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, 2012
   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_r10 = 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 == 10)
 460         saw_r10 = true;
 461       if (kind == 16)
 462         saw_r16 = true;
 463
 464       /* Careful we don't stumble a weird internal mode.  */
 465       gcc_assert (r_index <= 0 || gfc_real_kinds[r_index-1].kind != kind);
 466       /* Or have too many modes for the allocated space.  */
 467       gcc_assert (r_index != MAX_REAL_KINDS);
 468
 469       gfc_real_kinds[r_index].kind = kind;
 470       gfc_real_kinds[r_index].radix = fmt->b;
 471       gfc_real_kinds[r_index].digits = fmt->p;
 472       gfc_real_kinds[r_index].min_exponent = fmt->emin;
 473       gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax;
 474       if (fmt->pnan < fmt->p)
 475         /* This is an IBM extended double format (or the MIPS variant)
 476            made up of two IEEE doubles.  The value of the long double is
 477            the sum of the values of the two parts.  The most significant
 478            part is required to be the value of the long double rounded
 479            to the nearest double.  If we use emax of 1024 then we can't
 480            represent huge(x) = (1 - b**(-p)) * b**(emax-1) * b, because
 481            rounding will make the most significant part overflow.  */
 482         gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax - 1;
 483       gfc_real_kinds[r_index].mode_precision = GET_MODE_PRECISION (mode);
 484       r_index += 1;
 485     }
 486
 487   /* Choose the default integer kind.  We choose 4 unless the user directs us
 488      otherwise.  Even if the user specified that the default integer kind is 8,
 489      the numeric storage size is not 64 bits.  In this case, a warning will be
 490      issued when NUMERIC_STORAGE_SIZE is used.  Set NUMERIC_STORAGE_SIZE to 32.  */
 491
 492   gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
 493
 494   if (gfc_option.flag_default_integer)
 495     {
 496       if (!saw_i8)
 497         fatal_error ("INTEGER(KIND=8) is not available for -fdefault-integer-8 option");
 498
 499       gfc_default_integer_kind = 8;
 500
 501     }
 502   else if (gfc_option.flag_integer4_kind == 8)
 503     {
 504       if (!saw_i8)
 505         fatal_error ("INTEGER(KIND=8) is not available for -finteger-4-integer-8 option");
 506
 507       gfc_default_integer_kind = 8;
 508     }
 509   else if (saw_i4)
 510     {
 511       gfc_default_integer_kind = 4;
 512     }
 513   else
 514     {
 515       gfc_default_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
 516       gfc_numeric_storage_size = gfc_integer_kinds[i_index - 1].bit_size;
 517     }
 518
 519   /* Choose the default real kind.  Again, we choose 4 when possible.  */
 520   if (gfc_option.flag_default_real)
 521     {
 522       if (!saw_r8)
 523         fatal_error ("REAL(KIND=8) is not available for -fdefault-real-8 option");
 524
 525       gfc_default_real_kind = 8;
 526     }
 527   else if (gfc_option.flag_real4_kind == 8)
 528   {
 529     if (!saw_r8)
 530       fatal_error ("REAL(KIND=8) is not available for -freal-4-real-8 option");
 531
 532     gfc_default_real_kind = 8;
 533   }
 534   else if (gfc_option.flag_real4_kind == 10)
 535   {
 536     if (!saw_r10)
 537       fatal_error ("REAL(KIND=10) is not available for -freal-4-real-10 option");
 538
 539     gfc_default_real_kind = 10;
 540   }
 541   else if (gfc_option.flag_real4_kind == 16)
 542   {
 543     if (!saw_r16)
 544       fatal_error ("REAL(KIND=16) is not available for -freal-4-real-16 option");
 545
 546     gfc_default_real_kind = 16;
 547   }
 548   else if (saw_r4)
 549     gfc_default_real_kind = 4;
 550   else
 551     gfc_default_real_kind = gfc_real_kinds[0].kind;
 552
 553   /* Choose the default double kind.  If -fdefault-real and -fdefault-double
 554      are specified, we use kind=8, if it's available.  If -fdefault-real is
 555      specified without -fdefault-double, we use kind=16, if it's available.
 556      Otherwise we do not change anything.  */
 557   if (gfc_option.flag_default_double && !gfc_option.flag_default_real)
 558     fatal_error ("Use of -fdefault-double-8 requires -fdefault-real-8");
 559
 560   if (gfc_option.flag_default_real && gfc_option.flag_default_double && saw_r8)
 561     gfc_default_double_kind = 8;
 562   else if (gfc_option.flag_default_real && saw_r16)
 563     gfc_default_double_kind = 16;
 564   else if (gfc_option.flag_real8_kind == 4)
 565     {
 566       if (!saw_r4)
 567         fatal_error ("REAL(KIND=4) is not available for -freal-8-real-4 option");
 568
 569         gfc_default_double_kind = 4;
 570     }
 571   else if (gfc_option.flag_real8_kind == 10 )
 572     {
 573       if (!saw_r10)
 574         fatal_error ("REAL(KIND=10) is not available for -freal-8-real-10 option");
 575
 576         gfc_default_double_kind = 10;
 577     }
 578   else if (gfc_option.flag_real8_kind == 16 )
 579     {
 580       if (!saw_r16)
 581         fatal_error ("REAL(KIND=10) is not available for -freal-8-real-16 option");
 582
 583         gfc_default_double_kind = 16;
 584     }
 585   else if (saw_r4 && saw_r8)
 586     gfc_default_double_kind = 8;
 587   else
 588     {
 589       /* F95 14.6.3.1: A nonpointer scalar object of type double precision
 590          real ... occupies two contiguous numeric storage units.
 591
 592          Therefore we must be supplied a kind twice as large as we chose
 593          for single precision.  There are loopholes, in that double
 594          precision must *occupy* two storage units, though it doesn't have
 595          to *use* two storage units.  Which means that you can make this
 596          kind artificially wide by padding it.  But at present there are
 597          no GCC targets for which a two-word type does not exist, so we
 598          just let gfc_validate_kind abort and tell us if something breaks.  */
 599
 600       gfc_default_double_kind
 601         = gfc_validate_kind (BT_REAL, gfc_default_real_kind * 2, false);
 602     }
 603
 604   /* The default logical kind is constrained to be the same as the
 605      default integer kind.  Similarly with complex and real.  */
 606   gfc_default_logical_kind = gfc_default_integer_kind;
 607   gfc_default_complex_kind = gfc_default_real_kind;
 608
 609   /* We only have two character kinds: ASCII and UCS-4.
 610      ASCII corresponds to a 8-bit integer type, if one is available.
 611      UCS-4 corresponds to a 32-bit integer type, if one is available. */
 612   i_index = 0;
 613   if ((kind = get_int_kind_from_width (8)) > 0)
 614     {
 615       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
 616       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 8;
 617       gfc_character_kinds[i_index].name = "ascii";
 618       i_index++;
 619     }
 620   if ((kind = get_int_kind_from_width (32)) > 0)
 621     {
 622       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
 623       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 32;
 624       gfc_character_kinds[i_index].name = "iso_10646";
 625       i_index++;
 626     }
 627
 628   /* Choose the smallest integer kind for our default character.  */
 629   gfc_default_character_kind = gfc_character_kinds[0].kind;
 630   gfc_character_storage_size = gfc_default_character_kind * 8;
 631
 632   gfc_index_integer_kind = get_int_kind_from_name (PTRDIFF_TYPE);
 633
 634   /* Pick a kind the same size as the C "int" type.  */
 635   gfc_c_int_kind = INT_TYPE_SIZE / 8;
 636
 637   /* Choose atomic kinds to match C's int.  */
 638   gfc_atomic_int_kind = gfc_c_int_kind;
 639   gfc_atomic_logical_kind = gfc_c_int_kind;
 640 }
 641
 642
 643 /* Make sure that a valid kind is present.  Returns an index into the
 644    associated kinds array, -1 if the kind is not present.  */
 645
 646 static int
 647 validate_integer (int kind)
 648 {
 649   int i;
 650
 651   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
 652     if (gfc_integer_kinds[i].kind == kind)
 653       return i;
 654
 655   return -1;
 656 }
 657
 658 static int
 659 validate_real (int kind)
 660 {
 661   int i;
 662
 663   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
 664     if (gfc_real_kinds[i].kind == kind)
 665       return i;
 666
 667   return -1;
 668 }
 669
 670 static int
 671 validate_logical (int kind)
 672 {
 673   int i;
 674
 675   for (i = 0; gfc_logical_kinds[i].kind; i++)
 676     if (gfc_logical_kinds[i].kind == kind)
 677       return i;
 678
 679   return -1;
 680 }
 681
 682 static int
 683 validate_character (int kind)
 684 {
 685   int i;
 686
 687   for (i = 0; gfc_character_kinds[i].kind; i++)
 688     if (gfc_character_kinds[i].kind == kind)
 689       return i;
 690
 691   return -1;
 692 }
 693
 694 /* Validate a kind given a basic type.  The return value is the same
 695    for the child functions, with -1 indicating nonexistence of the
 696    type.  If MAY_FAIL is false, then -1 is never returned, and we ICE.  */
 697
 698 int
 699 gfc_validate_kind (bt type, int kind, bool may_fail)
 700 {
 701   int rc;
 702
 703   switch (type)
 704     {
 705     case BT_REAL:               /* Fall through */
 706     case BT_COMPLEX:
 707       rc = validate_real (kind);
 708       break;
 709     case BT_INTEGER:
 710       rc = validate_integer (kind);
 711       break;
 712     case BT_LOGICAL:
 713       rc = validate_logical (kind);
 714       break;
 715     case BT_CHARACTER:
 716       rc = validate_character (kind);
 717       break;
 718
 719     default:
 720       gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad type");
 721     }
 722
 723   if (rc < 0 && !may_fail)
 724     gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad kind");
 725
 726   return rc;
 727 }
 728
 729
 730 /* Four subroutines of gfc_init_types.  Create type nodes for the given kind.
 731    Reuse common type nodes where possible.  Recognize if the kind matches up
 732    with a C type.  This will be used later in determining which routines may
 733    be scarfed from libm.  */
 734
 735 static tree
 736 gfc_build_int_type (gfc_integer_info *info)
 737 {
 738   int mode_precision = info->bit_size;
 739
 740   if (mode_precision == CHAR_TYPE_SIZE)
 741     info->c_char = 1;
 742   if (mode_precision == SHORT_TYPE_SIZE)
 743     info->c_short = 1;
 744   if (mode_precision == INT_TYPE_SIZE)
 745     info->c_int = 1;
 746   if (mode_precision == LONG_TYPE_SIZE)
 747     info->c_long = 1;
 748   if (mode_precision == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
 749     info->c_long_long = 1;
 750
 751   if (TYPE_PRECISION (intQI_type_node) == mode_precision)
 752     return intQI_type_node;
 753   if (TYPE_PRECISION (intHI_type_node) == mode_precision)
 754     return intHI_type_node;
 755   if (TYPE_PRECISION (intSI_type_node) == mode_precision)
 756     return intSI_type_node;
 757   if (TYPE_PRECISION (intDI_type_node) == mode_precision)
 758     return intDI_type_node;
 759   if (TYPE_PRECISION (intTI_type_node) == mode_precision)
 760     return intTI_type_node;
 761
 762   return make_signed_type (mode_precision);
 763 }
 764
 765 tree
 766 gfc_build_uint_type (int size)
 767 {
 768   if (size == CHAR_TYPE_SIZE)
 769     return unsigned_char_type_node;
 770   if (size == SHORT_TYPE_SIZE)
 771     return short_unsigned_type_node;
 772   if (size == INT_TYPE_SIZE)
 773     return unsigned_type_node;
 774   if (size == LONG_TYPE_SIZE)
 775     return long_unsigned_type_node;
 776   if (size == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
 777     return long_long_unsigned_type_node;
 778
 779   return make_unsigned_type (size);
 780 }
 781
 782
 783 static tree
 784 gfc_build_real_type (gfc_real_info *info)
 785 {
 786   int mode_precision = info->mode_precision;
 787   tree new_type;
 788
 789   if (mode_precision == FLOAT_TYPE_SIZE)
 790     info->c_float = 1;
 791   if (mode_precision == DOUBLE_TYPE_SIZE)
 792     info->c_double = 1;
 793   if (mode_precision == LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE)
 794     info->c_long_double = 1;
 795   if (mode_precision != LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE && mode_precision == 128)
 796     {
 797       info->c_float128 = 1;
 798       gfc_real16_is_float128 = true;
 799     }
 800
 801   if (TYPE_PRECISION (float_type_node) == mode_precision)
 802     return float_type_node;
 803   if (TYPE_PRECISION (double_type_node) == mode_precision)
 804     return double_type_node;
 805   if (TYPE_PRECISION (long_double_type_node) == mode_precision)
 806     return long_double_type_node;
 807
 808   new_type = make_node (REAL_TYPE);
 809   TYPE_PRECISION (new_type) = mode_precision;
 810   layout_type (new_type);
 811   return new_type;
 812 }
 813
 814 static tree
 815 gfc_build_complex_type (tree scalar_type)
 816 {
 817   tree new_type;
 818
 819   if (scalar_type == NULL)
 820     return NULL;
 821   if (scalar_type == float_type_node)
 822     return complex_float_type_node;
 823   if (scalar_type == double_type_node)
 824     return complex_double_type_node;
 825   if (scalar_type == long_double_type_node)
 826     return complex_long_double_type_node;
 827
 828   new_type = make_node (COMPLEX_TYPE);
 829   TREE_TYPE (new_type) = scalar_type;
 830   layout_type (new_type);
 831   return new_type;
 832 }
 833
 834 static tree
 835 gfc_build_logical_type (gfc_logical_info *info)
 836 {
 837   int bit_size = info->bit_size;
 838   tree new_type;
 839
 840   if (bit_size == BOOL_TYPE_SIZE)
 841     {
 842       info->c_bool = 1;
 843       return boolean_type_node;
 844     }
 845
 846   new_type = make_unsigned_type (bit_size);
 847   TREE_SET_CODE (new_type, BOOLEAN_TYPE);
 848   TYPE_MAX_VALUE (new_type) = build_int_cst (new_type, 1);
 849   TYPE_PRECISION (new_type) = 1;
 850
 851   return new_type;
 852 }
 853
 854
 855 /* Create the backend type nodes. We map them to their
 856    equivalent C type, at least for now.  We also give
 857    names to the types here, and we push them in the
 858    global binding level context.*/
 859
 860 void
 861 gfc_init_types (void)
 862 {
 863   char name_buf[18];
 864   int index;
 865   tree type;
 866   unsigned n;
 867   unsigned HOST_WIDE_INT hi;
 868   unsigned HOST_WIDE_INT lo;
 869
 870   /* Create and name the types.  */
 871 #define PUSH_TYPE(name, node) \
 872   pushdecl (build_decl (input_location, \
 873                         TYPE_DECL, get_identifier (name), node))
 874
 875   for (index = 0; gfc_integer_kinds[index].kind != 0; ++index)
 876     {
 877       type = gfc_build_int_type (&gfc_integer_kinds[index]);
 878       /* Ensure integer(kind=1) doesn't have TYPE_STRING_FLAG set.  */
 879       if (TYPE_STRING_FLAG (type))
 880         type = make_signed_type (gfc_integer_kinds[index].bit_size);
 881       gfc_integer_types[index] = type;
 882       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "integer(kind=%d)",
 883                 gfc_integer_kinds[index].kind);
 884       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 885     }
 886
 887   for (index = 0; gfc_logical_kinds[index].kind != 0; ++index)
 888     {
 889       type = gfc_build_logical_type (&gfc_logical_kinds[index]);
 890       gfc_logical_types[index] = type;
 891       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "logical(kind=%d)",
 892                 gfc_logical_kinds[index].kind);
 893       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 894     }
 895
 896   for (index = 0; gfc_real_kinds[index].kind != 0; index++)
 897     {
 898       type = gfc_build_real_type (&gfc_real_kinds[index]);
 899       gfc_real_types[index] = type;
 900       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "real(kind=%d)",
 901                 gfc_real_kinds[index].kind);
 902       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 903
 904       if (gfc_real_kinds[index].c_float128)
 905         float128_type_node = type;
 906
 907       type = gfc_build_complex_type (type);
 908       gfc_complex_types[index] = type;
 909       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "complex(kind=%d)",
 910                 gfc_real_kinds[index].kind);
 911       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 912
 913       if (gfc_real_kinds[index].c_float128)
 914         complex_float128_type_node = type;
 915     }
 916
 917   for (index = 0; gfc_character_kinds[index].kind != 0; ++index)
 918     {
 919       type = gfc_build_uint_type (gfc_character_kinds[index].bit_size);
 920       type = build_qualified_type (type, TYPE_UNQUALIFIED);
 921       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "character(kind=%d)",
 922                 gfc_character_kinds[index].kind);
 923       PUSH_TYPE (name_buf, type);
 924       gfc_character_types[index] = type;
 925       gfc_pcharacter_types[index] = build_pointer_type (type);
 926     }
 927   gfc_character1_type_node = gfc_character_types[0];
 928
 929   PUSH_TYPE ("byte", unsigned_char_type_node);
 930   PUSH_TYPE ("void", void_type_node);
 931
 932   /* DBX debugging output gets upset if these aren't set.  */
 933   if (!TYPE_NAME (integer_type_node))
 934     PUSH_TYPE ("c_integer", integer_type_node);
 935   if (!TYPE_NAME (char_type_node))
 936     PUSH_TYPE ("c_char", char_type_node);
 937
 938 #undef PUSH_TYPE
 939
 940   pvoid_type_node = build_pointer_type (void_type_node);
 941   prvoid_type_node = build_qualified_type (pvoid_type_node, TYPE_QUAL_RESTRICT);
 942   ppvoid_type_node = build_pointer_type (pvoid_type_node);
 943   pchar_type_node = build_pointer_type (gfc_character1_type_node);
 944   pfunc_type_node
 945     = build_pointer_type (build_function_type_list (void_type_node, NULL_TREE));
 946
 947   gfc_array_index_type = gfc_get_int_type (gfc_index_integer_kind);
 948   /* We cannot use gfc_index_zero_node in definition of gfc_array_range_type,
 949      since this function is called before gfc_init_constants.  */
 950   gfc_array_range_type
 951           = build_range_type (gfc_array_index_type,
 952                               build_int_cst (gfc_array_index_type, 0),
 953                               NULL_TREE);
 954
 955   /* The maximum array element size that can be handled is determined
 956      by the number of bits available to store this field in the array
 957      descriptor.  */
 958
 959   n = TYPE_PRECISION (gfc_array_index_type) - GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
 960   lo = ~ (unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
 961   if (n > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
 962     hi = lo >> (2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n);
 963   else
 964     hi = 0, lo >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n;
 965   gfc_max_array_element_size
 966     = build_int_cst_wide (long_unsigned_type_node, lo, hi);
 967
 968   boolean_type_node = gfc_get_logical_type (gfc_default_logical_kind);
 969   boolean_true_node = build_int_cst (boolean_type_node, 1);
 970   boolean_false_node = build_int_cst (boolean_type_node, 0);
 971
 972   /* ??? Shouldn't this be based on gfc_index_integer_kind or so?  */
 973   gfc_charlen_int_kind = 4;
 974   gfc_charlen_type_node = gfc_get_int_type (gfc_charlen_int_kind);
 975 }
 976
 977 /* Get the type node for the given type and kind.  */
 978
 979 tree
 980 gfc_get_int_type (int kind)
 981 {
 982   int index = gfc_validate_kind (BT_INTEGER, kind, true);
 983   return index < 0 ? 0 : gfc_integer_types[index];
 984 }
 985
 986 tree
 987 gfc_get_real_type (int kind)
 988 {
 989   int index = gfc_validate_kind (BT_REAL, kind, true);
 990   return index < 0 ? 0 : gfc_real_types[index];
 991 }
 992
 993 tree
 994 gfc_get_complex_type (int kind)
 995 {
 996   int index = gfc_validate_kind (BT_COMPLEX, kind, true);
 997   return index < 0 ? 0 : gfc_complex_types[index];
 998 }
 999
1000 tree
1001 gfc_get_logical_type (int kind)
1002 {
1003   int index = gfc_validate_kind (BT_LOGICAL, kind, true);
1004   return index < 0 ? 0 : gfc_logical_types[index];
1005 }
1006
1007 tree
1008 gfc_get_char_type (int kind)
1009 {
1010   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
1011   return index < 0 ? 0 : gfc_character_types[index];
1012 }
1013
1014 tree
1015 gfc_get_pchar_type (int kind)
1016 {
1017   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
1018   return index < 0 ? 0 : gfc_pcharacter_types[index];
1019 }
1020
1021 \f
1022 /* Create a character type with the given kind and length.  */
1023
1024 tree
1025 gfc_get_character_type_len_for_eltype (tree eltype, tree len)
1026 {
1027   tree bounds, type;
1028
1029   bounds = build_range_type (gfc_charlen_type_node, gfc_index_one_node, len);
1030   type = build_array_type (eltype, bounds);
1031   TYPE_STRING_FLAG (type) = 1;
1032
1033   return type;
1034 }
1035
1036 tree
1037 gfc_get_character_type_len (int kind, tree len)
1038 {
1039   gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, false);
1040   return gfc_get_character_type_len_for_eltype (gfc_get_char_type (kind), len);
1041 }
1042
1043
1044 /* Get a type node for a character kind.  */
1045
1046 tree
1047 gfc_get_character_type (int kind, gfc_charlen * cl)
1048 {
1049   tree len;
1050
1051   len = (cl == NULL) ? NULL_TREE : cl->backend_decl;
1052
1053   return gfc_get_character_type_len (kind, len);
1054 }
1055 \f
1056 /* Covert a basic type.  This will be an array for character types.  */
1057
1058 tree
1059 gfc_typenode_for_spec (gfc_typespec * spec)
1060 {
1061   tree basetype;
1062
1063   switch (spec->type)
1064     {
1065     case BT_UNKNOWN:
1066       gcc_unreachable ();
1067
1068     case BT_INTEGER:
1069       /* We use INTEGER(c_intptr_t) for C_PTR and C_FUNPTR once the symbol
1070          has been resolved.  This is done so we can convert C_PTR and
1071          C_FUNPTR to simple variables that get translated to (void *).  */
1072       if (spec->f90_type == BT_VOID)
1073         {
1074           if (spec->u.derived
1075               && spec->u.derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
1076             basetype = ptr_type_node;
1077           else
1078             basetype = pfunc_type_node;
1079         }
1080       else
1081         basetype = gfc_get_int_type (spec->kind);
1082       break;
1083
1084     case BT_REAL:
1085       basetype = gfc_get_real_type (spec->kind);
1086       break;
1087
1088     case BT_COMPLEX:
1089       basetype = gfc_get_complex_type (spec->kind);
1090       break;
1091
1092     case BT_LOGICAL:
1093       basetype = gfc_get_logical_type (spec->kind);
1094       break;
1095
1096     case BT_CHARACTER:
1097 #if 0
1098       if (spec->deferred)
1099         basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, NULL);
1100       else
1101 #endif
1102         basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, spec->u.cl);
1103       break;
1104
1105     case BT_DERIVED:
1106     case BT_CLASS:
1107       basetype = gfc_get_derived_type (spec->u.derived);
1108
1109       /* If we're dealing with either C_PTR or C_FUNPTR, we modified the
1110          type and kind to fit a (void *) and the basetype returned was a
1111          ptr_type_node.  We need to pass up this new information to the
1112          symbol that was declared of type C_PTR or C_FUNPTR.  */
1113       if (spec->u.derived->attr.is_iso_c)
1114         {
1115           spec->type = spec->u.derived->ts.type;
1116           spec->kind = spec->u.derived->ts.kind;
1117           spec->f90_type = spec->u.derived->ts.f90_type;
1118         }
1119       break;
1120     case BT_VOID:
1121       /* This is for the second arg to c_f_pointer and c_f_procpointer
1122          of the iso_c_binding module, to accept any ptr type.  */
1123       basetype = ptr_type_node;
1124       if (spec->f90_type == BT_VOID)
1125         {
1126           if (spec->u.derived
1127               && spec->u.derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
1128             basetype = ptr_type_node;
1129           else
1130             basetype = pfunc_type_node;
1131         }
1132        break;
1133     default:
1134       gcc_unreachable ();
1135     }
1136   return basetype;
1137 }
1138 \f
1139 /* Build an INT_CST for constant expressions, otherwise return NULL_TREE.  */
1140
1141 static tree
1142 gfc_conv_array_bound (gfc_expr * expr)
1143 {
1144   /* If expr is an integer constant, return that.  */
1145   if (expr != NULL && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1146     return gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer, gfc_index_integer_kind);
1147
1148   /* Otherwise return NULL.  */
1149   return NULL_TREE;
1150 }
1151 \f
1152 tree
1153 gfc_get_element_type (tree type)
1154 {
1155   tree element;
1156
1157   if (GFC_ARRAY_TYPE_P (type))
1158     {
1159       if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE)
1160         type = TREE_TYPE (type);
1161       if (GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type) == 0)
1162         {
1163           gcc_assert (GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (type) > 0);
1164           element = type;
1165         }
1166       else
1167         {
1168           gcc_assert (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE);
1169           element = TREE_TYPE (type);
1170         }
1171     }
1172   else
1173     {
1174       gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type));
1175       element = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
1176
1177       gcc_assert (TREE_CODE (element) == POINTER_TYPE);
1178       element = TREE_TYPE (element);
1179
1180       /* For arrays, which are not scalar coarrays.  */
1181       if (TREE_CODE (element) == ARRAY_TYPE)
1182         element = TREE_TYPE (element);
1183     }
1184
1185   return element;
1186 }
1187 \f
1188 /* Build an array.  This function is called from gfc_sym_type().
1189    Actually returns array descriptor type.
1190
1191    Format of array descriptors is as follows:
1192
1193     struct gfc_array_descriptor
1194     {
1195       array *data
1196       index offset;
1197       index dtype;
1198       struct descriptor_dimension dimension[N_DIM];
1199     }
1200
1201     struct descriptor_dimension
1202     {
1203       index stride;
1204       index lbound;
1205       index ubound;
1206     }
1207
1208    Translation code should use gfc_conv_descriptor_* rather than
1209    accessing the descriptor directly.  Any changes to the array
1210    descriptor type will require changes in gfc_conv_descriptor_* and
1211    gfc_build_array_initializer.
1212
1213    This is represented internally as a RECORD_TYPE. The index nodes
1214    are gfc_array_index_type and the data node is a pointer to the
1215    data.  See below for the handling of character types.
1216
1217    The dtype member is formatted as follows:
1218     rank = dtype & GFC_DTYPE_RANK_MASK // 3 bits
1219     type = (dtype & GFC_DTYPE_TYPE_MASK) >> GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT // 3 bits
1220     size = dtype >> GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT
1221
1222    I originally used nested ARRAY_TYPE nodes to represent arrays, but
1223    this generated poor code for assumed/deferred size arrays.  These
1224    require use of PLACEHOLDER_EXPR/WITH_RECORD_EXPR, which isn't part
1225    of the GENERIC grammar.  Also, there is no way to explicitly set
1226    the array stride, so all data must be packed(1).  I've tried to
1227    mark all the functions which would require modification with a GCC
1228    ARRAYS comment.
1229
1230    The data component points to the first element in the array.  The
1231    offset field is the position of the origin of the array (i.e. element
1232    (0, 0 ...)).  This may be outside the bounds of the array.
1233
1234    An element is accessed by
1235     data[offset + index0*stride0 + index1*stride1 + index2*stride2]
1236    This gives good performance as the computation does not involve the
1237    bounds of the array.  For packed arrays, this is optimized further
1238    by substituting the known strides.
1239
1240    This system has one problem: all array bounds must be within 2^31
1241    elements of the origin (2^63 on 64-bit machines).  For example
1242     integer, dimension (80000:90000, 80000:90000, 2) :: array
1243    may not work properly on 32-bit machines because 80000*80000 >
1244    2^31, so the calculation for stride2 would overflow.  This may
1245    still work, but I haven't checked, and it relies on the overflow
1246    doing the right thing.
1247
1248    The way to fix this problem is to access elements as follows:
1249     data[(index0-lbound0)*stride0 + (index1-lbound1)*stride1]
1250    Obviously this is much slower.  I will make this a compile time
1251    option, something like -fsmall-array-offsets.  Mixing code compiled
1252    with and without this switch will work.
1253
1254    (1) This can be worked around by modifying the upper bound of the
1255    previous dimension.  This requires extra fields in the descriptor
1256    (both real_ubound and fake_ubound).  */
1257
1258
1259 /* Returns true if the array sym does not require a descriptor.  */
1260
1261 int
1262 gfc_is_nodesc_array (gfc_symbol * sym)
1263 {
1264   gcc_assert (sym->attr.dimension || sym->attr.codimension);
1265
1266   /* We only want local arrays.  */
1267   if (sym->attr.pointer || sym->attr.allocatable)
1268     return 0;
1269
1270   /* We want a descriptor for associate-name arrays that do not have an
1271      explicitely known shape already.  */
1272   if (sym->assoc && sym->as->type != AS_EXPLICIT)
1273     return 0;
1274
1275   if (sym->attr.dummy)
1276     return sym->as->type != AS_ASSUMED_SHAPE;
1277
1278   if (sym->attr.result || sym->attr.function)
1279     return 0;
1280
1281   gcc_assert (sym->as->type == AS_EXPLICIT || sym->as->cp_was_assumed);
1282
1283   return 1;
1284 }
1285
1286
1287 /* Create an array descriptor type.  */
1288
1289 static tree
1290 gfc_build_array_type (tree type, gfc_array_spec * as,
1291                       enum gfc_array_kind akind, bool restricted,
1292                       bool contiguous)
1293 {
1294   tree lbound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1295   tree ubound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1296   int n;
1297
1298   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1299     {
1300       /* Create expressions for the known bounds of the array.  */
1301       if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE && as->lower[n] == NULL)
1302         lbound[n] = gfc_index_one_node;
1303       else
1304         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
1305       ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
1306     }
1307
1308   for (n = as->rank; n < as->rank + as->corank; n++)
1309     {
1310       if (as->type != AS_DEFERRED && as->lower[n] == NULL)
1311         lbound[n] = gfc_index_one_node;
1312       else
1313         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
1314
1315       if (n < as->rank + as->corank - 1)
1316         ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
1317     }
1318
1319   if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE)
1320     akind = contiguous ? GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT
1321                        : GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE;
1322   return gfc_get_array_type_bounds (type, as->rank, as->corank, lbound,
1323                                     ubound, 0, akind, restricted);
1324 }
1325 \f
1326 /* Returns the struct descriptor_dimension type.  */
1327
1328 static tree
1329 gfc_get_desc_dim_type (void)
1330 {
1331   tree type;
1332   tree decl, *chain = NULL;
1333
1334   if (gfc_desc_dim_type)
1335     return gfc_desc_dim_type;
1336
1337   /* Build the type node.  */
1338   type = make_node (RECORD_TYPE);
1339
1340   TYPE_NAME (type) = get_identifier ("descriptor_dimension");
1341   TYPE_PACKED (type) = 1;
1342
1343   /* Consists of the stride, lbound and ubound members.  */
1344   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1345                                     get_identifier ("stride"),
1346                                     gfc_array_index_type, &chain);
1347   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1348
1349   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1350                                     get_identifier ("lbound"),
1351                                     gfc_array_index_type, &chain);
1352   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1353
1354   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1355                                     get_identifier ("ubound"),
1356                                     gfc_array_index_type, &chain);
1357   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1358
1359   /* Finish off the type.  */
1360   gfc_finish_type (type);
1361   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
1362
1363   gfc_desc_dim_type = type;
1364   return type;
1365 }
1366
1367
1368 /* Return the DTYPE for an array.  This describes the type and type parameters
1369    of the array.  */
1370 /* TODO: Only call this when the value is actually used, and make all the
1371    unknown cases abort.  */
1372
1373 tree
1374 gfc_get_dtype (tree type)
1375 {
1376   tree size;
1377   int n;
1378   HOST_WIDE_INT i;
1379   tree tmp;
1380   tree dtype;
1381   tree etype;
1382   int rank;
1383
1384   gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type) || GFC_ARRAY_TYPE_P (type));
1385
1386   if (GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type))
1387     return GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type);
1388
1389   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
1390   etype = gfc_get_element_type (type);
1391
1392   switch (TREE_CODE (etype))
1393     {
1394     case INTEGER_TYPE:
1395       n = BT_INTEGER;
1396       break;
1397
1398     case BOOLEAN_TYPE:
1399       n = BT_LOGICAL;
1400       break;
1401
1402     case REAL_TYPE:
1403       n = BT_REAL;
1404       break;
1405
1406     case COMPLEX_TYPE:
1407       n = BT_COMPLEX;
1408       break;
1409
1410     /* We will never have arrays of arrays.  */
1411     case RECORD_TYPE:
1412       n = BT_DERIVED;
1413       break;
1414
1415     case ARRAY_TYPE:
1416       n = BT_CHARACTER;
1417       break;
1418
1419     default:
1420       /* TODO: Don't do dtype for temporary descriptorless arrays.  */
1421       /* We can strange array types for temporary arrays.  */
1422       return gfc_index_zero_node;
1423     }
1424
1425   gcc_assert (rank <= GFC_DTYPE_RANK_MASK);
1426   size = TYPE_SIZE_UNIT (etype);
1427
1428   i = rank | (n << GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT);
1429   if (size && INTEGER_CST_P (size))
1430     {
1431       if (tree_int_cst_lt (gfc_max_array_element_size, size))
1432         gfc_fatal_error ("Array element size too big at %C");
1433
1434       i += TREE_INT_CST_LOW (size) << GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
1435     }
1436   dtype = build_int_cst (gfc_array_index_type, i);
1437
1438   if (size && !INTEGER_CST_P (size))
1439     {
1440       tmp = build_int_cst (gfc_array_index_type, GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT);
1441       tmp  = fold_build2_loc (input_location, LSHIFT_EXPR,
1442                               gfc_array_index_type,
1443                               fold_convert (gfc_array_index_type, size), tmp);
1444       dtype = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
1445                                tmp, dtype);
1446     }
1447   /* If we don't know the size we leave it as zero.  This should never happen
1448      for anything that is actually used.  */
1449   /* TODO: Check this is actually true, particularly when repacking
1450      assumed size parameters.  */
1451
1452   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = dtype;
1453   return dtype;
1454 }
1455
1456
1457 /* Build an array type for use without a descriptor, packed according
1458    to the value of PACKED.  */
1459
1460 tree
1461 gfc_get_nodesc_array_type (tree etype, gfc_array_spec * as, gfc_packed packed,
1462                            bool restricted)
1463 {
1464   tree range;
1465   tree type;
1466   tree tmp;
1467   int n;
1468   int known_stride;
1469   int known_offset;
1470   mpz_t offset;
1471   mpz_t stride;
1472   mpz_t delta;
1473   gfc_expr *expr;
1474
1475   mpz_init_set_ui (offset, 0);
1476   mpz_init_set_ui (stride, 1);
1477   mpz_init (delta);
1478
1479   /* We don't use build_array_type because this does not include include
1480      lang-specific information (i.e. the bounds of the array) when checking
1481      for duplicates.  */
1482   if (as->rank)
1483     type = make_node (ARRAY_TYPE);
1484   else
1485     type = build_variant_type_copy (etype);
1486
1487   GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1488   TYPE_LANG_SPECIFIC (type)
1489       = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1490
1491   known_stride = (packed != PACKED_NO);
1492   known_offset = 1;
1493   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1494     {
1495       /* Fill in the stride and bound components of the type.  */
1496       if (known_stride)
1497         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1498       else
1499         tmp = NULL_TREE;
1500       GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (type, n) = tmp;
1501
1502       expr = as->lower[n];
1503       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1504         {
1505           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1506                                       gfc_index_integer_kind);
1507         }
1508       else
1509         {
1510           known_stride = 0;
1511           tmp = NULL_TREE;
1512         }
1513       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1514
1515       if (known_stride)
1516         {
1517           /* Calculate the offset.  */
1518           mpz_mul (delta, stride, as->lower[n]->value.integer);
1519           mpz_sub (offset, offset, delta);
1520         }
1521       else
1522         known_offset = 0;
1523
1524       expr = as->upper[n];
1525       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1526         {
1527           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1528                                   gfc_index_integer_kind);
1529         }
1530       else
1531         {
1532           tmp = NULL_TREE;
1533           known_stride = 0;
1534         }
1535       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1536
1537       if (known_stride)
1538         {
1539           /* Calculate the stride.  */
1540           mpz_sub (delta, as->upper[n]->value.integer,
1541                    as->lower[n]->value.integer);
1542           mpz_add_ui (delta, delta, 1);
1543           mpz_mul (stride, stride, delta);
1544         }
1545
1546       /* Only the first stride is known for partial packed arrays.  */
1547       if (packed == PACKED_NO || packed == PACKED_PARTIAL)
1548         known_stride = 0;
1549     }
1550   for (n = as->rank; n < as->rank + as->corank; n++)
1551     {
1552       expr = as->lower[n];
1553       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1554         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1555                                     gfc_index_integer_kind);
1556       else
1557         tmp = NULL_TREE;
1558       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1559
1560       expr = as->upper[n];
1561       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1562         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1563                                     gfc_index_integer_kind);
1564       else
1565         tmp = NULL_TREE;
1566       if (n < as->rank + as->corank - 1)
1567       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1568     }
1569
1570   if (known_offset)
1571     {
1572       GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) =
1573         gfc_conv_mpz_to_tree (offset, gfc_index_integer_kind);
1574     }
1575   else
1576     GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) = NULL_TREE;
1577
1578   if (known_stride)
1579     {
1580       GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) =
1581         gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1582     }
1583   else
1584     GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) = NULL_TREE;
1585
1586   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type) = as->rank;
1587   GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (type) = as->corank;
1588   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = NULL_TREE;
1589   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1590                             NULL_TREE);
1591   /* TODO: use main type if it is unbounded.  */
1592   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1593     build_pointer_type (build_array_type (etype, range));
1594   if (restricted)
1595     GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1596       build_qualified_type (GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type),
1597                             TYPE_QUAL_RESTRICT);
1598
1599   if (as->rank == 0)
1600     {
1601       if (packed != PACKED_STATIC  || gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB)
1602         {
1603           type = build_pointer_type (type);
1604
1605           if (restricted)
1606             type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1607
1608           GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1609           TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = TYPE_LANG_SPECIFIC (TREE_TYPE (type));
1610         }
1611
1612       return type;
1613     }
1614
1615   if (known_stride)
1616     {
1617       mpz_sub_ui (stride, stride, 1);
1618       range = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1619     }
1620   else
1621     range = NULL_TREE;
1622
1623   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node, range);
1624   TYPE_DOMAIN (type) = range;
1625
1626   build_pointer_type (etype);
1627   TREE_TYPE (type) = etype;
1628
1629   layout_type (type);
1630
1631   mpz_clear (offset);
1632   mpz_clear (stride);
1633   mpz_clear (delta);
1634
1635   /* Represent packed arrays as multi-dimensional if they have rank >
1636      1 and with proper bounds, instead of flat arrays.  This makes for
1637      better debug info.  */
1638   if (known_offset)
1639     {
1640       tree gtype = etype, rtype, type_decl;
1641
1642       for (n = as->rank - 1; n >= 0; n--)
1643         {
1644           rtype = build_range_type (gfc_array_index_type,
1645                                     GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n),
1646                                     GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n));
1647           gtype = build_array_type (gtype, rtype);
1648         }
1649       TYPE_NAME (type) = type_decl = build_decl (input_location,
1650                                                  TYPE_DECL, NULL, gtype);
1651       DECL_ORIGINAL_TYPE (type_decl) = gtype;
1652     }
1653
1654   if (packed != PACKED_STATIC || !known_stride
1655       || (as->corank && gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB))
1656     {
1657       /* For dummy arrays and automatic (heap allocated) arrays we
1658          want a pointer to the array.  */
1659       type = build_pointer_type (type);
1660       if (restricted)
1661         type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1662       GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1663       TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = TYPE_LANG_SPECIFIC (TREE_TYPE (type));
1664     }
1665   return type;
1666 }
1667
1668
1669 /* Return or create the base type for an array descriptor.  */
1670
1671 static tree
1672 gfc_get_array_descriptor_base (int dimen, int codimen, bool restricted,
1673                                enum gfc_array_kind akind)
1674 {
1675   tree fat_type, decl, arraytype, *chain = NULL;
1676   char name[16 + 2*GFC_RANK_DIGITS + 1 + 1];
1677   int idx = 2 * (codimen + dimen - 1) + restricted;
1678
1679   gcc_assert (codimen + dimen >= 1 && codimen + dimen <= GFC_MAX_DIMENSIONS);
1680
1681   if (gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB && codimen)
1682     {
1683       if (gfc_array_descriptor_base_caf[idx])
1684         return gfc_array_descriptor_base_caf[idx];
1685     }
1686   else if (gfc_array_descriptor_base[idx])
1687     return gfc_array_descriptor_base[idx];
1688
1689   /* Build the type node.  */
1690   fat_type = make_node (RECORD_TYPE);
1691
1692   sprintf (name, "array_descriptor" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT, dimen + codimen);
1693   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1694   TYPE_NAMELESS (fat_type) = 1;
1695
1696   /* Add the data member as the first element of the descriptor.  */
1697   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1698                                     get_identifier ("data"),
1699                                     (restricted
1700                                      ? prvoid_type_node
1701                                      : ptr_type_node), &chain);
1702
1703   /* Add the base component.  */
1704   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1705                                     get_identifier ("offset"),
1706                                     gfc_array_index_type, &chain);
1707   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1708
1709   /* Add the dtype component.  */
1710   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1711                                     get_identifier ("dtype"),
1712                                     gfc_array_index_type, &chain);
1713   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1714
1715   /* Build the array type for the stride and bound components.  */
1716   arraytype =
1717     build_array_type (gfc_get_desc_dim_type (),
1718                       build_range_type (gfc_array_index_type,
1719                                         gfc_index_zero_node,
1720                                         gfc_rank_cst[codimen + dimen - 1]));
1721
1722   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1723                                     get_identifier ("dim"),
1724                                     arraytype, &chain);
1725   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1726
1727   if (gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB && codimen
1728       && akind == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
1729     {
1730       decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1731                                         get_identifier ("token"),
1732                                         prvoid_type_node, &chain);
1733       TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1734     }
1735
1736   /* Finish off the type.  */
1737   gfc_finish_type (fat_type);
1738   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (fat_type)) = 1;
1739
1740   if (gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB && codimen
1741       && akind == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
1742     gfc_array_descriptor_base_caf[idx] = fat_type;
1743   else
1744     gfc_array_descriptor_base[idx] = fat_type;
1745
1746   return fat_type;
1747 }
1748
1749
1750 /* Build an array (descriptor) type with given bounds.  */
1751
1752 tree
1753 gfc_get_array_type_bounds (tree etype, int dimen, int codimen, tree * lbound,
1754                            tree * ubound, int packed,
1755                            enum gfc_array_kind akind, bool restricted)
1756 {
1757   char name[8 + 2*GFC_RANK_DIGITS + 1 + GFC_MAX_SYMBOL_LEN];
1758   tree fat_type, base_type, arraytype, lower, upper, stride, tmp, rtype;
1759   const char *type_name;
1760   int n;
1761
1762   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen, codimen, restricted, akind);
1763   fat_type = build_distinct_type_copy (base_type);
1764   /* Make sure that nontarget and target array type have the same canonical
1765      type (and same stub decl for debug info).  */
1766   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen, codimen, false, akind);
1767   TYPE_CANONICAL (fat_type) = base_type;
1768   TYPE_STUB_DECL (fat_type) = TYPE_STUB_DECL (base_type);
1769
1770   tmp = TYPE_NAME (etype);
1771   if (tmp && TREE_CODE (tmp) == TYPE_DECL)
1772     tmp = DECL_NAME (tmp);
1773   if (tmp)
1774     type_name = IDENTIFIER_POINTER (tmp);
1775   else
1776     type_name = "unknown";
1777   sprintf (name, "array" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "_%.*s", dimen + codimen,
1778            GFC_MAX_SYMBOL_LEN, type_name);
1779   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1780   TYPE_NAMELESS (fat_type) = 1;
1781
1782   GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (fat_type) = 1;
1783   TYPE_LANG_SPECIFIC (fat_type)
1784     = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1785
1786   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (fat_type) = dimen;
1787   GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (fat_type) = codimen;
1788   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (fat_type) = NULL_TREE;
1789   GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (fat_type) = akind;
1790
1791   /* Build an array descriptor record type.  */
1792   if (packed != 0)
1793     stride = gfc_index_one_node;
1794   else
1795     stride = NULL_TREE;
1796   for (n = 0; n < dimen + codimen; n++)
1797     {
1798       if (n < dimen)
1799         GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (fat_type, n) = stride;
1800
1801       if (lbound)
1802         lower = lbound[n];
1803       else
1804         lower = NULL_TREE;
1805
1806       if (lower != NULL_TREE)
1807         {
1808           if (INTEGER_CST_P (lower))
1809             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (fat_type, n) = lower;
1810           else
1811             lower = NULL_TREE;
1812         }
1813
1814       if (codimen && n == dimen + codimen - 1)
1815         break;
1816
1817       upper = ubound[n];
1818       if (upper != NULL_TREE)
1819         {
1820           if (INTEGER_CST_P (upper))
1821             GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (fat_type, n) = upper;
1822           else
1823             upper = NULL_TREE;
1824         }
1825
1826       if (n >= dimen)
1827         continue;
1828
1829       if (upper != NULL_TREE && lower != NULL_TREE && stride != NULL_TREE)
1830         {
1831           tmp = fold_build2_loc (input_location, MINUS_EXPR,
1832                                  gfc_array_index_type, upper, lower);
1833           tmp = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
1834                                  gfc_array_index_type, tmp,
1835                                  gfc_index_one_node);
1836           stride = fold_build2_loc (input_location, MULT_EXPR,
1837                                     gfc_array_index_type, tmp, stride);
1838           /* Check the folding worked.  */
1839           gcc_assert (INTEGER_CST_P (stride));
1840         }
1841       else
1842         stride = NULL_TREE;
1843     }
1844   GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (fat_type) = stride;
1845
1846   /* TODO: known offsets for descriptors.  */
1847   GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (fat_type) = NULL_TREE;
1848
1849   if (dimen == 0)
1850     {
1851       arraytype =  build_pointer_type (etype);
1852       if (restricted)
1853         arraytype = build_qualified_type (arraytype, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1854
1855       GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (fat_type) = arraytype;
1856       return fat_type;
1857     }
1858
1859   /* We define data as an array with the correct size if possible.
1860      Much better than doing pointer arithmetic.  */
1861   if (stride)
1862     rtype = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1863                               int_const_binop (MINUS_EXPR, stride,
1864                                                integer_one_node));
1865   else
1866     rtype = gfc_array_range_type;
1867   arraytype = build_array_type (etype, rtype);
1868   arraytype = build_pointer_type (arraytype);
1869   if (restricted)
1870     arraytype = build_qualified_type (arraytype, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1871   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (fat_type) = arraytype;
1872
1873   /* This will generate the base declarations we need to emit debug
1874      information for this type.  FIXME: there must be a better way to
1875      avoid divergence between compilations with and without debug
1876      information.  */
1877   {
1878     struct array_descr_info info;
1879     gfc_get_array_descr_info (fat_type, &info);
1880     gfc_get_array_descr_info (build_pointer_type (fat_type), &info);
1881   }
1882
1883   return fat_type;
1884 }
1885 \f
1886 /* Build a pointer type. This function is called from gfc_sym_type().  */
1887
1888 static tree
1889 gfc_build_pointer_type (gfc_symbol * sym, tree type)
1890 {
1891   /* Array pointer types aren't actually pointers.  */
1892   if (sym->attr.dimension)
1893     return type;
1894   else
1895     return build_pointer_type (type);
1896 }
1897
1898 static tree gfc_nonrestricted_type (tree t);
1899 /* Given two record or union type nodes TO and FROM, ensure
1900    that all fields in FROM have a corresponding field in TO,
1901    their type being nonrestrict variants.  This accepts a TO
1902    node that already has a prefix of the fields in FROM.  */
1903 static void
1904 mirror_fields (tree to, tree from)
1905 {
1906   tree fto, ffrom;
1907   tree *chain;
1908
1909   /* Forward to the end of TOs fields.  */
1910   fto = TYPE_FIELDS (to);
1911   ffrom = TYPE_FIELDS (from);
1912   chain = &TYPE_FIELDS (to);
1913   while (fto)
1914     {
1915       gcc_assert (ffrom && DECL_NAME (fto) == DECL_NAME (ffrom));
1916       chain = &DECL_CHAIN (fto);
1917       fto = DECL_CHAIN (fto);
1918       ffrom = DECL_CHAIN (ffrom);
1919     }
1920
1921   /* Now add all fields remaining in FROM (starting with ffrom).  */
1922   for (; ffrom; ffrom = DECL_CHAIN (ffrom))
1923     {
1924       tree newfield = copy_node (ffrom);
1925       DECL_CONTEXT (newfield) = to;
1926       /* The store to DECL_CHAIN might seem redundant with the
1927          stores to *chain, but not clearing it here would mean
1928          leaving a chain into the old fields.  If ever
1929          our called functions would look at them confusion
1930          will arise.  */
1931       DECL_CHAIN (newfield) = NULL_TREE;
1932       *chain = newfield;
1933       chain = &DECL_CHAIN (newfield);
1934
1935       if (TREE_CODE (ffrom) == FIELD_DECL)
1936         {
1937           tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (ffrom));
1938           TREE_TYPE (newfield) = elemtype;
1939         }
1940     }
1941   *chain = NULL_TREE;
1942 }
1943
1944 /* Given a type T, returns a different type of the same structure,
1945    except that all types it refers to (recursively) are always
1946    non-restrict qualified types.  */
1947 static tree
1948 gfc_nonrestricted_type (tree t)
1949 {
1950   tree ret = t;
1951
1952   /* If the type isn't layed out yet, don't copy it.  If something
1953      needs it for real it should wait until the type got finished.  */
1954   if (!TYPE_SIZE (t))
1955     return t;
1956
1957   if (!TYPE_LANG_SPECIFIC (t))
1958     TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
1959       = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1960   /* If we're dealing with this very node already further up
1961      the call chain (recursion via pointers and struct members)
1962      we haven't yet determined if we really need a new type node.
1963      Assume we don't, return T itself.  */
1964   if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type == error_mark_node)
1965     return t;
1966
1967   /* If we have calculated this all already, just return it.  */
1968   if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type)
1969     return TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type;
1970
1971   /* Mark this type.  */
1972   TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = error_mark_node;
1973
1974   switch (TREE_CODE (t))
1975     {
1976       default:
1977         break;
1978
1979       case POINTER_TYPE:
1980       case REFERENCE_TYPE:
1981         {
1982           tree totype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (t));
1983           if (totype == TREE_TYPE (t))
1984             ret = t;
1985           else if (TREE_CODE (t) == POINTER_TYPE)
1986             ret = build_pointer_type (totype);
1987           else
1988             ret = build_reference_type (totype);
1989           ret = build_qualified_type (ret,
1990                                       TYPE_QUALS (t) & ~TYPE_QUAL_RESTRICT);
1991         }
1992         break;
1993
1994       case ARRAY_TYPE:
1995         {
1996           tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (t));
1997           if (elemtype == TREE_TYPE (t))
1998             ret = t;
1999           else
2000             {
2001               ret = build_variant_type_copy (t);
2002               TREE_TYPE (ret) = elemtype;
2003               if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
2004                   && GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t))
2005                 {
2006                   tree dataptr_type = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t);
2007                   dataptr_type = gfc_nonrestricted_type (dataptr_type);
2008                   if (dataptr_type != GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t))
2009                     {
2010                       TYPE_LANG_SPECIFIC (ret)
2011                         = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct
2012                                                                lang_type));
2013                       *TYPE_LANG_SPECIFIC (ret) = *TYPE_LANG_SPECIFIC (t);
2014                       GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (ret) = dataptr_type;
2015                     }
2016                 }
2017             }
2018         }
2019         break;
2020
2021       case RECORD_TYPE:
2022       case UNION_TYPE:
2023       case QUAL_UNION_TYPE:
2024         {
2025           tree field;
2026           /* First determine if we need a new type at all.
2027              Careful, the two calls to gfc_nonrestricted_type per field
2028              might return different values.  That happens exactly when
2029              one of the fields reaches back to this very record type
2030              (via pointers).  The first calls will assume that we don't
2031              need to copy T (see the error_mark_node marking).  If there
2032              are any reasons for copying T apart from having to copy T,
2033              we'll indeed copy it, and the second calls to
2034              gfc_nonrestricted_type will use that new node if they
2035              reach back to T.  */
2036           for (field = TYPE_FIELDS (t); field; field = DECL_CHAIN (field))
2037             if (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL)
2038               {
2039                 tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (field));
2040                 if (elemtype != TREE_TYPE (field))
2041                   break;
2042               }
2043           if (!field)
2044             break;
2045           ret = build_variant_type_copy (t);
2046           TYPE_FIELDS (ret) = NULL_TREE;
2047
2048           /* Here we make sure that as soon as we know we have to copy
2049              T, that also fields reaching back to us will use the new
2050              copy.  It's okay if that copy still contains the old fields,
2051              we won't look at them.  */
2052           TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = ret;
2053           mirror_fields (ret, t);
2054         }
2055         break;
2056     }
2057
2058   TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = ret;
2059   return ret;
2060 }
2061
2062 \f
2063 /* Return the type for a symbol.  Special handling is required for character
2064    types to get the correct level of indirection.
2065    For functions return the return type.
2066    For subroutines return void_type_node.
2067    Calling this multiple times for the same symbol should be avoided,
2068    especially for character and array types.  */
2069
2070 tree
2071 gfc_sym_type (gfc_symbol * sym)
2072 {
2073   tree type;
2074   int byref;
2075   bool restricted;
2076
2077   /* Procedure Pointers inside COMMON blocks.  */
2078   if (sym->attr.proc_pointer && sym->attr.in_common)
2079     {
2080       /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type calls gfc_sym_type.  */
2081       sym->attr.proc_pointer = 0;
2082       type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym));
2083       sym->attr.proc_pointer = 1;
2084       return type;
2085     }
2086
2087   if (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE && !sym->attr.function)
2088     return void_type_node;
2089
2090   /* In the case of a function the fake result variable may have a
2091      type different from the function type, so don't return early in
2092      that case.  */
2093   if (sym->backend_decl && !sym->attr.function)
2094     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
2095
2096   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
2097       && ((sym->attr.function && sym->attr.is_bind_c)
2098           || (sym->attr.result
2099               && sym->ns->proc_name
2100               && sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c)))
2101     type = gfc_character1_type_node;
2102   else
2103     type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
2104
2105   if (sym->attr.dummy && !sym->attr.function && !sym->attr.value)
2106     byref = 1;
2107   else
2108     byref = 0;
2109
2110   restricted = !sym->attr.target && !sym->attr.pointer
2111                && !sym->attr.proc_pointer && !sym->attr.cray_pointee;
2112   if (!restricted)
2113     type = gfc_nonrestricted_type (type);
2114
2115   if (sym->attr.dimension || sym->attr.codimension)
2116     {
2117       if (gfc_is_nodesc_array (sym))
2118         {
2119           /* If this is a character argument of unknown length, just use the
2120              base type.  */
2121           if (sym->ts.type != BT_CHARACTER
2122               || !(sym->attr.dummy || sym->attr.function)
2123               || sym->ts.u.cl->backend_decl)
2124             {
2125               type = gfc_get_nodesc_array_type (type, sym->as,
2126                                                 byref ? PACKED_FULL
2127                                                       : PACKED_STATIC,
2128                                                 restricted);
2129               byref = 0;
2130             }
2131
2132           if (sym->attr.cray_pointee)
2133             GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
2134         }
2135       else
2136         {
2137           enum gfc_array_kind akind = GFC_ARRAY_UNKNOWN;
2138           if (sym->attr.pointer)
2139             akind = sym->attr.contiguous ? GFC_ARRAY_POINTER_CONT
2140                                          : GFC_ARRAY_POINTER;
2141           else if (sym->attr.allocatable)
2142             akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
2143           type = gfc_build_array_type (type, sym->as, akind, restricted,
2144                                        sym->attr.contiguous);
2145         }
2146     }
2147   else
2148     {
2149       if (sym->attr.allocatable || sym->attr.pointer
2150           || gfc_is_associate_pointer (sym))
2151         type = gfc_build_pointer_type (sym, type);
2152       if (sym->attr.pointer || sym->attr.cray_pointee)
2153         GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
2154     }
2155
2156   /* We currently pass all parameters by reference.
2157      See f95_get_function_decl.  For dummy function parameters return the
2158      function type.  */
2159   if (byref)
2160     {
2161       /* We must use pointer types for potentially absent variables.  The
2162          optimizers assume a reference type argument is never NULL.  */
2163       if (sym->attr.optional
2164           || (sym->ns->proc_name && sym->ns->proc_name->attr.entry_master))
2165         type = build_pointer_type (type);
2166       else
2167         {
2168           type = build_reference_type (type);
2169           if (restricted)
2170             type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
2171         }
2172     }
2173
2174   return (type);
2175 }
2176 \f
2177 /* Layout and output debug info for a record type.  */
2178
2179 void
2180 gfc_finish_type (tree type)
2181 {
2182   tree decl;
2183
2184   decl = build_decl (input_location,
2185                      TYPE_DECL, NULL_TREE, type);
2186   TYPE_STUB_DECL (type) = decl;
2187   layout_type (type);
2188   rest_of_type_compilation (type, 1);
2189   rest_of_decl_compilation (decl, 1, 0);
2190 }
2191 \f
2192 /* Add a field of given NAME and TYPE to the context of a UNION_TYPE
2193    or RECORD_TYPE pointed to by CONTEXT.  The new field is chained
2194    to the end of the field list pointed to by *CHAIN.
2195
2196    Returns a pointer to the new field.  */
2197
2198 static tree
2199 gfc_add_field_to_struct_1 (tree context, tree name, tree type, tree **chain)
2200 {
2201   tree decl = build_decl (input_location, FIELD_DECL, name, type);
2202
2203   DECL_CONTEXT (decl) = context;
2204   DECL_CHAIN (decl) = NULL_TREE;
2205   if (TYPE_FIELDS (context) == NULL_TREE)
2206     TYPE_FIELDS (context) = decl;
2207   if (chain != NULL)
2208     {
2209       if (*chain != NULL)
2210         **chain = decl;
2211       *chain = &DECL_CHAIN (decl);
2212     }
2213
2214   return decl;
2215 }
2216
2217 /* Like `gfc_add_field_to_struct_1', but adds alignment
2218    information.  */
2219
2220 tree
2221 gfc_add_field_to_struct (tree context, tree name, tree type, tree **chain)
2222 {
2223   tree decl = gfc_add_field_to_struct_1 (context, name, type, chain);
2224
2225   DECL_INITIAL (decl) = 0;
2226   DECL_ALIGN (decl) = 0;
2227   DECL_USER_ALIGN (decl) = 0;
2228
2229   return decl;
2230 }
2231
2232
2233 /* Copy the backend_decl and component backend_decls if
2234    the two derived type symbols are "equal", as described
2235    in 4.4.2 and resolved by gfc_compare_derived_types.  */
2236
2237 int
2238 gfc_copy_dt_decls_ifequal (gfc_symbol *from, gfc_symbol *to,
2239                            bool from_gsym)
2240 {
2241   gfc_component *to_cm;
2242   gfc_component *from_cm;
2243
2244   if (from == to)
2245     return 1;
2246
2247   if (from->backend_decl == NULL
2248         || !gfc_compare_derived_types (from, to))
2249     return 0;
2250
2251   to->backend_decl = from->backend_decl;
2252
2253   to_cm = to->components;
2254   from_cm = from->components;
2255
2256   /* Copy the component declarations.  If a component is itself
2257      a derived type, we need a copy of its component declarations.
2258      This is done by recursing into gfc_get_derived_type and
2259      ensures that the component's component declarations have
2260      been built.  If it is a character, we need the character
2261      length, as well.  */
2262   for (; to_cm; to_cm = to_cm->next, from_cm = from_cm->next)
2263     {
2264       to_cm->backend_decl = from_cm->backend_decl;
2265       if (from_cm->ts.type == BT_DERIVED
2266           && (!from_cm->attr.pointer || from_gsym))
2267         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.u.derived);
2268       else if (from_cm->ts.type == BT_CLASS
2269                && (!CLASS_DATA (from_cm)->attr.class_pointer || from_gsym))
2270         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.u.derived);
2271       else if (from_cm->ts.type == BT_CHARACTER)
2272         to_cm->ts.u.cl->backend_decl = from_cm->ts.u.cl->backend_decl;
2273     }
2274
2275   return 1;
2276 }
2277
2278
2279 /* Build a tree node for a procedure pointer component.  */
2280
2281 tree
2282 gfc_get_ppc_type (gfc_component* c)
2283 {
2284   tree t;
2285
2286   /* Explicit interface.  */
2287   if (c->attr.if_source != IFSRC_UNKNOWN && c->ts.interface)
2288     return build_pointer_type (gfc_get_function_type (c->ts.interface));
2289
2290   /* Implicit interface (only return value may be known).  */
2291   if (c->attr.function && !c->attr.dimension && c->ts.type != BT_CHARACTER)
2292     t = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
2293   else
2294     t = void_type_node;
2295
2296   return build_pointer_type (build_function_type_list (t, NULL_TREE));
2297 }
2298
2299
2300 /* Build a tree node for a derived type.  If there are equal
2301    derived types, with different local names, these are built
2302    at the same time.  If an equal derived type has been built
2303    in a parent namespace, this is used.  */
2304
2305 tree
2306 gfc_get_derived_type (gfc_symbol * derived)
2307 {
2308   tree typenode = NULL, field = NULL, field_type = NULL;
2309   tree canonical = NULL_TREE;
2310   tree *chain = NULL;
2311   bool got_canonical = false;
2312   gfc_component *c;
2313   gfc_dt_list *dt;
2314   gfc_namespace *ns;
2315
2316   if (derived && derived->attr.flavor == FL_PROCEDURE
2317       && derived->attr.generic)
2318     derived = gfc_find_dt_in_generic (derived);
2319
2320   gcc_assert (derived && derived->attr.flavor == FL_DERIVED);
2321
2322   /* See if it's one of the iso_c_binding derived types.  */
2323   if (derived->attr.is_iso_c == 1)
2324     {
2325       if (derived->backend_decl)
2326         return derived->backend_decl;
2327
2328       if (derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
2329         derived->backend_decl = ptr_type_node;
2330       else
2331         derived->backend_decl = pfunc_type_node;
2332
2333       derived->ts.kind = gfc_index_integer_kind;
2334       derived->ts.type = BT_INTEGER;
2335       /* Set the f90_type to BT_VOID as a way to recognize something of type
2336          BT_INTEGER that needs to fit a void * for the purpose of the
2337          iso_c_binding derived types.  */
2338       derived->ts.f90_type = BT_VOID;
2339
2340       return derived->backend_decl;
2341     }
2342
2343   /* If use associated, use the module type for this one.  */
2344   if (gfc_option.flag_whole_file
2345         && derived->backend_decl == NULL
2346         && derived->attr.use_assoc
2347         && derived->module
2348         && gfc_get_module_backend_decl (derived))
2349     goto copy_derived_types;
2350
2351   /* If a whole file compilation, the derived types from an earlier
2352      namespace can be used as the canonical type.  */
2353   if (gfc_option.flag_whole_file
2354         && derived->backend_decl == NULL
2355         && !derived->attr.use_assoc
2356         && gfc_global_ns_list)
2357     {
2358       for (ns = gfc_global_ns_list;
2359            ns->translated && !got_canonical;
2360            ns = ns->sibling)
2361         {
2362           dt = ns->derived_types;
2363           for (; dt && !canonical; dt = dt->next)
2364             {
2365               gfc_copy_dt_decls_ifequal (dt->derived, derived, true);
2366               if (derived->backend_decl)
2367                 got_canonical = true;
2368             }
2369         }
2370     }
2371
2372   /* Store up the canonical type to be added to this one.  */
2373   if (got_canonical)
2374     {
2375       if (TYPE_CANONICAL (derived->backend_decl))
2376         canonical = TYPE_CANONICAL (derived->backend_decl);
2377       else
2378         canonical = derived->backend_decl;
2379
2380       derived->backend_decl = NULL_TREE;
2381     }
2382
2383   /* derived->backend_decl != 0 means we saw it before, but its
2384      components' backend_decl may have not been built.  */
2385   if (derived->backend_decl)
2386     {
2387       /* Its components' backend_decl have been built or we are
2388          seeing recursion through the formal arglist of a procedure
2389          pointer component.  */
2390       if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl)
2391             || derived->attr.proc_pointer_comp)
2392         return derived->backend_decl;
2393       else
2394         typenode = derived->backend_decl;
2395     }
2396   else
2397     {
2398       /* We see this derived type first time, so build the type node.  */
2399       typenode = make_node (RECORD_TYPE);
2400       TYPE_NAME (typenode) = get_identifier (derived->name);
2401       TYPE_PACKED (typenode) = gfc_option.flag_pack_derived;
2402       derived->backend_decl = typenode;
2403     }
2404
2405   /* Go through the derived type components, building them as
2406      necessary. The reason for doing this now is that it is
2407      possible to recurse back to this derived type through a
2408      pointer component (PR24092). If this happens, the fields
2409      will be built and so we can return the type.  */
2410   for (c = derived->components; c; c = c->next)
2411     {
2412       if (c->ts.type != BT_DERIVED && c->ts.type != BT_CLASS)
2413         continue;
2414
2415       if ((!c->attr.pointer && !c->attr.proc_pointer)
2416           || c->ts.u.derived->backend_decl == NULL)
2417         c->ts.u.derived->backend_decl = gfc_get_derived_type (c->ts.u.derived);
2418
2419       if (c->ts.u.derived && c->ts.u.derived->attr.is_iso_c)
2420         {
2421           /* Need to copy the modified ts from the derived type.  The
2422              typespec was modified because C_PTR/C_FUNPTR are translated
2423              into (void *) from derived types.  */
2424           c->ts.type = c->ts.u.derived->ts.type;
2425           c->ts.kind = c->ts.u.derived->ts.kind;
2426           c->ts.f90_type = c->ts.u.derived->ts.f90_type;
2427           if (c->initializer)
2428             {
2429               c->initializer->ts.type = c->ts.type;
2430               c->initializer->ts.kind = c->ts.kind;
2431               c->initializer->ts.f90_type = c->ts.f90_type;
2432               c->initializer->expr_type = EXPR_NULL;
2433             }
2434         }
2435     }
2436
2437   if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl))
2438     return derived->backend_decl;
2439
2440   /* Build the type member list. Install the newly created RECORD_TYPE
2441      node as DECL_CONTEXT of each FIELD_DECL.  */
2442   for (c = derived->components; c; c = c->next)
2443     {
2444       if (c->attr.proc_pointer)
2445         field_type = gfc_get_ppc_type (c);
2446       else if (c->ts.type == BT_DERIVED || c->ts.type == BT_CLASS)
2447         field_type = c->ts.u.derived->backend_decl;
2448       else
2449         {
2450           if (c->ts.type == BT_CHARACTER)
2451             {
2452               /* Evaluate the string length.  */
2453               gfc_conv_const_charlen (c->ts.u.cl);
2454               gcc_assert (c->ts.u.cl->backend_decl);
2455             }
2456
2457           field_type = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
2458         }
2459
2460       /* This returns an array descriptor type.  Initialization may be
2461          required.  */
2462       if ((c->attr.dimension || c->attr.codimension) && !c->attr.proc_pointer )
2463         {
2464           if (c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
2465             {
2466               enum gfc_array_kind akind;
2467               if (c->attr.pointer)
2468                 akind = c->attr.contiguous ? GFC_ARRAY_POINTER_CONT
2469                                            : GFC_ARRAY_POINTER;
2470               else
2471                 akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
2472               /* Pointers to arrays aren't actually pointer types.  The
2473                  descriptors are separate, but the data is common.  */
2474               field_type = gfc_build_array_type (field_type, c->as, akind,
2475                                                  !c->attr.target
2476                                                  && !c->attr.pointer,
2477                                                  c->attr.contiguous);
2478             }
2479           else
2480             field_type = gfc_get_nodesc_array_type (field_type, c->as,
2481                                                     PACKED_STATIC,
2482                                                     !c->attr.target);
2483         }
2484       else if ((c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
2485                && !c->attr.proc_pointer)
2486         field_type = build_pointer_type (field_type);
2487
2488       if (c->attr.pointer)
2489         field_type = gfc_nonrestricted_type (field_type);
2490
2491       /* vtype fields can point to different types to the base type.  */
2492       if (c->ts.type == BT_DERIVED && c->ts.u.derived->attr.vtype)
2493           field_type = build_pointer_type_for_mode (TREE_TYPE (field_type),
2494                                                     ptr_mode, true);
2495
2496       field = gfc_add_field_to_struct (typenode,
2497                                        get_identifier (c->name),
2498                                        field_type, &chain);
2499       if (c->loc.lb)
2500         gfc_set_decl_location (field, &c->loc);
2501       else if (derived->declared_at.lb)
2502         gfc_set_decl_location (field, &derived->declared_at);
2503
2504       DECL_PACKED (field) |= TYPE_PACKED (typenode);
2505
2506       gcc_assert (field);
2507       if (!c->backend_decl)
2508         c->backend_decl = field;
2509     }
2510
2511   /* Now lay out the derived type, including the fields.  */
2512   if (canonical)
2513     TYPE_CANONICAL (typenode) = canonical;
2514
2515   gfc_finish_type (typenode);
2516   gfc_set_decl_location (TYPE_STUB_DECL (typenode), &derived->declared_at);
2517   if (derived->module && derived->ns->proc_name
2518       && derived->ns->proc_name->attr.flavor == FL_MODULE)
2519     {
2520       if (derived->ns->proc_name->backend_decl
2521           && TREE_CODE (derived->ns->proc_name->backend_decl)
2522              == NAMESPACE_DECL)
2523         {
2524           TYPE_CONTEXT (typenode) = derived->ns->proc_name->backend_decl;
2525           DECL_CONTEXT (TYPE_STUB_DECL (typenode))
2526             = derived->ns->proc_name->backend_decl;
2527         }
2528     }
2529
2530   derived->backend_decl = typenode;
2531
2532 copy_derived_types:
2533
2534   for (dt = gfc_derived_types; dt; dt = dt->next)
2535     gfc_copy_dt_decls_ifequal (derived, dt->derived, false);
2536
2537   return derived->backend_decl;
2538 }
2539
2540
2541 int
2542 gfc_return_by_reference (gfc_symbol * sym)
2543 {
2544   if (!sym->attr.function)
2545     return 0;
2546
2547   if (sym->attr.dimension)
2548     return 1;
2549
2550   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
2551       && !sym->attr.is_bind_c
2552       && (!sym->attr.result
2553           || !sym->ns->proc_name
2554           || !sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c))
2555     return 1;
2556
2557   /* Possibly return complex numbers by reference for g77 compatibility.
2558      We don't do this for calls to intrinsics (as the library uses the
2559      -fno-f2c calling convention), nor for calls to functions which always
2560      require an explicit interface, as no compatibility problems can
2561      arise there.  */
2562   if (gfc_option.flag_f2c
2563       && sym->ts.type == BT_COMPLEX
2564       && !sym->attr.intrinsic && !sym->attr.always_explicit)
2565     return 1;
2566
2567   return 0;
2568 }
2569 \f
2570 static tree
2571 gfc_get_mixed_entry_union (gfc_namespace *ns)
2572 {
2573   tree type;
2574   tree *chain = NULL;
2575   char name[GFC_MAX_SYMBOL_LEN + 1];
2576   gfc_entry_list *el, *el2;
2577
2578   gcc_assert (ns->proc_name->attr.mixed_entry_master);
2579   gcc_assert (memcmp (ns->proc_name->name, "master.", 7) == 0);
2580
2581   snprintf (name, GFC_MAX_SYMBOL_LEN, "munion.%s", ns->proc_name->name + 7);
2582
2583   /* Build the type node.  */
2584   type = make_node (UNION_TYPE);
2585
2586   TYPE_NAME (type) = get_identifier (name);
2587
2588   for (el = ns->entries; el; el = el->next)
2589     {
2590       /* Search for duplicates.  */
2591       for (el2 = ns->entries; el2 != el; el2 = el2->next)
2592         if (el2->sym->result == el->sym->result)
2593           break;
2594
2595       if (el == el2)
2596         gfc_add_field_to_struct_1 (type,
2597                                    get_identifier (el->sym->result->name),
2598                                    gfc_sym_type (el->sym->result), &chain);
2599     }
2600
2601   /* Finish off the type.  */
2602   gfc_finish_type (type);
2603   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
2604   return type;
2605 }
2606 \f
2607 /* Create a "fn spec" based on the formal arguments;
2608    cf. create_function_arglist.  */
2609
2610 static tree
2611 create_fn_spec (gfc_symbol *sym, tree fntype)
2612 {
2613   char spec[150];
2614   size_t spec_len;
2615   gfc_formal_arglist *f;
2616   tree tmp;
2617
2618   memset (&spec, 0, sizeof (spec));
2619   spec[0] = '.';
2620   spec_len = 1;
2621
2622   if (sym->attr.entry_master)
2623     spec[spec_len++] = 'R';
2624   if (gfc_return_by_reference (sym))
2625     {
2626       gfc_symbol *result = sym->result ? sym->result : sym;
2627
2628       if (result->attr.pointer || sym->attr.proc_pointer)
2629         spec[spec_len++] = '.';
2630       else
2631         spec[spec_len++] = 'w';
2632       if (sym->ts.type == BT_CHARACTER)
2633         spec[spec_len++] = 'R';
2634     }
2635
2636   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2637     if (spec_len < sizeof (spec))
2638       {
2639         if (!f->sym || f->sym->attr.pointer || f->sym->attr.target
2640             || f->sym->attr.external || f->sym->attr.cray_pointer
2641             || (f->sym->ts.type == BT_DERIVED
2642                 && (f->sym->ts.u.derived->attr.proc_pointer_comp
2643                     || f->sym->ts.u.derived->attr.pointer_comp))
2644             || (f->sym->ts.type == BT_CLASS
2645                 && (CLASS_DATA (f->sym)->ts.u.derived->attr.proc_pointer_comp
2646                     || CLASS_DATA (f->sym)->ts.u.derived->attr.pointer_comp)))
2647           spec[spec_len++] = '.';
2648         else if (f->sym->attr.intent == INTENT_IN)
2649           spec[spec_len++] = 'r';
2650         else if (f->sym)
2651           spec[spec_len++] = 'w';
2652       }
2653
2654   tmp = build_tree_list (NULL_TREE, build_string (spec_len, spec));
2655   tmp = tree_cons (get_identifier ("fn spec"), tmp, TYPE_ATTRIBUTES (fntype));
2656   return build_type_attribute_variant (fntype, tmp);
2657 }
2658
2659
2660 tree
2661 gfc_get_function_type (gfc_symbol * sym)
2662 {
2663   tree type;
2664   VEC(tree,gc) *typelist;
2665   gfc_formal_arglist *f;
2666   gfc_symbol *arg;
2667   int alternate_return;
2668   bool is_varargs = true;
2669
2670   /* Make sure this symbol is a function, a subroutine or the main
2671      program.  */
2672   gcc_assert (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE
2673               || sym->attr.flavor == FL_PROGRAM);
2674
2675   if (sym->backend_decl)
2676     {
2677       if (sym->attr.proc_pointer)
2678         return TREE_TYPE (TREE_TYPE (sym->backend_decl));
2679       return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
2680     }
2681
2682   alternate_return = 0;
2683   typelist = NULL;
2684
2685   if (sym->attr.entry_master)
2686     /* Additional parameter for selecting an entry point.  */
2687     VEC_safe_push (tree, gc, typelist, gfc_array_index_type);
2688
2689   if (sym->result)
2690     arg = sym->result;
2691   else
2692     arg = sym;
2693
2694   if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2695     gfc_conv_const_charlen (arg->ts.u.cl);
2696
2697   /* Some functions we use an extra parameter for the return value.  */
2698   if (gfc_return_by_reference (sym))
2699     {
2700       type = gfc_sym_type (arg);
2701       if (arg->ts.type == BT_COMPLEX
2702           || arg->attr.dimension
2703           || arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2704         type = build_reference_type (type);
2705
2706       VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2707       if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2708         {
2709           if (!arg->ts.deferred)
2710             /* Transfer by value.  */
2711             VEC_safe_push (tree, gc, typelist, gfc_charlen_type_node);
2712           else
2713             /* Deferred character lengths are transferred by reference
2714                so that the value can be returned.  */
2715             VEC_safe_push (tree, gc, typelist,
2716                            build_pointer_type (gfc_charlen_type_node));
2717         }
2718     }
2719
2720   /* Build the argument types for the function.  */
2721   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2722     {
2723       arg = f->sym;
2724       if (arg)
2725         {
2726           /* Evaluate constant character lengths here so that they can be
2727              included in the type.  */
2728           if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2729             gfc_conv_const_charlen (arg->ts.u.cl);
2730
2731           if (arg->attr.flavor == FL_PROCEDURE)
2732             {
2733               type = gfc_get_function_type (arg);
2734               type = build_pointer_type (type);
2735             }
2736           else
2737             type = gfc_sym_type (arg);
2738
2739           /* Parameter Passing Convention
2740
2741              We currently pass all parameters by reference.
2742              Parameters with INTENT(IN) could be passed by value.
2743              The problem arises if a function is called via an implicit
2744              prototype. In this situation the INTENT is not known.
2745              For this reason all parameters to global functions must be
2746              passed by reference.  Passing by value would potentially
2747              generate bad code.  Worse there would be no way of telling that
2748              this code was bad, except that it would give incorrect results.
2749
2750              Contained procedures could pass by value as these are never
2751              used without an explicit interface, and cannot be passed as
2752              actual parameters for a dummy procedure.  */
2753
2754           VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2755         }
2756       else
2757         {
2758           if (sym->attr.subroutine)
2759             alternate_return = 1;
2760         }
2761     }
2762
2763   /* Add hidden string length parameters.  */
2764   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
2765     {
2766       arg = f->sym;
2767       if (arg && arg->ts.type == BT_CHARACTER && !sym->attr.is_bind_c)
2768         {
2769           if (!arg->ts.deferred)
2770             /* Transfer by value.  */
2771             type = gfc_charlen_type_node;
2772           else
2773             /* Deferred character lengths are transferred by reference
2774                so that the value can be returned.  */
2775             type = build_pointer_type (gfc_charlen_type_node);
2776
2777           VEC_safe_push (tree, gc, typelist, type);
2778         }
2779     }
2780
2781   if (!VEC_empty (tree, typelist)
2782       || sym->attr.is_main_program
2783       || sym->attr.if_source != IFSRC_UNKNOWN)
2784     is_varargs = false;
2785
2786   if (alternate_return)
2787     type = integer_type_node;
2788   else if (!sym->attr.function || gfc_return_by_reference (sym))
2789     type = void_type_node;
2790   else if (sym->attr.mixed_entry_master)
2791     type = gfc_get_mixed_entry_union (sym->ns);
2792   else if (gfc_option.flag_f2c
2793            && sym->ts.type == BT_REAL
2794            && sym->ts.kind == gfc_default_real_kind
2795            && !sym->attr.always_explicit)
2796     {
2797       /* Special case: f2c calling conventions require that (scalar)
2798          default REAL functions return the C type double instead.  f2c
2799          compatibility is only an issue with functions that don't
2800          require an explicit interface, as only these could be
2801          implemented in Fortran 77.  */
2802       sym->ts.kind = gfc_default_double_kind;
2803       type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
2804       sym->ts.kind = gfc_default_real_kind;
2805     }
2806   else if (sym->result && sym->result->attr.proc_pointer)
2807     /* Procedure pointer return values.  */
2808     {
2809       if (sym->result->attr.result && strcmp (sym->name,"ppr@") != 0)
2810         {
2811           /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type
2812              is called recursively.  */
2813           sym->result->attr.proc_pointer = 0;
2814           type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym->result));
2815           sym->result->attr.proc_pointer = 1;
2816         }
2817       else
2818        type = gfc_sym_type (sym->result);
2819     }
2820   else
2821     type = gfc_sym_type (sym);
2822
2823   if (is_varargs)
2824     type = build_varargs_function_type_vec (type, typelist);
2825   else
2826     type = build_function_type_vec (type, typelist);
2827   type = create_fn_spec (sym, type);
2828
2829   return type;
2830 }
2831 \f
2832 /* Language hooks for middle-end access to type nodes.  */
2833
2834 /* Return an integer type with BITS bits of precision,
2835    that is unsigned if UNSIGNEDP is nonzero, otherwise signed.  */
2836
2837 tree
2838 gfc_type_for_size (unsigned bits, int unsignedp)
2839 {
2840   if (!unsignedp)
2841     {
2842       int i;
2843       for (i = 0; i <= MAX_INT_KINDS; ++i)
2844         {
2845           tree type = gfc_integer_types[i];
2846           if (type && bits == TYPE_PRECISION (type))
2847             return type;
2848         }
2849
2850       /* Handle TImode as a special case because it is used by some backends
2851          (e.g. ARM) even though it is not available for normal use.  */
2852 #if HOST_BITS_PER_WIDE_INT >= 64
2853       if (bits == TYPE_PRECISION (intTI_type_node))
2854         return intTI_type_node;
2855 #endif
2856
2857       if (bits <= TYPE_PRECISION (intQI_type_node))
2858         return intQI_type_node;
2859       if (bits <= TYPE_PRECISION (intHI_type_node))
2860         return intHI_type_node;
2861       if (bits <= TYPE_PRECISION (intSI_type_node))
2862         return intSI_type_node;
2863       if (bits <= TYPE_PRECISION (intDI_type_node))
2864         return intDI_type_node;
2865       if (bits <= TYPE_PRECISION (intTI_type_node))
2866         return intTI_type_node;
2867     }
2868   else
2869     {
2870       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intQI_type_node))
2871         return unsigned_intQI_type_node;
2872       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intHI_type_node))
2873         return unsigned_intHI_type_node;
2874       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intSI_type_node))
2875         return unsigned_intSI_type_node;
2876       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intDI_type_node))
2877         return unsigned_intDI_type_node;
2878       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intTI_type_node))
2879         return unsigned_intTI_type_node;
2880     }
2881
2882   return NULL_TREE;
2883 }
2884
2885 /* Return a data type that has machine mode MODE.  If the mode is an
2886    integer, then UNSIGNEDP selects between signed and unsigned types.  */
2887
2888 tree
2889 gfc_type_for_mode (enum machine_mode mode, int unsignedp)
2890 {
2891   int i;
2892   tree *base;
2893
2894   if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_FLOAT)
2895     base = gfc_real_types;
2896   else if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_COMPLEX_FLOAT)
2897     base = gfc_complex_types;
2898   else if (SCALAR_INT_MODE_P (mode))
2899     {
2900       tree type = gfc_type_for_size (GET_MODE_PRECISION (mode), unsignedp);
2901       return type != NULL_TREE && mode == TYPE_MODE (type) ? type : NULL_TREE;
2902     }
2903   else if (VECTOR_MODE_P (mode))
2904     {
2905       enum machine_mode inner_mode = GET_MODE_INNER (mode);
2906       tree inner_type = gfc_type_for_mode (inner_mode, unsignedp);
2907       if (inner_type != NULL_TREE)
2908         return build_vector_type_for_mode (inner_type, mode);
2909       return NULL_TREE;
2910     }
2911   else
2912     return NULL_TREE;
2913
2914   for (i = 0; i <= MAX_REAL_KINDS; ++i)
2915     {
2916       tree type = base[i];
2917       if (type && mode == TYPE_MODE (type))
2918         return type;
2919     }
2920
2921   return NULL_TREE;
2922 }
2923
2924 /* Return TRUE if TYPE is a type with a hidden descriptor, fill in INFO
2925    in that case.  */
2926
2927 bool
2928 gfc_get_array_descr_info (const_tree type, struct array_descr_info *info)
2929 {
2930   int rank, dim;
2931   bool indirect = false;
2932   tree etype, ptype, field, t, base_decl;
2933   tree data_off, dim_off, dim_size, elem_size;
2934   tree lower_suboff, upper_suboff, stride_suboff;
2935
2936   if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2937     {
2938       if (! POINTER_TYPE_P (type))
2939         return false;
2940       type = TREE_TYPE (type);
2941       if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2942         return false;
2943       indirect = true;
2944     }
2945
2946   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
2947   if (rank >= (int) (sizeof (info->dimen) / sizeof (info->dimen[0])))
2948     return false;
2949
2950   etype = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
2951   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (etype));
2952   etype = TREE_TYPE (etype);
2953
2954   /* If the type is not a scalar coarray.  */
2955   if (TREE_CODE (etype) == ARRAY_TYPE)
2956     etype = TREE_TYPE (etype);
2957
2958   /* Can't handle variable sized elements yet.  */
2959   if (int_size_in_bytes (etype) <= 0)
2960     return false;
2961   /* Nor non-constant lower bounds in assumed shape arrays.  */
2962   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE
2963       || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT)
2964     {
2965       for (dim = 0; dim < rank; dim++)
2966         if (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim) == NULL_TREE
2967             || TREE_CODE (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim)) != INTEGER_CST)
2968           return false;
2969     }
2970
2971   memset (info, '\0', sizeof (*info));
2972   info->ndimensions = rank;
2973   info->element_type = etype;
2974   ptype = build_pointer_type (gfc_array_index_type);
2975   base_decl = GFC_TYPE_ARRAY_BASE_DECL (type, indirect);
2976   if (!base_decl)
2977     {
2978       base_decl = build_decl (input_location, VAR_DECL, NULL_TREE,
2979                               indirect ? build_pointer_type (ptype) : ptype);
2980       GFC_TYPE_ARRAY_BASE_DECL (type, indirect) = base_decl;
2981     }
2982   info->base_decl = base_decl;
2983   if (indirect)
2984     base_decl = build1 (INDIRECT_REF, ptype, base_decl);
2985
2986   if (GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type))
2987     elem_size = GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type);
2988   else
2989     elem_size = fold_convert (gfc_array_index_type, TYPE_SIZE_UNIT (etype));
2990   field = TYPE_FIELDS (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
2991   data_off = byte_position (field);
2992   field = DECL_CHAIN (field);
2993   field = DECL_CHAIN (field);
2994   field = DECL_CHAIN (field);
2995   dim_off = byte_position (field);
2996   dim_size = TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2997   field = TYPE_FIELDS (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
2998   stride_suboff = byte_position (field);
2999   field = DECL_CHAIN (field);
3000   lower_suboff = byte_position (field);
3001   field = DECL_CHAIN (field);
3002   upper_suboff = byte_position (field);
3003
3004   t = base_decl;
3005   if (!integer_zerop (data_off))
3006     t = fold_build_pointer_plus (t, data_off);
3007   t = build1 (NOP_EXPR, build_pointer_type (ptr_type_node), t);
3008   info->data_location = build1 (INDIRECT_REF, ptr_type_node, t);
3009   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
3010     info->allocated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
3011                               info->data_location, null_pointer_node);
3012   else if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER
3013            || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER_CONT)
3014     info->associated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
3015                                info->data_location, null_pointer_node);
3016
3017   for (dim = 0; dim < rank; dim++)
3018     {
3019       t = fold_build_pointer_plus (base_decl,
3020                                    size_binop (PLUS_EXPR,
3021                                                dim_off, lower_suboff));
3022       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
3023       info->dimen[dim].lower_bound = t;
3024       t = fold_build_pointer_plus (base_decl,
3025                                    size_binop (PLUS_EXPR,
3026                                                dim_off, upper_suboff));
3027       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
3028       info->dimen[dim].upper_bound = t;
3029       if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE
3030           || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT)
3031         {
3032           /* Assumed shape arrays have known lower bounds.  */
3033           info->dimen[dim].upper_bound
3034             = build2 (MINUS_EXPR, gfc_array_index_type,
3035                       info->dimen[dim].upper_bound,
3036                       info->dimen[dim].lower_bound);
3037           info->dimen[dim].lower_bound
3038             = fold_convert (gfc_array_index_type,
3039                             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim));
3040           info->dimen[dim].upper_bound
3041             = build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
3042                       info->dimen[dim].lower_bound,
3043                       info->dimen[dim].upper_bound);
3044         }
3045       t = fold_build_pointer_plus (base_decl,
3046                                    size_binop (PLUS_EXPR,
3047                                                dim_off, stride_suboff));
3048       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
3049       t = build2 (MULT_EXPR, gfc_array_index_type, t, elem_size);
3050       info->dimen[dim].stride = t;
3051       dim_off = size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, dim_size);
3052     }
3053
3054   return true;
3055 }
3056
3057 #include "gt-fortran-trans-types.h"