index < 0 ? 0 : gfc_logical_types[index];
952 }
953
954 tree
955 gfc_get_char_type (int kind)
956 {
957   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
958   return index < 0 ? 0 : gfc_character_types[index];
959 }
960
961 tree
962 gfc_get_pchar_type (int kind)
963 {
964   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
965   return index < 0 ? 0 : gfc_pcharacter_types[index];
966 }
967
968 \f
969 /* Create a character type with the given kind and length.  */
970
971 tree
972 gfc_get_character_type_len_for_eltype (tree eltype, tree len)
973 {
974   tree bounds, type;
975
976   bounds = build_range_type (gfc_charlen_type_node, gfc_index_one_node, len);
977   type = build_array_type (eltype, bounds);
978   TYPE_STRING_FLAG (type) = 1;
979
980   return type;
981 }
982
983 tree
984 gfc_get_character_type_len (int kind, tree len)
985 {
986   gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, false);
987   return gfc_get_character_type_len_for_eltype (gfc_get_char_type (kind), len);
988 }
989
990
991 /* Get a type node for a character kind.  */
992
993 tree
994 gfc_get_character_type (int kind, gfc_charlen * cl)
995 {
996   tree len;
997
998   len = (cl == NULL) ? NULL_TREE : cl->backend_decl;
999
1000   return gfc_get_character_type_len (kind, len);
1001 }
1002 \f
1003 /* Covert a basic type.  This will be an array for character types.  */
1004
1005 tree
1006 gfc_typenode_for_spec (gfc_typespec * spec)
1007 {
1008   tree basetype;
1009
1010   switch (spec->type)
1011     {
1012     case BT_UNKNOWN:
1013       gcc_unreachable ();
1014
1015     case BT_INTEGER:
1016       /* We use INTEGER(c_intptr_t) for C_PTR and C_FUNPTR once the symbol
1017          has been resolved.  This is done so we can convert C_PTR and
1018          C_FUNPTR to simple variables that get translated to (void *).  */
1019       if (spec->f90_type == BT_VOID)
1020         {
1021           if (spec->u.derived
1022               && spec->u.derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
1023             basetype = ptr_type_node;
1024           else
1025             basetype = pfunc_type_node;
1026         }
1027       else
1028         basetype = gfc_get_int_type (spec->kind);
1029       break;
1030
1031     case BT_REAL:
1032       basetype = gfc_get_real_type (spec->kind);
1033       break;
1034
1035     case BT_COMPLEX:
1036       basetype = gfc_get_complex_type (spec->kind);
1037       break;
1038
1039     case BT_LOGICAL:
1040       basetype = gfc_get_logical_type (spec->kind);
1041       break;
1042
1043     case BT_CHARACTER:
1044 #if 0
1045       if (spec->deferred)
1046         basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, NULL);
1047       else
1048 #endif
1049         basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, spec->u.cl);
1050       break;
1051
1052     case BT_DERIVED:
1053     case BT_CLASS:
1054       basetype = gfc_get_derived_type (spec->u.derived);
1055
1056       /* If we're dealing with either C_PTR or C_FUNPTR, we modified the
1057          type and kind to fit a (void *) and the basetype returned was a
1058          ptr_type_node.  We need to pass up this new information to the
1059          symbol that was declared of type C_PTR or C_FUNPTR.  */
1060       if (spec->u.derived->attr.is_iso_c)
1061         {
1062           spec->type = spec->u.derived->ts.type;
1063           spec->kind = spec->u.derived->ts.kind;
1064           spec->f90_type = spec->u.derived->ts.f90_type;
1065         }
1066       break;
1067     case BT_VOID:
1068       /* This is for the second arg to c_f_pointer and c_f_procpointer
1069          of the iso_c_binding module, to accept any ptr type.  */
1070       basetype = ptr_type_node;
1071       if (spec->f90_type == BT_VOID)
1072         {
1073           if (spec->u.derived
1074               && spec->u.derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
1075             basetype = ptr_type_node;
1076           else
1077             basetype = pfunc_type_node;
1078         }
1079        break;
1080     default:
1081       gcc_unreachable ();
1082     }
1083   return basetype;
1084 }
1085 \f
1086 /* Build an INT_CST for constant expressions, otherwise return NULL_TREE.  */
1087
1088 static tree
1089 gfc_conv_array_bound (gfc_expr * expr)
1090 {
1091   /* If expr is an integer constant, return that.  */
1092   if (expr != NULL && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1093     return gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer, gfc_index_integer_kind);
1094
1095   /* Otherwise return NULL.  */
1096   return NULL_TREE;
1097 }
1098 \f
1099 tree
1100 gfc_get_element_type (tree type)
1101 {
1102   tree element;
1103
1104   if (GFC_ARRAY_TYPE_P (type))
1105     {
1106       if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE)
1107         type = TREE_TYPE (type);
1108       if (GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type) == 0)
1109         {
1110           gcc_assert (GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (type) > 0);
1111           element = type;
1112         }
1113       else
1114         {
1115           gcc_assert (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE);
1116           element = TREE_TYPE (type);
1117         }
1118     }
1119   else
1120     {
1121       gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type));
1122       element = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
1123
1124       gcc_assert (TREE_CODE (element) == POINTER_TYPE);
1125       element = TREE_TYPE (element);
1126
1127       /* For arrays, which are not scalar coarrays.  */
1128       if (TREE_CODE (element) == ARRAY_TYPE)
1129         element = TREE_TYPE (element);
1130     }
1131
1132   return element;
1133 }
1134 \f
1135 /* Build an array.  This function is called from gfc_sym_type().
1136    Actually returns array descriptor type.
1137
1138    Format of array descriptors is as follows:
1139
1140     struct gfc_array_descriptor
1141     {
1142       array *data
1143       index offset;
1144       index dtype;
1145       struct descriptor_dimension dimension[N_DIM];
1146     }
1147
1148     struct descriptor_dimension
1149     {
1150       index stride;
1151       index lbound;
1152       index ubound;
1153     }
1154
1155    Translation code should use gfc_conv_descriptor_* rather than
1156    accessing the descriptor directly.  Any changes to the array
1157    descriptor type will require changes in gfc_conv_descriptor_* and
1158    gfc_build_array_initializer.
1159
1160    This is represented internally as a RECORD_TYPE. The index nodes
1161    are gfc_array_index_type and the data node is a pointer to the
1162    data.  See below for the handling of character types.
1163
1164    The dtype member is formatted as follows:
1165     rank = dtype & GFC_DTYPE_RANK_MASK // 3 bits
1166     type = (dtype & GFC_DTYPE_TYPE_MASK) >> GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT // 3 bits
1167     size = dtype >> GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT
1168
1169    I originally used nested ARRAY_TYPE nodes to represent arrays, but
1170    this generated poor code for assumed/deferred size arrays.  These
1171    require use of PLACEHOLDER_EXPR/WITH_RECORD_EXPR, which isn't part
1172    of the GENERIC grammar.  Also, there is no way to explicitly set
1173    the array stride, so all data must be packed(1).  I've tried to
1174    mark all the functions which would require modification with a GCC
1175    ARRAYS comment.
1176
1177    The data component points to the first element in the array.  The
1178    offset field is the position of the origin of the array (i.e. element
1179    (0, 0 ...)).  This may be outside the bounds of the array.
1180
1181    An element is accessed by
1182     data[offset + index0*stride0 + index1*stride1 + index2*stride2]
1183    This gives good performance as the computation does not involve the
1184    bounds of the array.  For packed arrays, this is optimized further
1185    by substituting the known strides.
1186
1187    This system has one problem: all array bounds must be within 2^31
1188    elements of the origin (2^63 on 64-bit machines).  For example
1189     integer, dimension (80000:90000, 80000:90000, 2) :: array
1190    may not work properly on 32-bit machines because 80000*80000 >
1191    2^31, so the calculation for stride2 would overflow.  This may
1192    still work, but I haven't checked, and it relies on the overflow
1193    doing the right thing.
1194
1195    The way to fix this problem is to access elements as follows:
1196     data[(index0-lbound0)*stride0 + (index1-lbound1)*stride1]
1197    Obviously this is much slower.  I will make this a compile time
1198    option, something like -fsmall-array-offsets.  Mixing code compiled
1199    with and without this switch will work.
1200
1201    (1) This can be worked around by modifying the upper bound of the
1202    previous dimension.  This requires extra fields in the descriptor
1203    (both real_ubound and fake_ubound).  */
1204
1205
1206 /* Returns true if the array sym does not require a descriptor.  */
1207
1208 int
1209 gfc_is_nodesc_array (gfc_symbol * sym)
1210 {
1211   gcc_assert (sym->attr.dimension || sym->attr.codimension);
1212
1213   /* We only want local arrays.  */
1214   if (sym->attr.pointer || sym->attr.allocatable)
1215     return 0;
1216
1217   /* We want a descriptor for associate-name arrays that do not have an
1218      explicitely known shape already.  */
1219   if (sym->assoc && sym->as->type != AS_EXPLICIT)
1220     return 0;
1221
1222   if (sym->attr.dummy)
1223     return sym->as->type != AS_ASSUMED_SHAPE;
1224
1225   if (sym->attr.result || sym->attr.function)
1226     return 0;
1227
1228   gcc_assert (sym->as->type == AS_EXPLICIT || sym->as->cp_was_assumed);
1229
1230   return 1;
1231 }
1232
1233
1234 /* Create an array descriptor type.  */
1235
1236 static tree
1237 gfc_build_array_type (tree type, gfc_array_spec * as,
1238                       enum gfc_array_kind akind, bool restricted,
1239                       bool contiguous)
1240 {
1241   tree lbound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1242   tree ubound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1243   int n;
1244
1245   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1246     {
1247       /* Create expressions for the known bounds of the array.  */
1248       if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE && as->lower[n] == NULL)
1249         lbound[n] = gfc_index_one_node;
1250       else
1251         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
1252       ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
1253     }
1254
1255   for (n = as->rank; n < as->rank + as->corank; n++)
1256     {
1257       if (as->type != AS_DEFERRED && as->lower[n] == NULL)
1258         lbound[n] = gfc_index_one_node;
1259       else
1260         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
1261
1262       if (n < as->rank + as->corank - 1)
1263         ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
1264     }
1265
1266   if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE)
1267     akind = contiguous ? GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT
1268                        : GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE;
1269   return gfc_get_array_type_bounds (type, as->rank, as->corank, lbound,
1270                                     ubound, 0, akind, restricted);
1271 }
1272 \f
1273 /* Returns the struct descriptor_dimension type.  */
1274
1275 static tree
1276 gfc_get_desc_dim_type (void)
1277 {
1278   tree type;
1279   tree decl, *chain = NULL;
1280
1281   if (gfc_desc_dim_type)
1282     return gfc_desc_dim_type;
1283
1284   /* Build the type node.  */
1285   type = make_node (RECORD_TYPE);
1286
1287   TYPE_NAME (type) = get_identifier ("descriptor_dimension");
1288   TYPE_PACKED (type) = 1;
1289
1290   /* Consists of the stride, lbound and ubound members.  */
1291   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1292                                     get_identifier ("stride"),
1293                                     gfc_array_index_type, &chain);
1294   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1295
1296   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1297                                     get_identifier ("lbound"),
1298                                     gfc_array_index_type, &chain);
1299   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1300
1301   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1302                                     get_identifier ("ubound"),
1303                                     gfc_array_index_type, &chain);
1304   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1305
1306   /* Finish off the type.  */
1307   gfc_finish_type (type);
1308   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
1309
1310   gfc_desc_dim_type = type;
1311   return type;
1312 }
1313
1314
1315 /* Return the DTYPE for an array.  This describes the type and type parameters
1316    of the array.  */
1317 /* TODO: Only call this when the value is actually used, and make all the
1318    unknown cases abort.  */
1319
1320 tree
1321 gfc_get_dtype (tree type)
1322 {
1323   tree size;
1324   int n;
1325   HOST_WIDE_INT i;
1326   tree tmp;
1327   tree dtype;
1328   tree etype;
1329   int rank;
1330
1331   gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type) || GFC_ARRAY_TYPE_P (type));
1332
1333   if (GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type))
1334     return GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type);
1335
1336   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
1337   etype = gfc_get_element_type (type);
1338
1339   switch (TREE_CODE (etype))
1340     {
1341     case INTEGER_TYPE:
1342       n = BT_INTEGER;
1343       break;
1344
1345     case BOOLEAN_TYPE:
1346       n = BT_LOGICAL;
1347       break;
1348
1349     case REAL_TYPE:
1350       n = BT_REAL;
1351       break;
1352
1353     case COMPLEX_TYPE:
1354       n = BT_COMPLEX;
1355       break;
1356
1357     /* We will never have arrays of arrays.  */
1358     case RECORD_TYPE:
1359       n = BT_DERIVED;
1360       break;
1361
1362     case ARRAY_TYPE:
1363       n = BT_CHARACTER;
1364       break;
1365
1366     default:
1367       /* TODO: Don't do dtype for temporary descriptorless arrays.  */
1368       /* We can strange array types for temporary arrays.  */
1369       return gfc_index_zero_node;
1370     }
1371
1372   gcc_assert (rank <= GFC_DTYPE_RANK_MASK);
1373   size = TYPE_SIZE_UNIT (etype);
1374
1375   i = rank | (n << GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT);
1376   if (size && INTEGER_CST_P (size))
1377     {
1378       if (tree_int_cst_lt (gfc_max_array_element_size, size))
1379         gfc_fatal_error ("Array element size too big at %C");
1380
1381       i += TREE_INT_CST_LOW (size) << GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
1382     }
1383   dtype = build_int_cst (gfc_array_index_type, i);
1384
1385   if (size && !INTEGER_CST_P (size))
1386     {
1387       tmp = build_int_cst (gfc_array_index_type, GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT);
1388       tmp  = fold_build2_loc (input_location, LSHIFT_EXPR,
1389                               gfc_array_index_type,
1390                               fold_convert (gfc_array_index_type, size), tmp);
1391       dtype = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
1392                                tmp, dtype);
1393     }
1394   /* If we don't know the size we leave it as zero.  This should never happen
1395      for anything that is actually used.  */
1396   /* TODO: Check this is actually true, particularly when repacking
1397      assumed size parameters.  */
1398
1399   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = dtype;
1400   return dtype;
1401 }
1402
1403
1404 /* Build an array type for use without a descriptor, packed according
1405    to the value of PACKED.  */
1406
1407 tree
1408 gfc_get_nodesc_array_type (tree etype, gfc_array_spec * as, gfc_packed packed,
1409                            bool restricted)
1410 {
1411   tree range;
1412   tree type;
1413   tree tmp;
1414   int n;
1415   int known_stride;
1416   int known_offset;
1417   mpz_t offset;
1418   mpz_t stride;
1419   mpz_t delta;
1420   gfc_expr *expr;
1421
1422   mpz_init_set_ui (offset, 0);
1423   mpz_init_set_ui (stride, 1);
1424   mpz_init (delta);
1425
1426   /* We don't use build_array_type because this does not include include
1427      lang-specific information (i.e. the bounds of the array) when checking
1428      for duplicates.  */
1429   if (as->rank)
1430     type = make_node (ARRAY_TYPE);
1431   else
1432     type = build_variant_type_copy (etype);
1433
1434   GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1435   TYPE_LANG_SPECIFIC (type)
1436       = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1437
1438   known_stride = (packed != PACKED_NO);
1439   known_offset = 1;
1440   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1441     {
1442       /* Fill in the stride and bound components of the type.  */
1443       if (known_stride)
1444         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1445       else
1446         tmp = NULL_TREE;
1447       GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (type, n) = tmp;
1448
1449       expr = as->lower[n];
1450       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1451         {
1452           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1453                                       gfc_index_integer_kind);
1454         }
1455       else
1456         {
1457           known_stride = 0;
1458           tmp = NULL_TREE;
1459         }
1460       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1461
1462       if (known_stride)
1463         {
1464           /* Calculate the offset.  */
1465           mpz_mul (delta, stride, as->lower[n]->value.integer);
1466           mpz_sub (offset, offset, delta);
1467         }
1468       else
1469         known_offset = 0;
1470
1471       expr = as->upper[n];
1472       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1473         {
1474           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1475                                   gfc_index_integer_kind);
1476         }
1477       else
1478         {
1479           tmp = NULL_TREE;
1480           known_stride = 0;
1481         }
1482       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1483
1484       if (known_stride)
1485         {
1486           /* Calculate the stride.  */
1487           mpz_sub (delta, as->upper[n]->value.integer,
1488                    as->lower[n]->value.integer);
1489           mpz_add_ui (delta, delta, 1);
1490           mpz_mul (stride, stride, delta);
1491         }
1492
1493       /* Only the first stride is known for partial packed arrays.  */
1494       if (packed == PACKED_NO || packed == PACKED_PARTIAL)
1495         known_stride = 0;
1496     }
1497   for (n = as->rank; n < as->rank + as->corank; n++)
1498     {
1499       expr = as->lower[n];
1500       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1501         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1502                                     gfc_index_integer_kind);
1503       else
1504         tmp = NULL_TREE;
1505       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1506
1507       expr = as->upper[n];
1508       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1509         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1510                                     gfc_index_integer_kind);
1511       else
1512         tmp = NULL_TREE;
1513       if (n < as->rank + as->corank - 1)
1514       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1515     }
1516
1517   if (known_offset)
1518     {
1519       GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) =
1520         gfc_conv_mpz_to_tree (offset, gfc_index_integer_kind);
1521     }
1522   else
1523     GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) = NULL_TREE;
1524
1525   if (known_stride)
1526     {
1527       GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) =
1528         gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1529     }
1530   else
1531     GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) = NULL_TREE;
1532
1533   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type) = as->rank;
1534   GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (type) = as->corank;
1535   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = NULL_TREE;
1536   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1537                             NULL_TREE);
1538   /* TODO: use main type if it is unbounded.  */
1539   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1540     build_pointer_type (build_array_type (etype, range));
1541   if (restricted)
1542     GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1543       build_qualified_type (GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type),
1544                             TYPE_QUAL_RESTRICT);
1545
1546   if (as->rank == 0)
1547     {
1548       if (packed != PACKED_STATIC  || gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB)
1549         {
1550           type = build_pointer_type (type);
1551
1552           if (restricted)
1553             type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);     
1554
1555           GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1556           TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = TYPE_LANG_SPECIFIC (TREE_TYPE (type)); 
1557         }
1558
1559       return type;
1560     }
1561
1562   if (known_stride)
1563     {
1564       mpz_sub_ui (stride, stride, 1);
1565       range = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1566     }
1567   else
1568     range = NULL_TREE;
1569
1570   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node, range);
1571   TYPE_DOMAIN (type) = range;
1572
1573   build_pointer_type (etype);
1574   TREE_TYPE (type) = etype;
1575
1576   layout_type (type);
1577
1578   mpz_clear (offset);
1579   mpz_clear (stride);
1580   mpz_clear (delta);
1581
1582   /* Represent packed arrays as multi-dimensional if they have rank >
1583      1 and with proper bounds, instead of flat arrays.  This makes for
1584      better debug info.  */
1585   if (known_offset)
1586     {
1587       tree gtype = etype, rtype, type_decl;
1588
1589       for (n = as->rank - 1; n >= 0; n--)
1590         {
1591           rtype = build_range_type (gfc_array_index_type,
1592                                     GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n),
1593                                     GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n));
1594           gtype = build_array_type (gtype, rtype);
1595         }
1596       TYPE_NAME (type) = type_decl = build_decl (input_location,
1597                                                  TYPE_DECL, NULL, gtype);
1598       DECL_ORIGINAL_TYPE (type_decl) = gtype;
1599     }
1600
1601   if (packed != PACKED_STATIC || !known_stride
1602       || (as->corank && gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB))
1603     {
1604       /* For dummy arrays and automatic (heap allocated) arrays we
1605          want a pointer to the array.  */
1606       type = build_pointer_type (type);
1607       if (restricted)
1608         type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1609       GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1610       TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = TYPE_LANG_SPECIFIC (TREE_TYPE (type));
1611     }
1612   return type;
1613 }
1614
1615
1616 /* Return or create the base type for an array descriptor.  */
1617
1618 static tree
1619 gfc_get_array_descriptor_base (int dimen, int codimen, bool restricted,
1620                                enum gfc_array_kind akind)
1621 {
1622   tree fat_type, decl, arraytype, *chain = NULL;
1623   char name[16 + 2*GFC_RANK_DIGITS + 1 + 1];
1624   int idx = 2 * (codimen + dimen - 1) + restricted;
1625
1626   gcc_assert (codimen + dimen >= 1 && codimen + dimen <= GFC_MAX_DIMENSIONS);
1627
1628   if (gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB && codimen)
1629     {
1630       if (gfc_array_descriptor_base_caf[idx])
1631         return gfc_array_descriptor_base_caf[idx];
1632     }
1633   else if (gfc_array_descriptor_base[idx])
1634     return gfc_array_descriptor_base[idx];
1635
1636   /* Build the type node.  */
1637   fat_type = make_node (RECORD_TYPE);
1638
1639   sprintf (name, "array_descriptor" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT, dimen + codimen);
1640   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1641   TYPE_NAMELESS (fat_type) = 1;
1642
1643   /* Add the data member as the first element of the descriptor.  */
1644   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1645                                     get_identifier ("data"),
1646                                     (restricted
1647                                      ? prvoid_type_node
1648                                      : ptr_type_node), &chain);
1649
1650   /* Add the base component.  */
1651   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1652                                     get_identifier ("offset"),
1653                                     gfc_array_index_type, &chain);
1654   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1655
1656   /* Add the dtype component.  */
1657   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1658                                     get_identifier ("dtype"),
1659                                     gfc_array_index_type, &chain);
1660   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1661
1662   /* Build the array type for the stride and bound components.  */
1663   arraytype =
1664     build_array_type (gfc_get_desc_dim_type (),
1665                       build_range_type (gfc_array_index_type,
1666                                         gfc_index_zero_node,
1667                                         gfc_rank_cst[codimen + dimen - 1]));
1668
1669   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1670                                     get_identifier ("dim"),
1671                                     arraytype, &chain);
1672   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1673
1674   if (gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB && codimen
1675       && akind == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
1676     {
1677       decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1678                                         get_identifier ("token"),
1679                                         prvoid_type_node, &chain);
1680       TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1681     }
1682
1683   /* Finish off the type.  */
1684   gfc_finish_type (fat_type);
1685   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (fat_type)) = 1;
1686
1687   if (gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB && codimen
1688       && akind == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
1689     gfc_array_descriptor_base_caf[idx] = fat_type;
1690   else
1691     gfc_array_descriptor_base[idx] = fat_type;
1692
1693   return fat_type;
1694 }
1695
1696
1697 /* Build an array (descriptor) type with given bounds.  */
1698
1699 tree
1700 gfc_get_array_type_bounds (tree etype, int dimen, int codimen, tree * lbound,
1701                            tree * ubound, int packed,
1702                            enum gfc_array_kind akind, bool restricted)
1703 {
1704   char name[8 + 2*GFC_RANK_DIGITS + 1 + GFC_MAX_SYMBOL_LEN];
1705   tree fat_type, base_type, arraytype, lower, upper, stride, tmp, rtype;
1706   const char *type_name;
1707   int n;
1708
1709   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen, codimen, restricted, akind);
1710   fat_type = build_distinct_type_copy (base_type);
1711   /* Make sure that nontarget and target array type have the same canonical
1712      type (and same stub decl for debug info).  */
1713   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen, codimen, false, akind);
1714   TYPE_CANONICAL (fat_type) = base_type;
1715   TYPE_STUB_DECL (fat_type) = TYPE_STUB_DECL (base_type);
1716
1717   tmp = TYPE_NAME (etype);
1718   if (tmp && TREE_CODE (tmp) == TYPE_DECL)
1719     tmp = DECL_NAME (tmp);
1720   if (tmp)
1721     type_name = IDENTIFIER_POINTER (tmp);
1722   else
1723     type_name = "unknown";
1724   sprintf (name, "array" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "_%.*s", dimen + codimen,
1725            GFC_MAX_SYMBOL_LEN, type_name);
1726   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1727   TYPE_NAMELESS (fat_type) = 1;
1728
1729   GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (fat_type) = 1;
1730   TYPE_LANG_SPECIFIC (fat_type)
1731     = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1732
1733   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (fat_type) = dimen;
1734   GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (fat_type) = codimen;
1735   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (fat_type) = NULL_TREE;
1736   GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (fat_type) = akind;
1737
1738   /* Build an array descriptor record type.  */
1739   if (packed != 0)
1740     stride = gfc_index_one_node;
1741   else
1742     stride = NULL_TREE;
1743   for (n = 0; n < dimen + codimen; n++)
1744     {
1745       if (n < dimen)
1746         GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (fat_type, n) = stride;
1747
1748       if (lbound)
1749         lower = lbound[n];
1750       else
1751         lower = NULL_TREE;
1752
1753       if (lower != NULL_TREE)
1754         {
1755           if (INTEGER_CST_P (lower))
1756             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (fat_type, n) = lower;
1757           else
1758             lower = NULL_TREE;
1759         }
1760
1761       if (codimen && n == dimen + codimen - 1)
1762         break;
1763
1764       upper = ubound[n];
1765       if (upper != NULL_TREE)
1766         {
1767           if (INTEGER_CST_P (upper))
1768             GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (fat_type, n) = upper;
1769           else
1770             upper = NULL_TREE;
1771         }
1772
1773       if (n >= dimen)
1774         continue;
1775
1776       if (upper != NULL_TREE && lower != NULL_TREE && stride != NULL_TREE)
1777         {
1778           tmp = fold_build2_loc (input_location, MINUS_EXPR,
1779                                  gfc_array_index_type, upper, lower);
1780           tmp = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
1781                                  gfc_array_index_type, tmp,
1782                                  gfc_index_one_node);
1783           stride = fold_build2_loc (input_location, MULT_EXPR,
1784                                     gfc_array_index_type, tmp, stride);
1785           /* Check the folding worked.  */
1786           gcc_assert (INTEGER_CST_P (stride));
1787         }
1788       else
1789         stride = NULL_TREE;
1790     }
1791   GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (fat_type) = stride;
1792
1793   /* TODO: known offsets for descriptors.  */
1794   GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (fat_type) = NULL_TREE;
1795
1796   if (dimen == 0)
1797     {
1798       arraytype =  build_pointer_type (etype);
1799       if (restricted)
1800         arraytype = build_qualified_type (arraytype, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1801
1802       GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (fat_type) = arraytype;
1803       return fat_type;
1804     }
1805
1806   /* We define data as an array with the correct size if possible.
1807      Much better than doing pointer arithmetic.  */
1808   if (stride)
1809     rtype = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1810                               int_const_binop (MINUS_EXPR, stride,
1811                                                integer_one_node));
1812   else
1813     rtype = gfc_array_range_type;
1814   arraytype = build_array_type (etype, rtype);
1815   arraytype = build_pointer_type (arraytype);
1816   if (restricted)
1817     arraytype = build_qualified_type (arraytype, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1818   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (fat_type) = arraytype;
1819
1820   /* This will generate the base declarations we need to emit debug
1821      information for this type.  FIXME: there must be a better way to
1822      avoid divergence between compilations with and without debug
1823      information.  */
1824   {
1825     struct array_descr_info info;
1826     gfc_get_array_descr_info (fat_type, &info);
1827     gfc_get_array_descr_info (build_pointer_type (fat_type), &info);
1828   }
1829
1830   return fat_type;
1831 }
1832 \f
1833 /* Build a pointer type. This function is called from gfc_sym_type().  */
1834
1835 static tree
1836 gfc_build_pointer_type (gfc_symbol * sym, tree type)
1837 {
1838   /* Array pointer types aren't actually pointers.  */
1839   if (sym->attr.dimension)
1840     return type;
1841   else
1842     return build_pointer_type (type);
1843 }
1844
1845 static tree gfc_nonrestricted_type (tree t);
1846 /* Given two record or union type nodes TO and FROM, ensure
1847    that all fields in FROM have a corresponding field in TO,
1848    their type being nonrestrict variants.  This accepts a TO
1849    node that already has a prefix of the fields in FROM.  */
1850 static void
1851 mirror_fields (tree to, tree from)
1852 {
1853   tree fto, ffrom;
1854   tree *chain;
1855
1856   /* Forward to the end of TOs fields.  */
1857   fto = TYPE_FIELDS (to);
1858   ffrom = TYPE_FIELDS (from);
1859   chain = &TYPE_FIELDS (to);
1860   while (fto)
1861     {
1862       gcc_assert (ffrom && DECL_NAME (fto) == DECL_NAME (ffrom));
1863       chain = &DECL_CHAIN (fto);
1864       fto = DECL_CHAIN (fto);
1865       ffrom = DECL_CHAIN (ffrom);
1866     }
1867
1868   /* Now add all fields remaining in FROM (starting with ffrom).  */
1869   for (; ffrom; ffrom = DECL_CHAIN (ffrom))
1870     {
1871       tree newfield = copy_node (ffrom);
1872       DECL_CONTEXT (newfield) = to;
1873       /* The store to DECL_CHAIN might seem redundant with the
1874          stores to *chain, but not clearing it here would mean
1875          leaving a chain into the old fields.  If ever
1876          our called functions would look at them confusion
1877          will arise.  */
1878       DECL_CHAIN (newfield) = NULL_TREE;
1879       *chain = newfield;
1880       chain = &DECL_CHAIN (newfield);
1881
1882       if (TREE_CODE (ffrom) == FIELD_DECL)
1883         {
1884           tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (ffrom));
1885           TREE_TYPE (newfield) = elemtype;
1886         }
1887     }
1888   *chain = NULL_TREE;
1889 }
1890
1891 /* Given a type T, returns a different type of the same structure,
1892    except that all types it refers to (recursively) are always
1893    non-restrict qualified types.  */
1894 static tree
1895 gfc_nonrestricted_type (tree t)
1896 {
1897   tree ret = t;
1898
1899   /* If the type isn't layed out yet, don't copy it.  If something
1900      needs it for real it should wait until the type got finished.  */
1901   if (!TYPE_SIZE (t))
1902     return t;
1903
1904   if (!TYPE_LANG_SPECIFIC (t))
1905     TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
1906       = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1907   /* If we're dealing with this very node already further up
1908      the call chain (recursion via pointers and struct members)
1909      we haven't yet determined if we really need a new type node.
1910      Assume we don't, return T itself.  */
1911   if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type == error_mark_node)
1912     return t;
1913
1914   /* If we have calculated this all already, just return it.  */
1915   if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type)
1916     return TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type;
1917
1918   /* Mark this type.  */
1919   TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = error_mark_node;
1920
1921   switch (TREE_CODE (t))
1922     {
1923       default:
1924         break;
1925
1926       case POINTER_TYPE:
1927       case REFERENCE_TYPE:
1928         {
1929           tree totype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (t));
1930           if (totype == TREE_TYPE (t))
1931             ret = t;
1932           else if (TREE_CODE (t) == POINTER_TYPE)
1933             ret = build_pointer_type (totype);
1934           else
1935             ret = build_reference_type (totype);
1936           ret = build_qualified_type (ret,
1937                                       TYPE_QUALS (t) & ~TYPE_QUAL_RESTRICT);
1938         }
1939         break;
1940
1941       case ARRAY_TYPE:
1942         {
1943           tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (t));
1944           if (elemtype == TREE_TYPE (t))
1945             ret = t;
1946           else
1947             {
1948               ret = build_variant_type_copy (t);
1949               TREE_TYPE (ret) = elemtype;
1950               if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
1951                   && GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t))
1952                 {
1953                   tree dataptr_type = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t);
1954                   dataptr_type = gfc_nonrestricted_type (dataptr_type);
1955                   if (dataptr_type != GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t))
1956                     {
1957                       TYPE_LANG_SPECIFIC (ret)
1958                         = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct
1959                                                                lang_type));
1960                       *TYPE_LANG_SPECIFIC (ret) = *TYPE_LANG_SPECIFIC (t);
1961                       GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (ret) = dataptr_type;
1962                     }
1963                 }
1964             }
1965         }
1966         break;
1967
1968       case RECORD_TYPE:
1969       case UNION_TYPE:
1970       case QUAL_UNION_TYPE:
1971         {
1972           tree field;
1973           /* First determine if we need a new type at all.
1974              Careful, the two calls to gfc_nonrestricted_type per field
1975              might return different values.  That happens exactly when
1976              one of the fields reaches back to this very record type
1977              (via pointers).  The first calls will assume that we don't
1978              need to copy T (see the error_mark_node marking).  If there
1979              are any reasons for copying T apart from having to copy T,
1980              we'll indeed copy it, and the second calls to
1981              gfc_nonrestricted_type will use that new node if they
1982              reach back to T.  */
1983           for (field = TYPE_FIELDS (t); field; field = DECL_CHAIN (field))
1984             if (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL)
1985               {
1986                 tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (field));
1987                 if (elemtype != TREE_TYPE (field))
1988                   break;
1989               }
1990           if (!field)
1991             break;
1992           ret = build_variant_type_copy (t);
1993           TYPE_FIELDS (ret) = NULL_TREE;
1994
1995           /* Here we make sure that as soon as we know we have to copy
1996              T, that also fields reaching back to us will use the new
1997              copy.  It's okay if that copy still contains the old fields,
1998              we won't look at them.  */
1999           TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = ret;
2000           mirror_fields (ret, t);
2001         }
2002         break;
2003     }
2004
2005   TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = ret;
2006   return ret;
2007 }
2008
2009 \f
2010 /* Return the type for a symbol.  Special handling is required for character
2011    types to get the correct level of indirection.
2012    For functions return the return type.
2013    For subroutines return void_type_node.
2014    Calling this multiple times for the same symbol should be avoided,
2015    especially for character and array types.  */
2016
2017 tree
2018 gfc_sym_type (gfc_symbol * sym)
2019 {
2020   tree type;
2021   int byref;
2022   bool restricted;
2023
2024   /* Procedure Pointers inside COMMON blocks.  */
2025   if (sym->attr.proc_pointer && sym->attr.in_common)
2026     {
2027       /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type calls gfc_sym_type.  */
2028       sym->attr.proc_pointer = 0;
2029       type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym));
2030       sym->attr.proc_pointer = 1;
2031       return type;
2032     }
2033
2034   if (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE && !sym->attr.function)
2035     return void_type_node;
2036
2037   /* In the case of a function the fake result variable may have a
2038      type different from the function type, so don't return early in
2039      that case.  */
2040   if (sym->backend_decl && !sym->attr.function)
2041     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
2042
2043   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
2044       && ((sym->attr.function && sym->attr.is_bind_c)
2045           || (sym->attr.result
2046               && sym->ns->proc_name
2047               && sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c)))
2048     type = gfc_character1_type_node;
2049   else
2050     type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
2051
2052   if (sym->attr.dummy && !sym->attr.function && !sym->attr.value)
2053     byref = 1;
2054   else
2055     byref = 0;
2056
2057   restricted = !sym->attr.target && !sym->attr.pointer
2058                && !sym->attr.proc_pointer && !sym->attr.cray_pointee;
2059   if (!restricted)
2060     type = gfc_nonrestricted_type (type);
2061
2062   if (sym->attr.dimension || sym->attr.codimension)
2063     {
2064       if (gfc_is_nodesc_array (sym))
2065         {
2066           /* If this is a character argument of unknown length, just use the
2067              base type.  */
2068           if (sym->ts.type != BT_CHARACTER
2069               || !(sym->attr.dummy || sym->attr.function)
2070               || sym->ts.u.cl->backend_decl)
2071             {
2072               type = gfc_get_nodesc_array_type (type, sym->as,
2073                                                 byref ? PACKED_FULL
2074                                                       : PACKED_STATIC,
2075                                                 restricted);
2076               byref = 0;
2077             }
2078
2079           if (sym->attr.cray_pointee)
2080             GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
2081         }
2082       else
2083         {
2084           enum gfc_array_kind akind = GFC_ARRAY_UNKNOWN;
2085           if (sym->attr.pointer)
2086             akind = sym->attr.contiguous ? GFC_ARRAY_POINTER_CONT
2087                                          : GFC_ARRAY_POINTER;
2088           else if (sym->attr.allocatable)
2089             akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
2090           type = gfc_build_array_type (type, sym->as, akind, restricted,
2091                                        sym->attr.contiguous);
2092         }
2093     }
2094   else
2095     {
2096       if (sym->attr.allocatable || sym->attr.pointer
2097           || gfc_is_associate_pointer (sym))
2098         type = gfc_build_pointer_type (sym, type);
2099       if (sym->attr.pointer || sym->attr.cray_pointee)
2100         GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
2101     }
2102
2103   /* We currently pass all parameters by reference.
2104      See f95_get_function_decl.  For dummy function parameters return the
2105      function type.  */
2106   if (byref)
2107     {
2108       /* We must use pointer types for potentially absent variables.  The
2109          optimizers assume a reference type argument is never NULL.  */
2110       if (sym->attr.optional
2111           || (sym->ns->proc_name && sym->ns->proc_name->attr.entry_master))
2112         type = build_pointer_type (type);
2113       else
2114         {
2115           type = build_reference_type (type);
2116           if (restricted)
2117             type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
2118         }
2119     }
2120
2121   return (type);
2122 }
2123 \f
2124 /* Layout and output debug info for a record type.  */
2125
2126 void
2127 gfc_finish_type (tree type)
2128 {
2129   tree decl;
2130
2131   decl = build_decl (input_location,
2132                      TYPE_DECL, NULL_TREE, type);
2133   TYPE_STUB_DECL (type) = decl;
2134   layout_type (type);
2135   rest_of_type_compilation (type, 1);
2136   rest_of_decl_compilation (decl, 1, 0);
2137 }
2138 \f
2139 /* Add a field of given NAME and TYPE to the context of a UNION_TYPE
2140    or RECORD_TYPE pointed to by CONTEXT.  The new field is chained
2141    to the end of the field list pointed to by *CHAIN.
2142
2143    Returns a pointer to the new field.  */
2144
2145 static tree
2146 gfc_add_field_to_struct_1 (tree context, tree name, tree type, tree **chain)
2147 {
2148   tree decl = build_decl (input_location, FIELD_DECL, name, type);
2149
2150   DECL_CONTEXT (decl) = context;
2151   DECL_CHAIN (decl) = NULL_TREE;
2152   if (TYPE_FIELDS (context) == NULL_TREE)
2153     TYPE_FIELDS (context) = decl;
2154   if (chain != NULL)
2155     {
2156       if (*chain != NULL)
2157         **chain = decl;
2158       *chain = &DECL_CHAIN (decl);
2159     }
2160
2161   return decl;
2162 }
2163
2164 /* Like `gfc_add_field_to_struct_1', but adds alignment
2165    information.  */
2166
2167 tree
2168 gfc_add_field_to_struct (tree context, tree name, tree type, tree **chain)
2169 {
2170   tree decl = gfc_add_field_to_struct_1 (context, name, type, chain);
2171
2172   DECL_INITIAL (decl) = 0;
2173   DECL_ALIGN (decl) = 0;
2174   DECL_USER_ALIGN (decl) = 0;
2175
2176   return decl;
2177 }
2178
2179
2180 /* Copy the backend_decl and component backend_decls if
2181    the two derived type symbols are "equal", as described
2182    in 4.4.2 and resolved by gfc_compare_derived_types.  */
2183
2184 int
2185 gfc_copy_dt_decls_ifequal (gfc_symbol *from, gfc_symbol *to,
2186                            bool from_gsym)
2187 {
2188   gfc_component *to_cm;
2189   gfc_component *from_cm;
2190
2191   if (from == to)
2192     return 1;
2193
2194   if (from->backend_decl == NULL
2195         || !gfc_compare_derived_types (from, to))
2196     return 0;
2197
2198   to->backend_decl = from->backend_decl;
2199
2200   to_cm = to->components;
2201   from_cm = from->components;
2202
2203   /* Copy the component declarations.  If a component is itself
2204      a derived type, we need a copy of its component declarations.
2205      This is done by recursing into gfc_get_derived_type and
2206      ensures that the component's component declarations have
2207      been built.  If it is a character, we need the character 
2208      length, as well.  */
2209   for (; to_cm; to_cm = to_cm->next, from_cm = from_cm->next)
2210     {
2211       to_cm->backend_decl = from_cm->backend_decl;
2212       if (from_cm->ts.type == BT_DERIVED
2213           && (!from_cm->attr.pointer || from_gsym))
2214         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.u.derived);
2215       else if (from_cm->ts.type == BT_CLASS
2216                && (!CLASS_DATA (from_cm)->attr.class_pointer || from_gsym))
2217         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.u.derived);
2218       else if (from_cm->ts.type == BT_CHARACTER)
2219         to_cm->ts.u.cl->backend_decl = from_cm->ts.u.cl->backend_decl;
2220     }
2221
2222   return 1;
2223 }
2224
2225
2226 /* Build a tree node for a procedure pointer component.  */
2227
2228 tree
2229 gfc_get_ppc_type (gfc_component* c)
2230 {
2231   tree t;
2232
2233   /* Explicit interface.  */
2234   if (c->attr.if_source != IFSRC_UNKNOWN && c->ts.interface)
2235     return build_pointer_type (gfc_get_function_type (c->ts.interface));
2236
2237   /* Implicit interface (only return value may be known).  */
2238   if (c->attr.function && !c->attr.dimension && c->ts.type != BT_CHARACTER)
2239     t = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
2240   else
2241     t = void_type_node;
2242
2243   return build_pointer_type (build_function_type_list (t, NULL_TREE));
2244 }
2245
2246
2247 /* Build a tree node for a derived type.  If there are equal
2248    derived types, with different local names, these are built
2249    at the same time.  If an equal derived type has been built
2250    in a parent namespace, this is used.  */
2251
2252 tree
2253 gfc_get_derived_type (gfc_symbol * derived)
2254 {
2255   tree typenode = NULL, field = NULL, field_type = NULL;
2256   tree canonical = NULL_TREE;
2257   tree *chain = NULL;
2258   bool got_canonical = false;
2259   gfc_component *c;
2260   gfc_dt_list *dt;
2261   gfc_namespace *ns;
2262
2263   if (derived && derived->attr.flavor == FL_PROCEDURE
2264       && derived->attr.generic)
2265     derived = gfc_find_dt_in_generic (derived);
2266
2267   gcc_assert (derived && derived->attr.flavor == FL_DERIVED);
2268
2269   /* See if it's one of the iso_c_binding derived types.  */
2270   if (derived->attr.is_iso_c == 1)
2271     {
2272       if (derived->backend_decl)
2273         return derived->backend_decl;
2274
2275       if (derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
2276         derived->backend_decl = ptr_type_node;
2277       else
2278         derived->backend_decl = pfunc_type_node;
2279
2280       derived->ts.kind = gfc_index_integer_kind;
2281       derived->ts.type = BT_INTEGER;
2282       /* Set the f90_type to BT_VOID as a way to recognize something of type
2283          BT_INTEGER that needs to fit a void * for the purpose of the
2284          iso_c_binding derived types.  */
2285       derived->ts.f90_type = BT_VOID;
2286       
2287       return derived->backend_decl;
2288     }
2289
2290   /* If use associated, use the module type for this one.  */
2291   if (gfc_option.flag_whole_file
2292         && derived->backend_decl == NULL
2293         && derived->attr.use_assoc
2294         && derived->module
2295         && gfc_get_module_backend_decl (derived))
2296     goto copy_derived_types;
2297
2298   /* If a whole file compilation, the derived types from an earlier
2299      namespace can be used as the canonical type.  */
2300   if (gfc_option.flag_whole_file
2301         && derived->backend_decl == NULL
2302         && !derived->attr.use_assoc
2303         && gfc_global_ns_list)
2304     {
2305       for (ns = gfc_global_ns_list;
2306            ns->translated && !got_canonical;
2307            ns = ns->sibling)
2308         {
2309           dt = ns->derived_types;
2310           for (; dt && !canonical; dt = dt->next)
2311             {
2312               gfc_copy_dt_decls_ifequal (dt->derived, derived, true);
2313               if (derived->backend_decl)
2314                 got_canonical = true;
2315             }
2316         }
2317     }
2318
2319   /* Store up the canonical type to be added to this one.  */
2320   if (got_canonical)
2321     {
2322       if (TYPE_CANONICAL (derived->backend_decl))
2323         canonical = TYPE_CANONICAL (derived->backend_decl);
2324       else
2325         canonical = derived->backend_decl;
2326
2327       derived->backend_decl = NULL_TREE;
2328     }
2329
2330   /* derived->backend_decl != 0 means we saw it before, but its
2331      components' backend_decl may have not been built.  */
2332   if (derived->backend_decl)
2333     {
2334       /* Its components' backend_decl have been built or we are
2335          seeing recursion through the formal arglist of a procedure
2336          pointer component.  */
2337       if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl)
2338             || derived->attr.proc_pointer_comp)
2339         return derived->backend_decl;
2340       else
2341         typenode = derived->backend_decl;
2342     }
2343   else
2344     {
2345       /* We see this derived type first time, so build the type node.  */
2346       typenode = make_node (RECORD_TYPE);
2347       TYPE_NAME (typenode) = get_identifier (derived->name);
2348       TYPE_PACKED (typenode) = gfc_option.flag_pack_derived;
2349       derived->backend_decl = typenode;
2350     }
2351
2352   /* Go through the derived type components, building them as
2353      necessary. The reason for doing this now is that it is
2354      possible to recurse back to this derived type through a
2355      pointer component (PR24092). If this happens, the fields
2356      will be built and so we can return the type.  */
2357   for (c = derived->components; c; c = c->next)
2358     {
2359       if (c->ts.type != BT_DERIVED && c->ts.type != BT_CLASS)
2360         continue;
2361
2362       if ((!c->attr.pointer && !c->attr.proc_pointer)
2363           || c->ts.u.derived->backend_decl == NULL)
2364         c->ts.u.derived->backend_decl = gfc_get_derived_type (c->ts.u.derived);
2365
2366       if (c->ts.u.derived && c->ts.u.derived->attr.is_iso_c)
2367         {
2368           /* Need to copy the modified ts from the derived type.  The
2369              typespec was modified because C_PTR/C_FUNPTR are translated
2370              into (void *) from derived types.  */
2371           c->ts.type = c->ts.u.derived->ts.type;
2372           c->ts.kind = c->ts.u.derived->ts.kind;
2373           c->ts.f90_type = c->ts.u.derived->ts.f90_type;
2374           if (c->initializer)
2375             {
2376               c->initializer->ts.type = c->ts.type;
2377               c->initializer->ts.kind = c->ts.kind;
2378               c->initializer->ts.f90_type = c->ts.f90_type;
2379               c->initializer->expr_type = EXPR_NULL;
2380             }
2381         }
2382     }
2383
2384   if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl))
2385     return derived->backend_decl;
2386
2387   /* Build the type member list. Install the newly created RECORD_TYPE
2388      node as DECL_CONTEXT of each FIELD_DECL.  */
2389   for (c = derived->components; c; c = c->next)
2390     {
2391       if (c->attr.proc_pointer)
2392         field_type = gfc_get_ppc_type (c);
2393       else if (c->ts.type == BT_DERIVED || c->ts.type == BT_CLASS)
2394         field_type = c->ts.u.derived->backend_decl;
2395       else
2396         {
2397           if (c->ts.type == BT_CHARACTER)
2398             {
2399               /* Evaluate the string length.  */
2400               gfc_conv_const_charlen (c->ts.u.cl);
2401               gcc_assert (c->ts.u.cl->backend_decl);
2402             }
2403
2404           field_type = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
2405         }
2406
2407       /* This returns an array descriptor type.  Initialization may be
2408          required.  */
2409       if ((c->attr.dimension || c->attr.codimension) && !c->attr.proc_pointer )
2410         {
2411           if (c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
2412             {
2413               enum gfc_array_kind akind;
2414               if (c->attr.pointer)
2415                 akind = c->attr.contiguous ? GFC_ARRAY_POINTER_CONT
2416                                            : GFC_ARRAY_POINTER;
2417               else
2418                 akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
2419               /* Pointers to arrays aren't actually pointer types.  The
2420                  descriptors are separate, but the data is common.  */
2421               field_type = gfc_build_array_type (field_type, c->as, akind,
2422                                                  !c->attr.target
2423                                                  && !c->attr.pointer,
2424                                                  c->attr.contiguous);
2425             }
2426           else
2427             field_type = gfc_get_nodesc_array_type (field_type, c->as,
2428                                                     PACKED_STATIC,
2429                                                     !c->attr.target);
2430         }
2431       else if ((c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
2432                && !c->attr.proc_pointer)
2433         field_type = build_pointer_type (field_type);
2434
2435       if (c->attr.pointer)
2436         field_type = gfc_nonrestricted_type (field_type);
2437
2438       /* vtype fields can point to different types to the base type.  */
2439       if (c->ts.type == BT_DERIVED && c->ts.u.derived->attr.vtype)
2440           field_type = build_pointer_type_for_mode (TREE_TYPE (field_type),
2441                                                     ptr_mode, true);
2442
2443       field = gfc_add_field_to_struct (typenode,
2444                                        get_identifier (c->name),
2445                                        field_type, &chain);
2446       if (c->loc.lb)
2447         gfc_set_decl_location (field, &c->loc);
2448       else if (derived->declared_at.lb)
2449         gfc_set_decl_location (field, &derived->declared_at);
2450
2451       DECL_PACKED (field) |= TYPE_PACKED (typenode);
2452
2453       gcc_assert (field);
2454       if (!c->backend_decl)
2455         c->backend_decl = field;
2456     }
2457
2458   /* Now lay out the derived type, including the fields.  */
2459   if (canonical)
2460     TYPE_CANONICAL (typenode) = canonical;
2461
2462   gfc_finish_type (typenode);
2463   gfc_set_decl_location (TYPE_STUB_DECL (typenode), &derived->declared_at);
2464   if (derived->module && derived->ns->proc_name
2465       && derived->ns->proc_name->attr.flavor == FL_MODULE)
2466     {
2467       if (derived->ns->proc_name->backend_decl
2468           && TREE_CODE (derived->ns->proc_name->backend_decl)
2469              == NAMESPACE_DECL)
2470         {
2471           TYPE_CONTEXT (typenode) = derived->ns->proc_name->backend_decl;
2472           DECL_CONTEXT (TYPE_STUB_DECL (typenode))
2473             = derived->ns->proc_name->backend_decl;
2474         }
2475     }
2476
2477   derived->backend_decl = typenode;
2478
2479 copy_derived_types:
2480
2481   for (dt = gfc_derived_types; dt; dt = dt->next)
2482     gfc_copy_dt_decls_ifequal (derived, dt->derived, false);
2483
2484   return derived->backend_decl;
2485 }
2486
2487
2488 int
2489 gfc_return_by_reference (gfc_symbol * sym)
2490 {
2491   if (!sym->attr.function)
2492     return 0;
2493
2494   if (sym->attr.dimension)
2495     return 1;
2496
2497   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
2498       && !sym->attr.is_bind_c
2499       && (!sym->attr.result
2500           || !sym->ns->proc_name
2501           || !sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c))
2502     return 1;
2503
2504   /* Possibly return complex numbers by reference for g77 compatibility.
2505      We don't do this for calls to intrinsics (as the library uses the
2506      -fno-f2c calling convention), nor for calls to functions which always
2507      require an explicit interface, as no compatibility problems can
2508      arise there.  */
2509   if (gfc_option.flag_f2c
2510       && sym->ts.type == BT_COMPLEX
2511       && !sym->attr.intrinsic && !sym->attr.always_explicit)
2512     return 1;
2513
2514   return 0;
2515 }
2516 \f
2517 static tree
2518 gfc_get_mixed_entry_union (gfc_namespace *ns)
2519 {
2520   tree type;
2521   tree *chain = NULL;
2522   char name[GFC_MAX_SYMBOL_LEN + 1];
2523   gfc_entry_list *el, *el2;
2524
2525   gcc_assert (ns->proc_name->attr.mixed_entry_master);
2526   gcc_assert (memcmp (ns->proc_name->name, "master.", 7) == 0);
2527
2528   snprintf (name, GFC_MAX_SYMBOL_LEN, "munion.%s", ns->proc_name->name + 7);
2529
2530   /* Build the type node.  */
2531   type = make_node (UNION_TYPE);
2532
2533   TYPE_NAME (type) = get_identifier (name);
2534
2535   for (el = ns->entries; el; el = el->next)
2536     {
2537       /* Search for duplicates.  */
2538       for (el2 = ns->entries; el2 != el; el2 = el2->next)
2539         if (el2->sym->result == el->sym->result)
2540           break;
2541
2542       if (el == el2)
2543         gfc_add_field_to_struct_1 (type,
2544                                    get_identifier (el->sym->result->name),
2545                                    gfc_sym_type (el->sym->result), &chain);
2546     }
2547
2548   /* Finish off the type.  */
2549   gfc_finish_type (type);
2550   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
2551   return type;
2552 }
2553 \f
2554 /* Create a "fn spec" based on the formal arguments;
2555    cf. create_function_arglist.  */
2556
2557 static tree
2558 create_fn_spec (gfc_symbol *sym, tree fntype)
2559 {
2560   char spec[150];
2561   size_t spec_len;
2562   gfc_formal_arglist *f;
2563   tree tmp;
2564
2565   memset (&spec, 0, sizeof (spec));
2566   spec[0] = '.';
2567   spec_len = 1;
2568
2569   if (sym->attr.entry_master)
2570     spec[spec_len++] = 'R';
2571   if (gfc_return_by_reference (sym))
2572     {
2573       gfc_symbol *result = sym->result ? sym->result : sym;
2574
2575       if (result->attr.pointer || sym->attr.proc_pointer)
2576         spec[spec_len++] = '.';
2577       else
2578         spec[spec_len++] = 'w';
2579       if (sym->ts.type == BT_CHARACTER)
2580         spec[spec_len++] = 'R';
2581     }
2582
2583   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2584     if (spec_len < sizeof (spec))
2585       {
2586         if (!f->sym || f->sym->attr.pointer || f->sym->attr.target
2587             || f->sym->attr.external || f->sym->attr.cray_pointer
2588             || (f->sym->ts.type == BT_DERIVED
2589                 && (f->sym->ts.u.derived->attr.proc_pointer_comp
2590                     || f->sym->ts.u.derived->attr.pointer_comp))
2591             || (f->sym->ts.type == BT_CLASS
2592                 && (CLASS_DATA (f->sym)->ts.u.derived->attr.proc_pointer_comp
2593                     || CLASS_DATA (f->sym)->ts.u.derived->attr.pointer_comp)))
2594           spec[spec_len++] = '.';
2595         else if (f->sym->attr.intent == INTENT_IN)
2596           spec[spec_len++] = 'r';
2597         else if (f->sym)
2598           spec[spec_len++] = 'w';
2599       }
2600
2601   tmp = build_tree_list (NULL_TREE, build_string (spec_len, spec));
2602   tmp = tree_cons (get_identifier ("fn spec"), tmp, TYPE_ATTRIBUTES (fntype));
2603   return build_type_attribute_variant (fntype, tmp);
2604 }
2605
2606
2607 tree
2608 gfc_get_function_type (gfc_symbol * sym)
2609 {
2610   tree type;
2611   VEC(tree,gc) *typelist;
2612   gfc_formal_arglist *f;
2613   gfc_symbol *arg;
2614   int alternate_return;
2615   bool is_varargs = true;
2616
2617   /* Make sure this symbol is a function, a subroutine or the main
2618      program.  */
2619   gcc_assert (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE
2620               || sym->attr.flavor == FL_PROGRAM);
2621
2622   if (sym->backend_decl)
2623     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
2624
2625   alternate_return = 0;
2626   typelist = NULL;
2627
2628   if (sym->attr.entry_master)
2629     /* Additional parameter for selecting an entry point.  */
2630     VEC_safe_push (tree, gc, typelist, gfc_array_index_type);
2631
2632   if (sym->result)
2633     arg = sym->result;
2634   else
2635     arg = sym;
2636
2637   if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2638     gfc_conv_const_charlen (arg->ts.u.cl);
2639
2640   /* Some functions we use an extra parameter for the return value.  */
2641   if (gfc_return_by_reference (sym))
2642     {
2643       type = gfc_sym_type (arg);
2644       if (arg->ts.type == BT_COMPLEX
2645           || arg->attr.dimension
2646           || arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2647         type = build_reference_type (type);
2648
2649       VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2650       if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2651         {
2652           if (!arg->ts.deferred)
2653             /* Transfer by value.  */
2654             VEC_safe_push (tree, gc, typelist, gfc_charlen_type_node);
2655           else
2656             /* Deferred character lengths are transferred by reference
2657                so that the value can be returned.  */
2658             VEC_safe_push (tree, gc, typelist,
2659                            build_pointer_type (gfc_charlen_type_node));
2660         }
2661     }
2662
2663   /* Build the argument types for the function.  */
2664   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2665     {
2666       arg = f->sym;
2667       if (arg)
2668         {
2669           /* Evaluate constant character lengths here so that they can be
2670              included in the type.  */
2671           if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2672             gfc_conv_const_charlen (arg->ts.u.cl);
2673
2674           if (arg->attr.flavor == FL_PROCEDURE)
2675             {
2676               type = gfc_get_function_type (arg);
2677               type = build_pointer_type (type);
2678             }
2679           else
2680             type = gfc_sym_type (arg);
2681
2682           /* Parameter Passing Convention
2683
2684              We currently pass all parameters by reference.
2685              Parameters with INTENT(IN) could be passed by value.
2686              The problem arises if a function is called via an implicit
2687              prototype. In this situation the INTENT is not known.
2688              For this reason all parameters to global functions must be
2689              passed by reference.  Passing by value would potentially
2690              generate bad code.  Worse there would be no way of telling that
2691              this code was bad, except that it would give incorrect results.
2692
2693              Contained procedures could pass by value as these are never
2694              used without an explicit interface, and cannot be passed as
2695              actual parameters for a dummy procedure.  */
2696
2697           VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2698         }
2699       else
2700         {
2701           if (sym->attr.subroutine)
2702             alternate_return = 1;
2703         }
2704     }
2705
2706   /* Add hidden string length parameters.  */
2707   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2708     {
2709       arg = f->sym;
2710       if (arg && arg->ts.type == BT_CHARACTER && !sym->attr.is_bind_c)
2711         {
2712           if (!arg->ts.deferred)
2713             /* Transfer by value.  */
2714             type = gfc_charlen_type_node;
2715           else
2716             /* Deferred character lengths are transferred by reference
2717                so that the value can be returned.  */
2718             type = build_pointer_type (gfc_charlen_type_node);
2719
2720           VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2721         }
2722     }
2723
2724   if (!VEC_empty (tree, typelist)
2725       || sym->attr.is_main_program
2726       || sym->attr.if_source != IFSRC_UNKNOWN)
2727     is_varargs = false;
2728
2729   if (alternate_return)
2730     type = integer_type_node;
2731   else if (!sym->attr.function || gfc_return_by_reference (sym))
2732     type = void_type_node;
2733   else if (sym->attr.mixed_entry_master)
2734     type = gfc_get_mixed_entry_union (sym->ns);
2735   else if (gfc_option.flag_f2c
2736            && sym->ts.type == BT_REAL
2737            && sym->ts.kind == gfc_default_real_kind
2738            && !sym->attr.always_explicit)
2739     {
2740       /* Special case: f2c calling conventions require that (scalar) 
2741          default REAL functions return the C type double instead.  f2c
2742          compatibility is only an issue with functions that don't
2743          require an explicit interface, as only these could be
2744          implemented in Fortran 77.  */
2745       sym->ts.kind = gfc_default_double_kind;
2746       type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
2747       sym->ts.kind = gfc_default_real_kind;
2748     }
2749   else if (sym->result && sym->result->attr.proc_pointer)
2750     /* Procedure pointer return values.  */
2751     {
2752       if (sym->result->attr.result && strcmp (sym->name,"ppr@") != 0)
2753         {
2754           /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type
2755              is called recursively.  */
2756           sym->result->attr.proc_pointer = 0;
2757           type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym->result));
2758           sym->result->attr.proc_pointer = 1;
2759         }
2760       else
2761        type = gfc_sym_type (sym->result);
2762     }
2763   else
2764     type = gfc_sym_type (sym);
2765
2766   if (is_varargs)
2767     type = build_varargs_function_type_vec (type, typelist);
2768   else
2769     type = build_function_type_vec (type, typelist);
2770   type = create_fn_spec (sym, type);
2771
2772   return type;
2773 }
2774 \f
2775 /* Language hooks for middle-end access to type nodes.  */
2776
2777 /* Return an integer type with BITS bits of precision,
2778    that is unsigned if UNSIGNEDP is nonzero, otherwise signed.  */
2779
2780 tree
2781 gfc_type_for_size (unsigned bits, int unsignedp)
2782 {
2783   if (!unsignedp)
2784     {
2785       int i;
2786       for (i = 0; i <= MAX_INT_KINDS; ++i)
2787         {
2788           tree type = gfc_integer_types[i];
2789           if (type && bits == TYPE_PRECISION (type))
2790             return type;
2791         }
2792
2793       /* Handle TImode as a special case because it is used by some backends
2794          (e.g. ARM) even though it is not available for normal use.  */
2795 #if HOST_BITS_PER_WIDE_INT >= 64
2796       if (bits == TYPE_PRECISION (intTI_type_node))
2797         return intTI_type_node;
2798 #endif
2799
2800       if (bits <= TYPE_PRECISION (intQI_type_node))
2801         return intQI_type_node;
2802       if (bits <= TYPE_PRECISION (intHI_type_node))
2803         return intHI_type_node;
2804       if (bits <= TYPE_PRECISION (intSI_type_node))
2805         return intSI_type_node;
2806       if (bits <= TYPE_PRECISION (intDI_type_node))
2807         return intDI_type_node;
2808       if (bits <= TYPE_PRECISION (intTI_type_node))
2809         return intTI_type_node;
2810     }
2811   else
2812     {
2813       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intQI_type_node))
2814         return unsigned_intQI_type_node;
2815       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intHI_type_node))
2816         return unsigned_intHI_type_node;
2817       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intSI_type_node))
2818         return unsigned_intSI_type_node;
2819       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intDI_type_node))
2820         return unsigned_intDI_type_node;
2821       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intTI_type_node))
2822         return unsigned_intTI_type_node;
2823     }
2824
2825   return NULL_TREE;
2826 }
2827
2828 /* Return a data type that has machine mode MODE.  If the mode is an
2829    integer, then UNSIGNEDP selects between signed and unsigned types.  */
2830
2831 tree
2832 gfc_type_for_mode (enum machine_mode mode, int unsignedp)
2833 {
2834   int i;
2835   tree *base;
2836
2837   if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_FLOAT)
2838     base = gfc_real_types;
2839   else if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_COMPLEX_FLOAT)
2840     base = gfc_complex_types;
2841   else if (SCALAR_INT_MODE_P (mode))
2842     {
2843       tree type = gfc_type_for_size (GET_MODE_PRECISION (mode), unsignedp);
2844       return type != NULL_TREE && mode == TYPE_MODE (type) ? type : NULL_TREE;
2845     }
2846   else if (VECTOR_MODE_P (mode))
2847     {
2848       enum machine_mode inner_mode = GET_MODE_INNER (mode);
2849       tree inner_type = gfc_type_for_mode (inner_mode, unsignedp);
2850       if (inner_type != NULL_TREE)
2851         return build_vector_type_for_mode (inner_type, mode);
2852       return NULL_TREE;
2853     }
2854   else
2855     return NULL_TREE;
2856
2857   for (i = 0; i <= MAX_REAL_KINDS; ++i)
2858     {
2859       tree type = base[i];
2860       if (type && mode == TYPE_MODE (type))
2861         return type;
2862     }
2863
2864   return NULL_TREE;
2865 }
2866
2867 /* Return TRUE if TYPE is a type with a hidden descriptor, fill in INFO
2868    in that case.  */
2869
2870 bool
2871 gfc_get_array_descr_info (const_tree type, struct array_descr_info *info)
2872 {
2873   int rank, dim;
2874   bool indirect = false;
2875   tree etype, ptype, field, t, base_decl;
2876   tree data_off, dim_off, dim_size, elem_size;
2877   tree lower_suboff, upper_suboff, stride_suboff;
2878
2879   if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2880     {
2881       if (! POINTER_TYPE_P (type))
2882         return false;
2883       type = TREE_TYPE (type);
2884       if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2885         return false;
2886       indirect = true;
2887     }
2888
2889   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
2890   if (rank >= (int) (sizeof (info->dimen) / sizeof (info->dimen[0])))
2891     return false;
2892
2893   etype = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
2894   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (etype));
2895   etype = TREE_TYPE (etype);
2896
2897   /* If the type is not a scalar coarray.  */
2898   if (TREE_CODE (etype) == ARRAY_TYPE)
2899     etype = TREE_TYPE (etype);
2900
2901   /* Can't handle variable sized elements yet.  */
2902   if (int_size_in_bytes (etype) <= 0)
2903     return false;
2904   /* Nor non-constant lower bounds in assumed shape arrays.  */
2905   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE
2906       || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT)
2907     {
2908       for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2909         if (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim) == NULL_TREE
2910             || TREE_CODE (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim)) != INTEGER_CST)
2911           return false;
2912     }
2913
2914   memset (info, '\0', sizeof (*info));
2915   info->ndimensions = rank;
2916   info->element_type = etype;
2917   ptype = build_pointer_type (gfc_array_index_type);
2918   base_decl = GFC_TYPE_ARRAY_BASE_DECL (type, indirect);
2919   if (!base_decl)
2920     {
2921       base_decl = build_decl (input_location, VAR_DECL, NULL_TREE,
2922                               indirect ? build_pointer_type (ptype) : ptype);
2923       GFC_TYPE_ARRAY_BASE_DECL (type, indirect) = base_decl;
2924     }
2925   info->base_decl = base_decl;
2926   if (indirect)
2927     base_decl = build1 (INDIRECT_REF, ptype, base_decl);
2928
2929   if (GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type))
2930     elem_size = GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type);
2931   else
2932     elem_size = fold_convert (gfc_array_index_type, TYPE_SIZE_UNIT (etype));
2933   field = TYPE_FIELDS (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
2934   data_off = byte_position (field);
2935   field = DECL_CHAIN (field);
2936   field = DECL_CHAIN (field);
2937   field = DECL_CHAIN (field);
2938   dim_off = byte_position (field);
2939   dim_size = TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2940   field = TYPE_FIELDS (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2941   stride_suboff = byte_position (field);
2942   field = DECL_CHAIN (field);
2943   lower_suboff = byte_position (field);
2944   field = DECL_CHAIN (field);
2945   upper_suboff = byte_position (field);
2946
2947   t = base_decl;
2948   if (!integer_zerop (data_off))
2949     t = fold_build_pointer_plus (t, data_off);
2950   t = build1 (NOP_EXPR, build_pointer_type (ptr_type_node), t);
2951   info->data_location = build1 (INDIRECT_REF, ptr_type_node, t);
2952   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
2953     info->allocated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
2954                               info->data_location, null_pointer_node);
2955   else if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER
2956            || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER_CONT)
2957     info->associated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
2958                                info->data_location, null_pointer_node);
2959
2960   for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2961     {
2962       t = fold_build_pointer_plus (base_decl,
2963                                    size_binop (PLUS_EXPR,
2964                                                dim_off, lower_suboff));
2965       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2966       info->dimen[dim].lower_bound = t;
2967       t = fold_build_pointer_plus (base_decl,
2968                                    size_binop (PLUS_EXPR,
2969                                                dim_off, upper_suboff));
2970       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2971       info->dimen[dim].upper_bound = t;
2972       if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE
2973           || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT)
2974         {
2975           /* Assumed shape arrays have known lower bounds.  */
2976           info->dimen[dim].upper_bound
2977             = build2 (MINUS_EXPR, gfc_array_index_type,
2978                       info->dimen[dim].upper_bound,
2979                       info->dimen[dim].lower_bound);
2980           info->dimen[dim].lower_bound
2981             = fold_convert (gfc_array_index_type,
2982                             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim));
2983           info->dimen[dim].upper_bound
2984             = build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
2985                       info->dimen[dim].lower_bound,
2986                       info->dimen[dim].upper_bound);
2987         }
2988       t = fold_build_pointer_plus (base_decl,
2989                                    size_binop (PLUS_EXPR,
2990                                                dim_off, stride_suboff));
2991       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
2992       t = build2 (MULT_EXPR, gfc_array_index_type, t, elem_size);
2993       info->dimen[dim].stride = t;
2994       dim_off = size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, dim_size);
2995     }
2996
2997   return true;
2998 }
2999
3000 #include "gt-fortran-trans-types.h"