OSDN Git Service

gcc/java/ChangeLog:
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / fortran / trans-types.c
1 /* Backend support for Fortran 95 basic types and derived types.
2    Copyright (C) 2002, 2003, 2004, 2005, 2006 Free Software Foundation,
3    Inc.
4    Contributed by Paul Brook <paul@nowt.org>
5    and Steven Bosscher <s.bosscher@student.tudelft.nl>
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
10 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
11 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
12 version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
15 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
16 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
17 for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
21 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
22 02110-1301, USA.  */
23
24 /* trans-types.c -- gfortran backend types */
25
26 #include "config.h"
27 #include "system.h"
28 #include "coretypes.h"
29 #include "tree.h"
30 #include "tm.h"
31 #include "target.h"
32 #include "ggc.h"
33 #include "toplev.h"
34 #include "gfortran.h"
35 #include "trans.h"
36 #include "trans-types.h"
37 #include "trans-const.h"
38 #include "real.h"
39 \f
40
41 #if (GFC_MAX_DIMENSIONS < 10)
42 #define GFC_RANK_DIGITS 1
43 #define GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "%01d"
44 #elif (GFC_MAX_DIMENSIONS < 100)
45 #define GFC_RANK_DIGITS 2
46 #define GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "%02d"
47 #else
48 #error If you really need >99 dimensions, continue the sequence above...
49 #endif
50
51 static tree gfc_get_derived_type (gfc_symbol * derived);
52
53 tree gfc_array_index_type;
54 tree gfc_array_range_type;
55 tree gfc_character1_type_node;
56 tree pvoid_type_node;
57 tree ppvoid_type_node;
58 tree pchar_type_node;
59
60 tree gfc_charlen_type_node;
61
62 static GTY(()) tree gfc_desc_dim_type;
63 static GTY(()) tree gfc_max_array_element_size;
64 static GTY(()) tree gfc_array_descriptor_base[GFC_MAX_DIMENSIONS];
65
66 /* Arrays for all integral and real kinds.  We'll fill this in at runtime
67    after the target has a chance to process command-line options.  */
68
69 #define MAX_INT_KINDS 5
70 gfc_integer_info gfc_integer_kinds[MAX_INT_KINDS + 1];
71 gfc_logical_info gfc_logical_kinds[MAX_INT_KINDS + 1];
72 static GTY(()) tree gfc_integer_types[MAX_INT_KINDS + 1];
73 static GTY(()) tree gfc_logical_types[MAX_INT_KINDS + 1];
74
75 #define MAX_REAL_KINDS 5
76 gfc_real_info gfc_real_kinds[MAX_REAL_KINDS + 1];
77 static GTY(()) tree gfc_real_types[MAX_REAL_KINDS + 1];
78 static GTY(()) tree gfc_complex_types[MAX_REAL_KINDS + 1];
79
80 /* The integer kind to use for array indices.  This will be set to the
81    proper value based on target information from the backend.  */
82
83 int gfc_index_integer_kind;
84
85 /* The default kinds of the various types.  */
86
87 int gfc_default_integer_kind;
88 int gfc_max_integer_kind;
89 int gfc_default_real_kind;
90 int gfc_default_double_kind;
91 int gfc_default_character_kind;
92 int gfc_default_logical_kind;
93 int gfc_default_complex_kind;
94 int gfc_c_int_kind;
95
96 /* The kind size used for record offsets. If the target system supports
97    kind=8, this will be set to 8, otherwise it is set to 4.  */
98 int gfc_intio_kind; 
99
100 /* The size of the numeric storage unit and character storage unit.  */
101 int gfc_numeric_storage_size;
102 int gfc_character_storage_size;
103
104 /* Query the target to determine which machine modes are available for
105    computation.  Choose KIND numbers for them.  */
106
107 void
108 gfc_init_kinds (void)
109 {
110   enum machine_mode mode;
111   int i_index, r_index;
112   bool saw_i4 = false, saw_i8 = false;
113   bool saw_r4 = false, saw_r8 = false, saw_r16 = false;
114
115   for (i_index = 0, mode = MIN_MODE_INT; mode <= MAX_MODE_INT; mode++)
116     {
117       int kind, bitsize;
118
119       if (!targetm.scalar_mode_supported_p (mode))
120         continue;
121
122       /* The middle end doesn't support constants larger than 2*HWI.
123          Perhaps the target hook shouldn't have accepted these either,
124          but just to be safe...  */
125       bitsize = GET_MODE_BITSIZE (mode);
126       if (bitsize > 2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
127         continue;
128
129       gcc_assert (i_index != MAX_INT_KINDS);
130
131       /* Let the kind equal the bit size divided by 8.  This insulates the
132          programmer from the underlying byte size.  */
133       kind = bitsize / 8;
134
135       if (kind == 4)
136         saw_i4 = true;
137       if (kind == 8)
138         saw_i8 = true;
139
140       gfc_integer_kinds[i_index].kind = kind;
141       gfc_integer_kinds[i_index].radix = 2;
142       gfc_integer_kinds[i_index].digits = bitsize - 1;
143       gfc_integer_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
144
145       gfc_logical_kinds[i_index].kind = kind;
146       gfc_logical_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
147
148       i_index += 1;
149     }
150
151   /* Set the kind used to match GFC_INT_IO in libgfortran.  This is 
152      used for large file access.  */
153
154   if (saw_i8)
155     gfc_intio_kind = 8;
156   else
157     gfc_intio_kind = 4;
158
159   /* If we do not at least have kind = 4, everything is pointless.  */  
160   gcc_assert(saw_i4);  
161
162   /* Set the maximum integer kind.  Used with at least BOZ constants.  */
163   gfc_max_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
164
165   for (r_index = 0, mode = MIN_MODE_FLOAT; mode <= MAX_MODE_FLOAT; mode++)
166     {
167       const struct real_format *fmt = REAL_MODE_FORMAT (mode);
168       int kind;
169
170       if (fmt == NULL)
171         continue;
172       if (!targetm.scalar_mode_supported_p (mode))
173         continue;
174
175       /* Only let float/double/long double go through because the fortran
176          library assumes these are the only floating point types.  */
177
178       if (mode != TYPE_MODE (float_type_node)
179           && (mode != TYPE_MODE (double_type_node))
180           && (mode != TYPE_MODE (long_double_type_node)))
181         continue;
182
183       /* Let the kind equal the precision divided by 8, rounding up.  Again,
184          this insulates the programmer from the underlying byte size.
185
186          Also, it effectively deals with IEEE extended formats.  There, the
187          total size of the type may equal 16, but it's got 6 bytes of padding
188          and the increased size can get in the way of a real IEEE quad format
189          which may also be supported by the target.
190
191          We round up so as to handle IA-64 __floatreg (RFmode), which is an
192          82 bit type.  Not to be confused with __float80 (XFmode), which is
193          an 80 bit type also supported by IA-64.  So XFmode should come out
194          to be kind=10, and RFmode should come out to be kind=11.  Egads.  */
195
196       kind = (GET_MODE_PRECISION (mode) + 7) / 8;
197
198       if (kind == 4)
199         saw_r4 = true;
200       if (kind == 8)
201         saw_r8 = true;
202       if (kind == 16)
203         saw_r16 = true;
204
205       /* Careful we don't stumble a wierd internal mode.  */
206       gcc_assert (r_index <= 0 || gfc_real_kinds[r_index-1].kind != kind);
207       /* Or have too many modes for the allocated space.  */
208       gcc_assert (r_index != MAX_REAL_KINDS);
209
210       gfc_real_kinds[r_index].kind = kind;
211       gfc_real_kinds[r_index].radix = fmt->b;
212       gfc_real_kinds[r_index].digits = fmt->p;
213       gfc_real_kinds[r_index].min_exponent = fmt->emin;
214       gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax;
215       if (fmt->pnan < fmt->p)
216         /* This is an IBM extended double format (or the MIPS variant)
217            made up of two IEEE doubles.  The value of the long double is
218            the sum of the values of the two parts.  The most significant
219            part is required to be the value of the long double rounded
220            to the nearest double.  If we use emax of 1024 then we can't
221            represent huge(x) = (1 - b**(-p)) * b**(emax-1) * b, because
222            rounding will make the most significant part overflow.  */
223         gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax - 1;
224       gfc_real_kinds[r_index].mode_precision = GET_MODE_PRECISION (mode);
225       r_index += 1;
226     }
227
228   /* Choose the default integer kind.  We choose 4 unless the user
229      directs us otherwise.  */
230   if (gfc_option.flag_default_integer)
231     {
232       if (!saw_i8)
233         fatal_error ("integer kind=8 not available for -fdefault-integer-8 option");
234       gfc_default_integer_kind = 8;
235
236       /* Even if the user specified that the default integer kind be 8,
237          the numerica storage size isn't 64.  In this case, a warning will
238          be issued when NUMERIC_STORAGE_SIZE is used.  */
239       gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
240     }
241   else if (saw_i4)
242     {
243       gfc_default_integer_kind = 4;
244       gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
245     }
246   else
247     {
248       gfc_default_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
249       gfc_numeric_storage_size = gfc_integer_kinds[i_index - 1].bit_size;
250     }
251
252   /* Choose the default real kind.  Again, we choose 4 when possible.  */
253   if (gfc_option.flag_default_real)
254     {
255       if (!saw_r8)
256         fatal_error ("real kind=8 not available for -fdefault-real-8 option");
257       gfc_default_real_kind = 8;
258     }
259   else if (saw_r4)
260     gfc_default_real_kind = 4;
261   else
262     gfc_default_real_kind = gfc_real_kinds[0].kind;
263
264   /* Choose the default double kind.  If -fdefault-real and -fdefault-double 
265      are specified, we use kind=8, if it's available.  If -fdefault-real is
266      specified without -fdefault-double, we use kind=16, if it's available.
267      Otherwise we do not change anything.  */
268   if (gfc_option.flag_default_double && !gfc_option.flag_default_real)
269     fatal_error ("Use of -fdefault-double-8 requires -fdefault-real-8");
270
271   if (gfc_option.flag_default_real && gfc_option.flag_default_double && saw_r8)
272     gfc_default_double_kind = 8;
273   else if (gfc_option.flag_default_real && saw_r16)
274     gfc_default_double_kind = 16;
275   else if (saw_r4 && saw_r8)
276     gfc_default_double_kind = 8;
277   else
278     {
279       /* F95 14.6.3.1: A nonpointer scalar object of type double precision
280          real ... occupies two contiguous numeric storage units.
281
282          Therefore we must be supplied a kind twice as large as we chose
283          for single precision.  There are loopholes, in that double
284          precision must *occupy* two storage units, though it doesn't have
285          to *use* two storage units.  Which means that you can make this
286          kind artificially wide by padding it.  But at present there are
287          no GCC targets for which a two-word type does not exist, so we
288          just let gfc_validate_kind abort and tell us if something breaks.  */
289
290       gfc_default_double_kind
291         = gfc_validate_kind (BT_REAL, gfc_default_real_kind * 2, false);
292     }
293
294   /* The default logical kind is constrained to be the same as the
295      default integer kind.  Similarly with complex and real.  */
296   gfc_default_logical_kind = gfc_default_integer_kind;
297   gfc_default_complex_kind = gfc_default_real_kind;
298
299   /* Choose the smallest integer kind for our default character.  */
300   gfc_default_character_kind = gfc_integer_kinds[0].kind;
301   gfc_character_storage_size = gfc_default_character_kind * 8;
302
303   /* Choose the integer kind the same size as "void*" for our index kind.  */
304   gfc_index_integer_kind = POINTER_SIZE / 8;
305   /* Pick a kind the same size as the C "int" type.  */
306   gfc_c_int_kind = INT_TYPE_SIZE / 8;
307 }
308
309 /* Make sure that a valid kind is present.  Returns an index into the
310    associated kinds array, -1 if the kind is not present.  */
311
312 static int
313 validate_integer (int kind)
314 {
315   int i;
316
317   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
318     if (gfc_integer_kinds[i].kind == kind)
319       return i;
320
321   return -1;
322 }
323
324 static int
325 validate_real (int kind)
326 {
327   int i;
328
329   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
330     if (gfc_real_kinds[i].kind == kind)
331       return i;
332
333   return -1;
334 }
335
336 static int
337 validate_logical (int kind)
338 {
339   int i;
340
341   for (i = 0; gfc_logical_kinds[i].kind; i++)
342     if (gfc_logical_kinds[i].kind == kind)
343       return i;
344
345   return -1;
346 }
347
348 static int
349 validate_character (int kind)
350 {
351   return kind == gfc_default_character_kind ? 0 : -1;
352 }
353
354 /* Validate a kind given a basic type.  The return value is the same
355    for the child functions, with -1 indicating nonexistence of the
356    type.  If MAY_FAIL is false, then -1 is never returned, and we ICE.  */
357
358 int
359 gfc_validate_kind (bt type, int kind, bool may_fail)
360 {
361   int rc;
362
363   switch (type)
364     {
365     case BT_REAL:               /* Fall through */
366     case BT_COMPLEX:
367       rc = validate_real (kind);
368       break;
369     case BT_INTEGER:
370       rc = validate_integer (kind);
371       break;
372     case BT_LOGICAL:
373       rc = validate_logical (kind);
374       break;
375     case BT_CHARACTER:
376       rc = validate_character (kind);
377       break;
378
379     default:
380       gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad type");
381     }
382
383   if (rc < 0 && !may_fail)
384     gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad kind");
385
386   return rc;
387 }
388
389
390 /* Four subroutines of gfc_init_types.  Create type nodes for the given kind.
391    Reuse common type nodes where possible.  Recognize if the kind matches up
392    with a C type.  This will be used later in determining which routines may
393    be scarfed from libm.  */
394
395 static tree
396 gfc_build_int_type (gfc_integer_info *info)
397 {
398   int mode_precision = info->bit_size;
399
400   if (mode_precision == CHAR_TYPE_SIZE)
401     info->c_char = 1;
402   if (mode_precision == SHORT_TYPE_SIZE)
403     info->c_short = 1;
404   if (mode_precision == INT_TYPE_SIZE)
405     info->c_int = 1;
406   if (mode_precision == LONG_TYPE_SIZE)
407     info->c_long = 1;
408   if (mode_precision == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
409     info->c_long_long = 1;
410
411   if (TYPE_PRECISION (intQI_type_node) == mode_precision)
412     return intQI_type_node;
413   if (TYPE_PRECISION (intHI_type_node) == mode_precision)
414     return intHI_type_node;
415   if (TYPE_PRECISION (intSI_type_node) == mode_precision)
416     return intSI_type_node;
417   if (TYPE_PRECISION (intDI_type_node) == mode_precision)
418     return intDI_type_node;
419   if (TYPE_PRECISION (intTI_type_node) == mode_precision)
420     return intTI_type_node;
421
422   return make_signed_type (mode_precision);
423 }
424
425 static tree
426 gfc_build_real_type (gfc_real_info *info)
427 {
428   int mode_precision = info->mode_precision;
429   tree new_type;
430
431   if (mode_precision == FLOAT_TYPE_SIZE)
432     info->c_float = 1;
433   if (mode_precision == DOUBLE_TYPE_SIZE)
434     info->c_double = 1;
435   if (mode_precision == LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE)
436     info->c_long_double = 1;
437
438   if (TYPE_PRECISION (float_type_node) == mode_precision)
439     return float_type_node;
440   if (TYPE_PRECISION (double_type_node) == mode_precision)
441     return double_type_node;
442   if (TYPE_PRECISION (long_double_type_node) == mode_precision)
443     return long_double_type_node;
444
445   new_type = make_node (REAL_TYPE);
446   TYPE_PRECISION (new_type) = mode_precision;
447   layout_type (new_type);
448   return new_type;
449 }
450
451 static tree
452 gfc_build_complex_type (tree scalar_type)
453 {
454   tree new_type;
455
456   if (scalar_type == NULL)
457     return NULL;
458   if (scalar_type == float_type_node)
459     return complex_float_type_node;
460   if (scalar_type == double_type_node)
461     return complex_double_type_node;
462   if (scalar_type == long_double_type_node)
463     return complex_long_double_type_node;
464
465   new_type = make_node (COMPLEX_TYPE);
466   TREE_TYPE (new_type) = scalar_type;
467   layout_type (new_type);
468   return new_type;
469 }
470
471 static tree
472 gfc_build_logical_type (gfc_logical_info *info)
473 {
474   int bit_size = info->bit_size;
475   tree new_type;
476
477   if (bit_size == BOOL_TYPE_SIZE)
478     {
479       info->c_bool = 1;
480       return boolean_type_node;
481     }
482
483   new_type = make_unsigned_type (bit_size);
484   TREE_SET_CODE (new_type, BOOLEAN_TYPE);
485   TYPE_MAX_VALUE (new_type) = build_int_cst (new_type, 1);
486   TYPE_PRECISION (new_type) = 1;
487
488   return new_type;
489 }
490
491 #if 0
492 /* Return the bit size of the C "size_t".  */
493
494 static unsigned int
495 c_size_t_size (void)
496 {
497 #ifdef SIZE_TYPE  
498   if (strcmp (SIZE_TYPE, "unsigned int") == 0)
499     return INT_TYPE_SIZE;
500   if (strcmp (SIZE_TYPE, "long unsigned int") == 0)
501     return LONG_TYPE_SIZE;
502   if (strcmp (SIZE_TYPE, "short unsigned int") == 0)
503     return SHORT_TYPE_SIZE;
504   gcc_unreachable ();
505 #else
506   return LONG_TYPE_SIZE;
507 #endif
508 }
509 #endif
510
511 /* Create the backend type nodes. We map them to their
512    equivalent C type, at least for now.  We also give
513    names to the types here, and we push them in the
514    global binding level context.*/
515
516 void
517 gfc_init_types (void)
518 {
519   char name_buf[16];
520   int index;
521   tree type;
522   unsigned n;
523   unsigned HOST_WIDE_INT hi;
524   unsigned HOST_WIDE_INT lo;
525
526   /* Create and name the types.  */
527 #define PUSH_TYPE(name, node) \
528   pushdecl (build_decl (TYPE_DECL, get_identifier (name), node))
529
530   for (index = 0; gfc_integer_kinds[index].kind != 0; ++index)
531     {
532       type = gfc_build_int_type (&gfc_integer_kinds[index]);
533       gfc_integer_types[index] = type;
534       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "int%d",
535                 gfc_integer_kinds[index].kind);
536       PUSH_TYPE (name_buf, type);
537     }
538
539   for (index = 0; gfc_logical_kinds[index].kind != 0; ++index)
540     {
541       type = gfc_build_logical_type (&gfc_logical_kinds[index]);
542       gfc_logical_types[index] = type;
543       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "logical%d",
544                 gfc_logical_kinds[index].kind);
545       PUSH_TYPE (name_buf, type);
546     }
547
548   for (index = 0; gfc_real_kinds[index].kind != 0; index++)
549     {
550       type = gfc_build_real_type (&gfc_real_kinds[index]);
551       gfc_real_types[index] = type;
552       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "real%d",
553                 gfc_real_kinds[index].kind);
554       PUSH_TYPE (name_buf, type);
555
556       type = gfc_build_complex_type (type);
557       gfc_complex_types[index] = type;
558       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "complex%d",
559                 gfc_real_kinds[index].kind);
560       PUSH_TYPE (name_buf, type);
561     }
562
563   gfc_character1_type_node = build_type_variant (unsigned_char_type_node, 
564                                                  0, 0);
565   PUSH_TYPE ("char", gfc_character1_type_node);
566
567   PUSH_TYPE ("byte", unsigned_char_type_node);
568   PUSH_TYPE ("void", void_type_node);
569
570   /* DBX debugging output gets upset if these aren't set.  */
571   if (!TYPE_NAME (integer_type_node))
572     PUSH_TYPE ("c_integer", integer_type_node);
573   if (!TYPE_NAME (char_type_node))
574     PUSH_TYPE ("c_char", char_type_node);
575
576 #undef PUSH_TYPE
577
578   pvoid_type_node = build_pointer_type (void_type_node);
579   ppvoid_type_node = build_pointer_type (pvoid_type_node);
580   pchar_type_node = build_pointer_type (gfc_character1_type_node);
581
582   gfc_array_index_type = gfc_get_int_type (gfc_index_integer_kind);
583   /* We cannot use gfc_index_zero_node in definition of gfc_array_range_type,
584      since this function is called before gfc_init_constants.  */
585   gfc_array_range_type
586           = build_range_type (gfc_array_index_type,
587                               build_int_cst (gfc_array_index_type, 0),
588                               NULL_TREE);
589
590   /* The maximum array element size that can be handled is determined
591      by the number of bits available to store this field in the array
592      descriptor.  */
593
594   n = TYPE_PRECISION (gfc_array_index_type) - GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
595   lo = ~ (unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
596   if (n > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
597     hi = lo >> (2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n);
598   else
599     hi = 0, lo >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n;
600   gfc_max_array_element_size
601     = build_int_cst_wide (long_unsigned_type_node, lo, hi);
602
603   size_type_node = gfc_array_index_type;
604
605   boolean_type_node = gfc_get_logical_type (gfc_default_logical_kind);
606   boolean_true_node = build_int_cst (boolean_type_node, 1);
607   boolean_false_node = build_int_cst (boolean_type_node, 0);
608
609   /* ??? Shouldn't this be based on gfc_index_integer_kind or so?  */
610   gfc_charlen_type_node = gfc_get_int_type (4);
611 }
612
613 /* Get the type node for the given type and kind.  */
614
615 tree
616 gfc_get_int_type (int kind)
617 {
618   int index = gfc_validate_kind (BT_INTEGER, kind, true);
619   return index < 0 ? 0 : gfc_integer_types[index];
620 }
621
622 tree
623 gfc_get_real_type (int kind)
624 {
625   int index = gfc_validate_kind (BT_REAL, kind, true);
626   return index < 0 ? 0 : gfc_real_types[index];
627 }
628
629 tree
630 gfc_get_complex_type (int kind)
631 {
632   int index = gfc_validate_kind (BT_COMPLEX, kind, true);
633   return index < 0 ? 0 : gfc_complex_types[index];
634 }
635
636 tree
637 gfc_get_logical_type (int kind)
638 {
639   int index = gfc_validate_kind (BT_LOGICAL, kind, true);
640   return index < 0 ? 0 : gfc_logical_types[index];
641 }
642 \f
643 /* Create a character type with the given kind and length.  */
644
645 tree
646 gfc_get_character_type_len (int kind, tree len)
647 {
648   tree bounds, type;
649
650   gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, false);
651
652   bounds = build_range_type (gfc_charlen_type_node, gfc_index_one_node, len);
653   type = build_array_type (gfc_character1_type_node, bounds);
654   TYPE_STRING_FLAG (type) = 1;
655
656   return type;
657 }
658
659
660 /* Get a type node for a character kind.  */
661
662 tree
663 gfc_get_character_type (int kind, gfc_charlen * cl)
664 {
665   tree len;
666
667   len = (cl == NULL) ? NULL_TREE : cl->backend_decl;
668
669   return gfc_get_character_type_len (kind, len);
670 }
671 \f
672 /* Covert a basic type.  This will be an array for character types.  */
673
674 tree
675 gfc_typenode_for_spec (gfc_typespec * spec)
676 {
677   tree basetype;
678
679   switch (spec->type)
680     {
681     case BT_UNKNOWN:
682       gcc_unreachable ();
683
684     case BT_INTEGER:
685       basetype = gfc_get_int_type (spec->kind);
686       break;
687
688     case BT_REAL:
689       basetype = gfc_get_real_type (spec->kind);
690       break;
691
692     case BT_COMPLEX:
693       basetype = gfc_get_complex_type (spec->kind);
694       break;
695
696     case BT_LOGICAL:
697       basetype = gfc_get_logical_type (spec->kind);
698       break;
699
700     case BT_CHARACTER:
701       basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, spec->cl);
702       break;
703
704     case BT_DERIVED:
705       basetype = gfc_get_derived_type (spec->derived);
706       break;
707
708     default:
709       gcc_unreachable ();
710     }
711   return basetype;
712 }
713 \f
714 /* Build an INT_CST for constant expressions, otherwise return NULL_TREE.  */
715
716 static tree
717 gfc_conv_array_bound (gfc_expr * expr)
718 {
719   /* If expr is an integer constant, return that.  */
720   if (expr != NULL && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
721     return gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer, gfc_index_integer_kind);
722
723   /* Otherwise return NULL.  */
724   return NULL_TREE;
725 }
726 \f
727 tree
728 gfc_get_element_type (tree type)
729 {
730   tree element;
731
732   if (GFC_ARRAY_TYPE_P (type))
733     {
734       if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE)
735         type = TREE_TYPE (type);
736       gcc_assert (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE);
737       element = TREE_TYPE (type);
738     }
739   else
740     {
741       gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type));
742       element = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
743
744       gcc_assert (TREE_CODE (element) == POINTER_TYPE);
745       element = TREE_TYPE (element);
746
747       gcc_assert (TREE_CODE (element) == ARRAY_TYPE);
748       element = TREE_TYPE (element);
749     }
750
751   return element;
752 }
753 \f
754 /* Build an array. This function is called from gfc_sym_type().
755    Actually returns array descriptor type.
756
757    Format of array descriptors is as follows:
758
759     struct gfc_array_descriptor
760     {
761       array *data
762       index offset;
763       index dtype;
764       struct descriptor_dimension dimension[N_DIM];
765     }
766
767     struct descriptor_dimension
768     {
769       index stride;
770       index lbound;
771       index ubound;
772     }
773
774    Translation code should use gfc_conv_descriptor_* rather than accessing
775    the descriptor directly. Any changes to the array descriptor type will
776    require changes in gfc_conv_descriptor_* and gfc_build_array_initializer.
777
778    This is represented internally as a RECORD_TYPE. The index nodes are
779    gfc_array_index_type and the data node is a pointer to the data. See below
780    for the handling of character types.
781
782    The dtype member is formatted as follows:
783     rank = dtype & GFC_DTYPE_RANK_MASK // 3 bits
784     type = (dtype & GFC_DTYPE_TYPE_MASK) >> GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT // 3 bits
785     size = dtype >> GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT
786
787    I originally used nested ARRAY_TYPE nodes to represent arrays, but this
788    generated poor code for assumed/deferred size arrays.  These require
789    use of PLACEHOLDER_EXPR/WITH_RECORD_EXPR, which isn't part of the GENERIC
790    grammar.  Also, there is no way to explicitly set the array stride, so
791    all data must be packed(1).  I've tried to mark all the functions which
792    would require modification with a GCC ARRAYS comment.
793
794    The data component points to the first element in the array.
795    The offset field is the position of the origin of the array
796    (ie element (0, 0 ...)).  This may be outsite the bounds of the array.
797
798    An element is accessed by
799    data[offset + index0*stride0 + index1*stride1 + index2*stride2]
800    This gives good performance as the computation does not involve the
801    bounds of the array.  For packed arrays, this is optimized further by
802    substituting the known strides.
803
804    This system has one problem: all array bounds must be withing 2^31 elements
805    of the origin (2^63 on 64-bit machines).  For example
806    integer, dimension (80000:90000, 80000:90000, 2) :: array
807    may not work properly on 32-bit machines because 80000*80000 > 2^31, so
808    the calculation for stride02 would overflow.  This may still work, but
809    I haven't checked, and it relies on the overflow doing the right thing.
810
811    The way to fix this problem is to access elements as follows:
812    data[(index0-lbound0)*stride0 + (index1-lbound1)*stride1]
813    Obviously this is much slower.  I will make this a compile time option,
814    something like -fsmall-array-offsets.  Mixing code compiled with and without
815    this switch will work.
816
817    (1) This can be worked around by modifying the upper bound of the previous
818    dimension.  This requires extra fields in the descriptor (both real_ubound
819    and fake_ubound).  In tree.def there is mention of TYPE_SEP, which
820    may allow us to do this.  However I can't find mention of this anywhere
821    else.  */
822
823
824 /* Returns true if the array sym does not require a descriptor.  */
825
826 int
827 gfc_is_nodesc_array (gfc_symbol * sym)
828 {
829   gcc_assert (sym->attr.dimension);
830
831   /* We only want local arrays.  */
832   if (sym->attr.pointer || sym->attr.allocatable)
833     return 0;
834
835   if (sym->attr.dummy)
836     {
837       if (sym->as->type != AS_ASSUMED_SHAPE)
838         return 1;
839       else
840         return 0;
841     }
842
843   if (sym->attr.result || sym->attr.function)
844     return 0;
845
846   gcc_assert (sym->as->type == AS_EXPLICIT);
847
848   return 1;
849 }
850
851
852 /* Create an array descriptor type.  */
853
854 static tree
855 gfc_build_array_type (tree type, gfc_array_spec * as)
856 {
857   tree lbound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
858   tree ubound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
859   int n;
860
861   for (n = 0; n < as->rank; n++)
862     {
863       /* Create expressions for the known bounds of the array.  */
864       if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE && as->lower[n] == NULL)
865         lbound[n] = gfc_index_one_node;
866       else
867         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
868       ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
869     }
870
871   return gfc_get_array_type_bounds (type, as->rank, lbound, ubound, 0);
872 }
873 \f
874 /* Returns the struct descriptor_dimension type.  */
875
876 static tree
877 gfc_get_desc_dim_type (void)
878 {
879   tree type;
880   tree decl;
881   tree fieldlist;
882
883   if (gfc_desc_dim_type)
884     return gfc_desc_dim_type;
885
886   /* Build the type node.  */
887   type = make_node (RECORD_TYPE);
888
889   TYPE_NAME (type) = get_identifier ("descriptor_dimension");
890   TYPE_PACKED (type) = 1;
891
892   /* Consists of the stride, lbound and ubound members.  */
893   decl = build_decl (FIELD_DECL,
894                      get_identifier ("stride"), gfc_array_index_type);
895   DECL_CONTEXT (decl) = type;
896   fieldlist = decl;
897
898   decl = build_decl (FIELD_DECL,
899                      get_identifier ("lbound"), gfc_array_index_type);
900   DECL_CONTEXT (decl) = type;
901   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
902
903   decl = build_decl (FIELD_DECL,
904                      get_identifier ("ubound"), gfc_array_index_type);
905   DECL_CONTEXT (decl) = type;
906   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
907
908   /* Finish off the type.  */
909   TYPE_FIELDS (type) = fieldlist;
910
911   gfc_finish_type (type);
912
913   gfc_desc_dim_type = type;
914   return type;
915 }
916
917
918 /* Return the DTYPE for an array.  This describes the type and type parameters
919    of the array.  */
920 /* TODO: Only call this when the value is actually used, and make all the
921    unknown cases abort.  */
922
923 tree
924 gfc_get_dtype (tree type)
925 {
926   tree size;
927   int n;
928   HOST_WIDE_INT i;
929   tree tmp;
930   tree dtype;
931   tree etype;
932   int rank;
933
934   gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type) || GFC_ARRAY_TYPE_P (type));
935
936   if (GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type))
937     return GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type);
938
939   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
940   etype = gfc_get_element_type (type);
941
942   switch (TREE_CODE (etype))
943     {
944     case INTEGER_TYPE:
945       n = GFC_DTYPE_INTEGER;
946       break;
947
948     case BOOLEAN_TYPE:
949       n = GFC_DTYPE_LOGICAL;
950       break;
951
952     case REAL_TYPE:
953       n = GFC_DTYPE_REAL;
954       break;
955
956     case COMPLEX_TYPE:
957       n = GFC_DTYPE_COMPLEX;
958       break;
959
960     /* We will never have arrays of arrays.  */
961     case RECORD_TYPE:
962       n = GFC_DTYPE_DERIVED;
963       break;
964
965     case ARRAY_TYPE:
966       n = GFC_DTYPE_CHARACTER;
967       break;
968
969     default:
970       /* TODO: Don't do dtype for temporary descriptorless arrays.  */
971       /* We can strange array types for temporary arrays.  */
972       return gfc_index_zero_node;
973     }
974
975   gcc_assert (rank <= GFC_DTYPE_RANK_MASK);
976   size = TYPE_SIZE_UNIT (etype);
977
978   i = rank | (n << GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT);
979   if (size && INTEGER_CST_P (size))
980     {
981       if (tree_int_cst_lt (gfc_max_array_element_size, size))
982         internal_error ("Array element size too big");
983
984       i += TREE_INT_CST_LOW (size) << GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
985     }
986   dtype = build_int_cst (gfc_array_index_type, i);
987
988   if (size && !INTEGER_CST_P (size))
989     {
990       tmp = build_int_cst (gfc_array_index_type, GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT);
991       tmp  = fold_build2 (LSHIFT_EXPR, gfc_array_index_type, size, tmp);
992       dtype = fold_build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type, tmp, dtype);
993     }
994   /* If we don't know the size we leave it as zero.  This should never happen
995      for anything that is actually used.  */
996   /* TODO: Check this is actually true, particularly when repacking
997      assumed size parameters.  */
998
999   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = dtype;
1000   return dtype;
1001 }
1002
1003
1004 /* Build an array type for use without a descriptor.  Valid values of packed
1005    are 0=no, 1=partial, 2=full, 3=static.  */
1006
1007 tree
1008 gfc_get_nodesc_array_type (tree etype, gfc_array_spec * as, int packed)
1009 {
1010   tree range;
1011   tree type;
1012   tree tmp;
1013   int n;
1014   int known_stride;
1015   int known_offset;
1016   mpz_t offset;
1017   mpz_t stride;
1018   mpz_t delta;
1019   gfc_expr *expr;
1020
1021   mpz_init_set_ui (offset, 0);
1022   mpz_init_set_ui (stride, 1);
1023   mpz_init (delta);
1024
1025   /* We don't use build_array_type because this does not include include
1026      lang-specific information (i.e. the bounds of the array) when checking
1027      for duplicates.  */
1028   type = make_node (ARRAY_TYPE);
1029
1030   GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1031   TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = (struct lang_type *)
1032     ggc_alloc_cleared (sizeof (struct lang_type));
1033
1034   known_stride = (packed != 0);
1035   known_offset = 1;
1036   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1037     {
1038       /* Fill in the stride and bound components of the type.  */
1039       if (known_stride)
1040         tmp =  gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1041       else
1042         tmp = NULL_TREE;
1043       GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (type, n) = tmp;
1044
1045       expr = as->lower[n];
1046       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1047         {
1048           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1049                                   gfc_index_integer_kind);
1050         }
1051       else
1052         {
1053           known_stride = 0;
1054           tmp = NULL_TREE;
1055         }
1056       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1057
1058       if (known_stride)
1059         {
1060           /* Calculate the offset.  */
1061           mpz_mul (delta, stride, as->lower[n]->value.integer);
1062           mpz_sub (offset, offset, delta);
1063         }
1064       else
1065         known_offset = 0;
1066
1067       expr = as->upper[n];
1068       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1069         {
1070           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1071                                   gfc_index_integer_kind);
1072         }
1073       else
1074         {
1075           tmp = NULL_TREE;
1076           known_stride = 0;
1077         }
1078       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1079
1080       if (known_stride)
1081         {
1082           /* Calculate the stride.  */
1083           mpz_sub (delta, as->upper[n]->value.integer,
1084                    as->lower[n]->value.integer);
1085           mpz_add_ui (delta, delta, 1);
1086           mpz_mul (stride, stride, delta);
1087         }
1088
1089       /* Only the first stride is known for partial packed arrays.  */
1090       if (packed < 2)
1091         known_stride = 0;
1092     }
1093
1094   if (known_offset)
1095     {
1096       GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) =
1097         gfc_conv_mpz_to_tree (offset, gfc_index_integer_kind);
1098     }
1099   else
1100     GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) = NULL_TREE;
1101
1102   if (known_stride)
1103     {
1104       GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) =
1105         gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1106     }
1107   else
1108     GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) = NULL_TREE;
1109
1110   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type) = as->rank;
1111   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = NULL_TREE;
1112   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1113                             NULL_TREE);
1114   /* TODO: use main type if it is unbounded.  */
1115   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1116     build_pointer_type (build_array_type (etype, range));
1117
1118   if (known_stride)
1119     {
1120       mpz_sub_ui (stride, stride, 1);
1121       range = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1122     }
1123   else
1124     range = NULL_TREE;
1125
1126   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node, range);
1127   TYPE_DOMAIN (type) = range;
1128
1129   build_pointer_type (etype);
1130   TREE_TYPE (type) = etype;
1131
1132   layout_type (type);
1133
1134   mpz_clear (offset);
1135   mpz_clear (stride);
1136   mpz_clear (delta);
1137
1138   if (packed < 3 || !known_stride)
1139     {
1140       /* For dummy arrays and automatic (heap allocated) arrays we
1141          want a pointer to the array.  */
1142       type = build_pointer_type (type);
1143       GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1144       TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = TYPE_LANG_SPECIFIC (TREE_TYPE (type));
1145     }
1146   return type;
1147 }
1148
1149 /* Return or create the base type for an array descriptor.  */
1150
1151 static tree
1152 gfc_get_array_descriptor_base (int dimen)
1153 {
1154   tree fat_type, fieldlist, decl, arraytype;
1155   char name[16 + GFC_RANK_DIGITS + 1];
1156
1157   gcc_assert (dimen >= 1 && dimen <= GFC_MAX_DIMENSIONS);
1158   if (gfc_array_descriptor_base[dimen - 1])
1159     return gfc_array_descriptor_base[dimen - 1];
1160
1161   /* Build the type node.  */
1162   fat_type = make_node (RECORD_TYPE);
1163
1164   sprintf (name, "array_descriptor" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT, dimen);
1165   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1166
1167   /* Add the data member as the first element of the descriptor.  */
1168   decl = build_decl (FIELD_DECL, get_identifier ("data"), ptr_type_node);
1169
1170   DECL_CONTEXT (decl) = fat_type;
1171   fieldlist = decl;
1172
1173   /* Add the base component.  */
1174   decl = build_decl (FIELD_DECL, get_identifier ("offset"),
1175                      gfc_array_index_type);
1176   DECL_CONTEXT (decl) = fat_type;
1177   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
1178
1179   /* Add the dtype component.  */
1180   decl = build_decl (FIELD_DECL, get_identifier ("dtype"),
1181                      gfc_array_index_type);
1182   DECL_CONTEXT (decl) = fat_type;
1183   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
1184
1185   /* Build the array type for the stride and bound components.  */
1186   arraytype =
1187     build_array_type (gfc_get_desc_dim_type (),
1188                       build_range_type (gfc_array_index_type,
1189                                         gfc_index_zero_node,
1190                                         gfc_rank_cst[dimen - 1]));
1191
1192   decl = build_decl (FIELD_DECL, get_identifier ("dim"), arraytype);
1193   DECL_CONTEXT (decl) = fat_type;
1194   fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
1195
1196   /* Finish off the type.  */
1197   TYPE_FIELDS (fat_type) = fieldlist;
1198
1199   gfc_finish_type (fat_type);
1200
1201   gfc_array_descriptor_base[dimen - 1] = fat_type;
1202   return fat_type;
1203 }
1204
1205 /* Build an array (descriptor) type with given bounds.  */
1206
1207 tree
1208 gfc_get_array_type_bounds (tree etype, int dimen, tree * lbound,
1209                            tree * ubound, int packed)
1210 {
1211   char name[8 + GFC_RANK_DIGITS + GFC_MAX_SYMBOL_LEN];
1212   tree fat_type, base_type, arraytype, lower, upper, stride, tmp;
1213   const char *typename;
1214   int n;
1215
1216   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen);
1217   fat_type = build_variant_type_copy (base_type);
1218
1219   tmp = TYPE_NAME (etype);
1220   if (tmp && TREE_CODE (tmp) == TYPE_DECL)
1221     tmp = DECL_NAME (tmp);
1222   if (tmp)
1223     typename = IDENTIFIER_POINTER (tmp);
1224   else
1225     typename = "unknown";
1226   sprintf (name, "array" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "_%.*s", dimen,
1227            GFC_MAX_SYMBOL_LEN, typename);
1228   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1229
1230   GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (fat_type) = 1;
1231   TYPE_LANG_SPECIFIC (fat_type) = (struct lang_type *)
1232     ggc_alloc_cleared (sizeof (struct lang_type));
1233
1234   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (fat_type) = dimen;
1235   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (fat_type) = NULL_TREE;
1236
1237   /* Build an array descriptor record type.  */
1238   if (packed != 0)
1239     stride = gfc_index_one_node;
1240   else
1241     stride = NULL_TREE;
1242   for (n = 0; n < dimen; n++)
1243     {
1244       GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (fat_type, n) = stride;
1245
1246       if (lbound)
1247         lower = lbound[n];
1248       else
1249         lower = NULL_TREE;
1250
1251       if (lower != NULL_TREE)
1252         {
1253           if (INTEGER_CST_P (lower))
1254             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (fat_type, n) = lower;
1255           else
1256             lower = NULL_TREE;
1257         }
1258
1259       upper = ubound[n];
1260       if (upper != NULL_TREE)
1261         {
1262           if (INTEGER_CST_P (upper))
1263             GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (fat_type, n) = upper;
1264           else
1265             upper = NULL_TREE;
1266         }
1267
1268       if (upper != NULL_TREE && lower != NULL_TREE && stride != NULL_TREE)
1269         {
1270           tmp = fold_build2 (MINUS_EXPR, gfc_array_index_type, upper, lower);
1271           tmp = fold_build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type, tmp,
1272                              gfc_index_one_node);
1273           stride =
1274             fold_build2 (MULT_EXPR, gfc_array_index_type, tmp, stride);
1275           /* Check the folding worked.  */
1276           gcc_assert (INTEGER_CST_P (stride));
1277         }
1278       else
1279         stride = NULL_TREE;
1280     }
1281   GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (fat_type) = stride;
1282
1283   /* TODO: known offsets for descriptors.  */
1284   GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (fat_type) = NULL_TREE;
1285
1286   /* We define data as an unknown size array. Much better than doing
1287      pointer arithmetic.  */
1288   arraytype =
1289     build_array_type (etype, gfc_array_range_type);
1290   arraytype = build_pointer_type (arraytype);
1291   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (fat_type) = arraytype;
1292
1293   return fat_type;
1294 }
1295 \f
1296 /* Build a pointer type. This function is called from gfc_sym_type().  */
1297
1298 static tree
1299 gfc_build_pointer_type (gfc_symbol * sym, tree type)
1300 {
1301   /* Array pointer types aren't actually pointers.  */
1302   if (sym->attr.dimension)
1303     return type;
1304   else
1305     return build_pointer_type (type);
1306 }
1307 \f
1308 /* Return the type for a symbol.  Special handling is required for character
1309    types to get the correct level of indirection.
1310    For functions return the return type.
1311    For subroutines return void_type_node.
1312    Calling this multiple times for the same symbol should be avoided,
1313    especially for character and array types.  */
1314
1315 tree
1316 gfc_sym_type (gfc_symbol * sym)
1317 {
1318   tree type;
1319   int byref;
1320
1321   if (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE && !sym->attr.function)
1322     return void_type_node;
1323
1324   /* In the case of a function the fake result variable may have a
1325      type different from the function type, so don't return early in
1326      that case.  */
1327   if (sym->backend_decl && !sym->attr.function)
1328     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
1329
1330   type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
1331
1332   if (sym->attr.dummy && !sym->attr.function && !sym->attr.value)
1333     byref = 1;
1334   else
1335     byref = 0;
1336
1337   if (sym->attr.dimension)
1338     {
1339       if (gfc_is_nodesc_array (sym))
1340         {
1341           /* If this is a character argument of unknown length, just use the
1342              base type.  */
1343           if (sym->ts.type != BT_CHARACTER
1344               || !(sym->attr.dummy || sym->attr.function)
1345               || sym->ts.cl->backend_decl)
1346             {
1347               type = gfc_get_nodesc_array_type (type, sym->as,
1348                                                 byref ? 2 : 3);
1349               byref = 0;
1350             }
1351         }
1352       else
1353         type = gfc_build_array_type (type, sym->as);
1354     }
1355   else
1356     {
1357       if (sym->attr.allocatable || sym->attr.pointer)
1358         type = gfc_build_pointer_type (sym, type);
1359     }
1360
1361   /* We currently pass all parameters by reference.
1362      See f95_get_function_decl.  For dummy function parameters return the
1363      function type.  */
1364   if (byref)
1365     {
1366       /* We must use pointer types for potentially absent variables.  The
1367          optimizers assume a reference type argument is never NULL.  */
1368       if (sym->attr.optional || sym->ns->proc_name->attr.entry_master)
1369         type = build_pointer_type (type);
1370       else
1371         type = build_reference_type (type);
1372     }
1373
1374   return (type);
1375 }
1376 \f
1377 /* Layout and output debug info for a record type.  */
1378
1379 void
1380 gfc_finish_type (tree type)
1381 {
1382   tree decl;
1383
1384   decl = build_decl (TYPE_DECL, NULL_TREE, type);
1385   TYPE_STUB_DECL (type) = decl;
1386   layout_type (type);
1387   rest_of_type_compilation (type, 1);
1388   rest_of_decl_compilation (decl, 1, 0);
1389 }
1390 \f
1391 /* Add a field of given NAME and TYPE to the context of a UNION_TYPE
1392    or RECORD_TYPE pointed to by STYPE.  The new field is chained
1393    to the fieldlist pointed to by FIELDLIST.
1394
1395    Returns a pointer to the new field.  */
1396
1397 tree
1398 gfc_add_field_to_struct (tree *fieldlist, tree context,
1399                          tree name, tree type)
1400 {
1401   tree decl;
1402
1403   decl = build_decl (FIELD_DECL, name, type);
1404
1405   DECL_CONTEXT (decl) = context;
1406   DECL_INITIAL (decl) = 0;
1407   DECL_ALIGN (decl) = 0;
1408   DECL_USER_ALIGN (decl) = 0;
1409   TREE_CHAIN (decl) = NULL_TREE;
1410   *fieldlist = chainon (*fieldlist, decl);
1411
1412   return decl;
1413 }
1414
1415
1416 /* Copy the backend_decl and component backend_decls if
1417    the two derived type symbols are "equal", as described
1418    in 4.4.2 and resolved by gfc_compare_derived_types.  */
1419
1420 static int
1421 copy_dt_decls_ifequal (gfc_symbol *from, gfc_symbol *to)
1422 {
1423   gfc_component *to_cm;
1424   gfc_component *from_cm;
1425
1426   if (from->backend_decl == NULL
1427         || !gfc_compare_derived_types (from, to))
1428     return 0;
1429
1430   to->backend_decl = from->backend_decl;
1431
1432   to_cm = to->components;
1433   from_cm = from->components;
1434
1435   /* Copy the component declarations.  If a component is itself
1436      a derived type, we need a copy of its component declarations.
1437      This is done by recursing into gfc_get_derived_type and
1438      ensures that the component's component declarations have
1439      been built.  If it is a character, we need the character 
1440      length, as well.  */
1441   for (; to_cm; to_cm = to_cm->next, from_cm = from_cm->next)
1442     {
1443       to_cm->backend_decl = from_cm->backend_decl;
1444       if (from_cm->ts.type == BT_DERIVED)
1445         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.derived);
1446
1447       else if (from_cm->ts.type == BT_CHARACTER)
1448         to_cm->ts.cl->backend_decl = from_cm->ts.cl->backend_decl;
1449     }
1450
1451   return 1;
1452 }
1453
1454
1455 /* Build a tree node for a derived type.  If there are equal
1456    derived types, with different local names, these are built
1457    at the same time.  If an equal derived type has been built
1458    in a parent namespace, this is used.  */
1459
1460 static tree
1461 gfc_get_derived_type (gfc_symbol * derived)
1462 {
1463   tree typenode, field, field_type, fieldlist;
1464   gfc_component *c;
1465   gfc_dt_list *dt;
1466
1467   gcc_assert (derived && derived->attr.flavor == FL_DERIVED);
1468
1469   /* derived->backend_decl != 0 means we saw it before, but its
1470      components' backend_decl may have not been built.  */
1471   if (derived->backend_decl)
1472     {
1473       /* Its components' backend_decl have been built.  */
1474       if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl))
1475         return derived->backend_decl;
1476       else
1477         typenode = derived->backend_decl;
1478     }
1479   else
1480     {
1481
1482       /* We see this derived type first time, so build the type node.  */
1483       typenode = make_node (RECORD_TYPE);
1484       TYPE_NAME (typenode) = get_identifier (derived->name);
1485       TYPE_PACKED (typenode) = gfc_option.flag_pack_derived;
1486       derived->backend_decl = typenode;
1487     }
1488
1489   /* Go through the derived type components, building them as
1490      necessary. The reason for doing this now is that it is
1491      possible to recurse back to this derived type through a
1492      pointer component (PR24092). If this happens, the fields
1493      will be built and so we can return the type.  */
1494   for (c = derived->components; c; c = c->next)
1495     {
1496       if (c->ts.type != BT_DERIVED)
1497         continue;
1498
1499       if (!c->pointer || c->ts.derived->backend_decl == NULL)
1500         c->ts.derived->backend_decl = gfc_get_derived_type (c->ts.derived);
1501     }
1502
1503   if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl))
1504     return derived->backend_decl;
1505
1506   /* Build the type member list. Install the newly created RECORD_TYPE
1507      node as DECL_CONTEXT of each FIELD_DECL.  */
1508   fieldlist = NULL_TREE;
1509   for (c = derived->components; c; c = c->next)
1510     {
1511       if (c->ts.type == BT_DERIVED)
1512         field_type = c->ts.derived->backend_decl;
1513       else
1514         {
1515           if (c->ts.type == BT_CHARACTER)
1516             {
1517               /* Evaluate the string length.  */
1518               gfc_conv_const_charlen (c->ts.cl);
1519               gcc_assert (c->ts.cl->backend_decl);
1520             }
1521
1522           field_type = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
1523         }
1524
1525       /* This returns an array descriptor type.  Initialization may be
1526          required.  */
1527       if (c->dimension)
1528         {
1529           if (c->pointer || c->allocatable)
1530             {
1531               /* Pointers to arrays aren't actually pointer types.  The
1532                  descriptors are separate, but the data is common.  */
1533               field_type = gfc_build_array_type (field_type, c->as);
1534             }
1535           else
1536             field_type = gfc_get_nodesc_array_type (field_type, c->as, 3);
1537         }
1538       else if (c->pointer)
1539         field_type = build_pointer_type (field_type);
1540
1541       field = gfc_add_field_to_struct (&fieldlist, typenode,
1542                                        get_identifier (c->name),
1543                                        field_type);
1544
1545       DECL_PACKED (field) |= TYPE_PACKED (typenode);
1546
1547       gcc_assert (field);
1548       if (!c->backend_decl)
1549         c->backend_decl = field;
1550     }
1551
1552   /* Now we have the final fieldlist.  Record it, then lay out the
1553      derived type, including the fields.  */
1554   TYPE_FIELDS (typenode) = fieldlist;
1555
1556   gfc_finish_type (typenode);
1557
1558   derived->backend_decl = typenode;
1559
1560     /* Add this backend_decl to all the other, equal derived types.  */
1561     for (dt = gfc_derived_types; dt; dt = dt->next)
1562       copy_dt_decls_ifequal (derived, dt->derived);
1563
1564   return derived->backend_decl;
1565 }
1566
1567
1568 int
1569 gfc_return_by_reference (gfc_symbol * sym)
1570 {
1571   if (!sym->attr.function)
1572     return 0;
1573
1574   if (sym->attr.dimension)
1575     return 1;
1576
1577   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER)
1578     return 1;
1579
1580   /* Possibly return complex numbers by reference for g77 compatibility.
1581      We don't do this for calls to intrinsics (as the library uses the
1582      -fno-f2c calling convention), nor for calls to functions which always
1583      require an explicit interface, as no compatibility problems can
1584      arise there.  */
1585   if (gfc_option.flag_f2c
1586       && sym->ts.type == BT_COMPLEX
1587       && !sym->attr.intrinsic && !sym->attr.always_explicit)
1588     return 1;
1589   
1590   return 0;
1591 }
1592 \f
1593 static tree
1594 gfc_get_mixed_entry_union (gfc_namespace *ns)
1595 {
1596   tree type;
1597   tree decl;
1598   tree fieldlist;
1599   char name[GFC_MAX_SYMBOL_LEN + 1];
1600   gfc_entry_list *el, *el2;
1601
1602   gcc_assert (ns->proc_name->attr.mixed_entry_master);
1603   gcc_assert (memcmp (ns->proc_name->name, "master.", 7) == 0);
1604
1605   snprintf (name, GFC_MAX_SYMBOL_LEN, "munion.%s", ns->proc_name->name + 7);
1606
1607   /* Build the type node.  */
1608   type = make_node (UNION_TYPE);
1609
1610   TYPE_NAME (type) = get_identifier (name);
1611   fieldlist = NULL;
1612
1613   for (el = ns->entries; el; el = el->next)
1614     {
1615       /* Search for duplicates.  */
1616       for (el2 = ns->entries; el2 != el; el2 = el2->next)
1617         if (el2->sym->result == el->sym->result)
1618           break;
1619
1620       if (el == el2)
1621         {
1622           decl = build_decl (FIELD_DECL,
1623                              get_identifier (el->sym->result->name),
1624                              gfc_sym_type (el->sym->result));
1625           DECL_CONTEXT (decl) = type;
1626           fieldlist = chainon (fieldlist, decl);
1627         }
1628     }
1629
1630   /* Finish off the type.  */
1631   TYPE_FIELDS (type) = fieldlist;
1632
1633   gfc_finish_type (type);
1634   return type;
1635 }
1636 \f
1637 tree
1638 gfc_get_function_type (gfc_symbol * sym)
1639 {
1640   tree type;
1641   tree typelist;
1642   gfc_formal_arglist *f;
1643   gfc_symbol *arg;
1644   int nstr;
1645   int alternate_return;
1646
1647   /* Make sure this symbol is a function or a subroutine.  */
1648   gcc_assert (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE);
1649
1650   if (sym->backend_decl)
1651     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
1652
1653   nstr = 0;
1654   alternate_return = 0;
1655   typelist = NULL_TREE;
1656
1657   if (sym->attr.entry_master)
1658     {
1659       /* Additional parameter for selecting an entry point.  */
1660       typelist = gfc_chainon_list (typelist, gfc_array_index_type);
1661     }
1662
1663   /* Some functions we use an extra parameter for the return value.  */
1664   if (gfc_return_by_reference (sym))
1665     {
1666       if (sym->result)
1667         arg = sym->result;
1668       else
1669         arg = sym;
1670
1671       if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
1672         gfc_conv_const_charlen (arg->ts.cl);
1673
1674       type = gfc_sym_type (arg);
1675       if (arg->ts.type == BT_COMPLEX
1676           || arg->attr.dimension
1677           || arg->ts.type == BT_CHARACTER)
1678         type = build_reference_type (type);
1679
1680       typelist = gfc_chainon_list (typelist, type);
1681       if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
1682         typelist = gfc_chainon_list (typelist, gfc_charlen_type_node);
1683     }
1684
1685   /* Build the argument types for the function.  */
1686   for (f = sym->formal; f; f = f->next)
1687     {
1688       arg = f->sym;
1689       if (arg)
1690         {
1691           /* Evaluate constant character lengths here so that they can be
1692              included in the type.  */
1693           if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
1694             gfc_conv_const_charlen (arg->ts.cl);
1695
1696           if (arg->attr.flavor == FL_PROCEDURE)
1697             {
1698               type = gfc_get_function_type (arg);
1699               type = build_pointer_type (type);
1700             }
1701           else
1702             type = gfc_sym_type (arg);
1703
1704           /* Parameter Passing Convention
1705
1706              We currently pass all parameters by reference.
1707              Parameters with INTENT(IN) could be passed by value.
1708              The problem arises if a function is called via an implicit
1709              prototype. In this situation the INTENT is not known.
1710              For this reason all parameters to global functions must be
1711              passed by reference.  Passing by value would potentially
1712              generate bad code.  Worse there would be no way of telling that
1713              this code was bad, except that it would give incorrect results.
1714
1715              Contained procedures could pass by value as these are never
1716              used without an explicit interface, and cannot be passed as
1717              actual parameters for a dummy procedure.  */
1718           if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
1719             nstr++;
1720           typelist = gfc_chainon_list (typelist, type);
1721         }
1722       else
1723         {
1724           if (sym->attr.subroutine)
1725             alternate_return = 1;
1726         }
1727     }
1728
1729   /* Add hidden string length parameters.  */
1730   while (nstr--)
1731     typelist = gfc_chainon_list (typelist, gfc_charlen_type_node);
1732
1733   if (typelist)
1734     typelist = gfc_chainon_list (typelist, void_type_node);
1735
1736   if (alternate_return)
1737     type = integer_type_node;
1738   else if (!sym->attr.function || gfc_return_by_reference (sym))
1739     type = void_type_node;
1740   else if (sym->attr.mixed_entry_master)
1741     type = gfc_get_mixed_entry_union (sym->ns);
1742   else if (gfc_option.flag_f2c
1743            && sym->ts.type == BT_REAL
1744            && sym->ts.kind == gfc_default_real_kind
1745            && !sym->attr.always_explicit)
1746     {
1747       /* Special case: f2c calling conventions require that (scalar) 
1748          default REAL functions return the C type double instead.  f2c
1749          compatibility is only an issue with functions that don't
1750          require an explicit interface, as only these could be
1751          implemented in Fortran 77.  */
1752       sym->ts.kind = gfc_default_double_kind;
1753       type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
1754       sym->ts.kind = gfc_default_real_kind;
1755     }
1756   else
1757     type = gfc_sym_type (sym);
1758
1759   type = build_function_type (type, typelist);
1760
1761   return type;
1762 }
1763 \f
1764 /* Language hooks for middle-end access to type nodes.  */
1765
1766 /* Return an integer type with BITS bits of precision,
1767    that is unsigned if UNSIGNEDP is nonzero, otherwise signed.  */
1768
1769 tree
1770 gfc_type_for_size (unsigned bits, int unsignedp)
1771 {
1772   if (!unsignedp)
1773     {
1774       int i;
1775       for (i = 0; i <= MAX_INT_KINDS; ++i)
1776         {
1777           tree type = gfc_integer_types[i];
1778           if (type && bits == TYPE_PRECISION (type))
1779             return type;
1780         }
1781     }
1782   else
1783     {
1784       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intQI_type_node))
1785         return unsigned_intQI_type_node;
1786       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intHI_type_node))
1787         return unsigned_intHI_type_node;
1788       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intSI_type_node))
1789         return unsigned_intSI_type_node;
1790       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intDI_type_node))
1791         return unsigned_intDI_type_node;
1792       if (bits == TYPE_PRECISION (unsigned_intTI_type_node))
1793         return unsigned_intTI_type_node;
1794     }
1795
1796   return NULL_TREE;
1797 }
1798
1799 /* Return a data type that has machine mode MODE.  If the mode is an
1800    integer, then UNSIGNEDP selects between signed and unsigned types.  */
1801
1802 tree
1803 gfc_type_for_mode (enum machine_mode mode, int unsignedp)
1804 {
1805   int i;
1806   tree *base;
1807
1808   if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_FLOAT)
1809     base = gfc_real_types;
1810   else if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_COMPLEX_FLOAT)
1811     base = gfc_complex_types;
1812   else if (SCALAR_INT_MODE_P (mode))
1813     return gfc_type_for_size (GET_MODE_PRECISION (mode), unsignedp);
1814   else if (VECTOR_MODE_P (mode))
1815     {
1816       enum machine_mode inner_mode = GET_MODE_INNER (mode);
1817       tree inner_type = gfc_type_for_mode (inner_mode, unsignedp);
1818       if (inner_type != NULL_TREE)
1819         return build_vector_type_for_mode (inner_type, mode);
1820       return NULL_TREE;
1821     }
1822   else
1823     return NULL_TREE;
1824
1825   for (i = 0; i <= MAX_REAL_KINDS; ++i)
1826     {
1827       tree type = base[i];
1828       if (type && mode == TYPE_MODE (type))
1829         return type;
1830     }
1831
1832   return NULL_TREE;
1833 }
1834
1835 /* Return an unsigned type the same as TYPE in other respects.  */
1836
1837 tree
1838 gfc_unsigned_type (tree type)
1839 {
1840   return get_signed_or_unsigned_type (1, type);
1841 }
1842
1843 /* Return a signed type the same as TYPE in other respects.  */
1844
1845 tree
1846 gfc_signed_type (tree type)
1847 {
1848   return get_signed_or_unsigned_type (0, type);
1849 }
1850
1851 #include "gt-fortran-trans-types.h"