OSDN Git Service

2010-08-04 Tobias Burnus <burnus@net-b.de>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / fortran / arith.c
index 03ee14c..f555eb1 100644 (file)
@@ -1,13 +1,14 @@
 /* Compiler arithmetic
-   Copyright (C) 2000, 2001, 2002, 2003, 2004 Free Software Foundation,
-   Inc.
+   Copyright (C) 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008,
+   2009, 2010
+   Free Software Foundation, Inc.
    Contributed by Andy Vaught
 
 This file is part of GCC.
 
 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
-Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
+Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
 version.
 
 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
@@ -16,107 +17,44 @@ FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
 for more details.
 
 You should have received a copy of the GNU General Public License
-along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
-Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
-02111-1307, USA.  */
+along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
+<http://www.gnu.org/licenses/>.  */
 
 /* Since target arithmetic must be done on the host, there has to
    be some way of evaluating arithmetic expressions as the host
-   would evaluate them.  We use the GNU MP library to do arithmetic,
-   and this file provides the interface.  */
+   would evaluate them.  We use the GNU MP library and the MPFR
+   library to do arithmetic, and this file provides the interface.  */
 
 #include "config.h"
-
-#include <string.h>
-
+#include "system.h"
+#include "flags.h"
 #include "gfortran.h"
 #include "arith.h"
-
-/* The gfc_(integer|real)_kinds[] structures have everything the front
-   end needs to know about integers and real numbers on the target.
-   Other entries of the structure are calculated from these values.
-   The first entry is the default kind, the second entry of the real
-   structure is the default double kind.  */
-
-#define MPZ_NULL {{0,0,0}}
-#define MPF_NULL {{0,0,0,0}}
-
-#define DEF_GFC_INTEGER_KIND(KIND,RADIX,DIGITS,BIT_SIZE)               \
-       {KIND, RADIX, DIGITS, BIT_SIZE, 0, MPZ_NULL, MPZ_NULL, MPZ_NULL}
-
-#define DEF_GFC_LOGICAL_KIND(KIND,BIT_SIZE)                            \
-       {KIND, BIT_SIZE}
-
-#define DEF_GFC_REAL_KIND(KIND,RADIX,DIGITS,MIN_EXP, MAX_EXP)          \
-       {KIND, RADIX, DIGITS, MIN_EXP, MAX_EXP,                         \
-        0, 0, MPF_NULL, MPF_NULL, MPF_NULL}
-
-gfc_integer_info gfc_integer_kinds[] = {
-  DEF_GFC_INTEGER_KIND (4, 2, 31, 32),
-  DEF_GFC_INTEGER_KIND (8, 2, 63, 64),
-  DEF_GFC_INTEGER_KIND (2, 2, 15, 16),
-  DEF_GFC_INTEGER_KIND (1, 2,  7,  8),
-  DEF_GFC_INTEGER_KIND (0, 0,  0,  0)
-};
-
-gfc_logical_info gfc_logical_kinds[] = {
-  DEF_GFC_LOGICAL_KIND (4, 32),
-  DEF_GFC_LOGICAL_KIND (8, 64),
-  DEF_GFC_LOGICAL_KIND (2, 16),
-  DEF_GFC_LOGICAL_KIND (1,  8),
-  DEF_GFC_LOGICAL_KIND (0,  0)
-};
-
-
-/* IEEE-754 uses 1.xEe representation whereas the fortran standard
-   uses 0.xEe representation.  Hence the exponents below are biased
-   by one.  */
-
-#define GFC_SP_KIND      4
-#define GFC_SP_PREC     24   /* p    =   24, IEEE-754  */
-#define GFC_SP_EMIN   -125   /* emin = -126, IEEE-754  */
-#define GFC_SP_EMAX    128   /* emin =  127, IEEE-754  */
-
-/* Double precision model numbers.  */
-#define GFC_DP_KIND      8
-#define GFC_DP_PREC     53   /* p    =    53, IEEE-754  */
-#define GFC_DP_EMIN  -1021   /* emin = -1022, IEEE-754  */
-#define GFC_DP_EMAX   1024   /* emin =  1023, IEEE-754  */
-
-/* Quad precision model numbers.  Not used.  */
-#define GFC_QP_KIND     16
-#define GFC_QP_PREC    113   /* p    =    113, IEEE-754  */
-#define GFC_QP_EMIN -16381   /* emin = -16382, IEEE-754  */
-#define GFC_QP_EMAX  16384   /* emin =  16383, IEEE-754  */
-
-gfc_real_info gfc_real_kinds[] = {
-  DEF_GFC_REAL_KIND (GFC_SP_KIND, 2, GFC_SP_PREC, GFC_SP_EMIN, GFC_SP_EMAX),
-  DEF_GFC_REAL_KIND (GFC_DP_KIND, 2, GFC_DP_PREC, GFC_DP_EMIN, GFC_DP_EMAX),
-  DEF_GFC_REAL_KIND (0, 0,  0,     0,    0)
-};
-
-
-/* The integer kind to use for array indices.  This will be set to the
-   proper value based on target information from the backend.  */
-
-int gfc_index_integer_kind;
-
+#include "target-memory.h"
+#include "constructor.h"
 
 /* MPFR does not have a direct replacement for mpz_set_f() from GMP.
    It's easily implemented with a few calls though.  */
 
 void
-gfc_mpfr_to_mpz(mpz_t z, mpfr_t x)
+gfc_mpfr_to_mpz (mpz_t z, mpfr_t x, locus *where)
 {
   mp_exp_t e;
 
+  if (mpfr_inf_p (x) || mpfr_nan_p (x))
+    {
+      gfc_error ("Conversion of an Infinity or Not-a-Number at %L "
+                "to INTEGER", where);
+      mpz_set_ui (z, 0);
+      return;
+    }
+
   e = mpfr_get_z_exp (z, x);
+
   if (e > 0)
     mpz_mul_2exp (z, z, e);
   else
     mpz_tdiv_q_2exp (z, z, -e);
-  if (mpfr_sgn (x) < 0)
-    mpz_neg (z, z);
 }
 
 
@@ -125,20 +63,13 @@ gfc_mpfr_to_mpz(mpz_t z, mpfr_t x)
 void
 gfc_set_model_kind (int kind)
 {
-  switch (kind)
-       {
-    case GFC_SP_KIND:
-      mpfr_set_default_prec (GFC_SP_PREC);
-      break;
-    case GFC_DP_KIND:
-      mpfr_set_default_prec (GFC_DP_PREC);
-      break;
-    case GFC_QP_KIND:
-      mpfr_set_default_prec (GFC_QP_PREC);
-      break;
-    default:
-      gfc_internal_error ("gfc_set_model_kind(): Bad model number");
-    }
+  int index = gfc_validate_kind (BT_REAL, kind, false);
+  int base2prec;
+
+  base2prec = gfc_real_kinds[index].digits;
+  if (gfc_real_kinds[index].radix != 2)
+    base2prec *= gfc_real_kinds[index].radix / 2;
+  mpfr_set_default_prec (base2prec);
 }
 
 
@@ -147,71 +78,7 @@ gfc_set_model_kind (int kind)
 void
 gfc_set_model (mpfr_t x)
 {
-  switch (mpfr_get_prec (x))
-    {
-    case GFC_SP_PREC:
-      mpfr_set_default_prec (GFC_SP_PREC);
-      break;
-    case GFC_DP_PREC:
-      mpfr_set_default_prec (GFC_DP_PREC);
-      break;
-    case GFC_QP_PREC:
-      mpfr_set_default_prec (GFC_QP_PREC);
-      break;
-    default:
-      gfc_internal_error ("gfc_set_model(): Bad model number");
-    }
-}
-
-/* Calculate atan2 (y, x)
-
-atan2(y, x) = atan(y/x)                                if x > 0,
-             sign(y)*(pi - atan(|y/x|))        if x < 0,
-             0                                 if x = 0 && y == 0,
-             sign(y)*pi/2                      if x = 0 && y != 0.
-*/
-
-void
-arctangent2 (mpfr_t y, mpfr_t x, mpfr_t result)
-{
-  int i;
-  mpfr_t t;
-
-  gfc_set_model (y);
-  mpfr_init (t);
-
-  i = mpfr_sgn(x);
-
-  if (i > 0)
-    {
-      mpfr_div (t, y, x, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_atan (result, t, GFC_RND_MODE);
-    }
-  else if (i < 0)
-    {
-      mpfr_const_pi (result, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_div (t, y, x, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_abs (t, t, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_atan (t, t, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_sub (result, result, t, GFC_RND_MODE);
-      if (mpfr_sgn (y) < 0)
-       mpfr_neg (result, result, GFC_RND_MODE);
-    }
-      else
-       {
-      if (mpfr_sgn (y) == 0)
-       mpfr_set_ui (result, 0, GFC_RND_MODE);
-      else
-       {
-          mpfr_const_pi (result, GFC_RND_MODE);
-          mpfr_div_ui (result, result, 2, GFC_RND_MODE);
-         if (mpfr_sgn (y) < 0)
-           mpfr_neg (result, result, GFC_RND_MODE);
-       }
-    }
-
-  mpfr_clear (t);
-
+  mpfr_set_default_prec (mpfr_get_prec (x));
 }
 
 
@@ -226,25 +93,26 @@ gfc_arith_error (arith code)
   switch (code)
     {
     case ARITH_OK:
-      p = "Arithmetic OK";
+      p = _("Arithmetic OK at %L");
       break;
     case ARITH_OVERFLOW:
-      p = "Arithmetic overflow";
+      p = _("Arithmetic overflow at %L");
       break;
     case ARITH_UNDERFLOW:
-      p = "Arithmetic underflow";
+      p = _("Arithmetic underflow at %L");
       break;
     case ARITH_NAN:
-      p = "Arithmetic NaN";
+      p = _("Arithmetic NaN at %L");
       break;
     case ARITH_DIV0:
-      p = "Division by zero";
-      break;
-    case ARITH_0TO0:
-      p = "Indeterminate form 0 ** 0";
+      p = _("Division by zero at %L");
       break;
     case ARITH_INCOMMENSURATE:
-      p = "Array operands are incommensurate";
+      p = _("Array operands are incommensurate at %L");
+      break;
+    case ARITH_ASYMMETRIC:
+      p =
+       _("Integer outside symmetric range implied by Standard Fortran at %L");
       break;
     default:
       gfc_internal_error ("gfc_arith_error(): Bad error code");
@@ -261,45 +129,45 @@ gfc_arith_init_1 (void)
 {
   gfc_integer_info *int_info;
   gfc_real_info *real_info;
-  mpfr_t a, b, c;
-  mpz_t r;
+  mpfr_t a, b;
   int i;
 
-  gfc_set_model_kind (GFC_QP_KIND);
-
+  mpfr_set_default_prec (128);
   mpfr_init (a);
-  mpz_init (r);
 
-  /* Convert the minimum/maximum values for each kind into their
+  /* Convert the minimum and maximum values for each kind into their
      GNU MP representation.  */
   for (int_info = gfc_integer_kinds; int_info->kind != 0; int_info++)
     {
-      /* Huge */
-      mpz_set_ui (r, int_info->radix);
-      mpz_pow_ui (r, r, int_info->digits);
-
+      /* Huge  */
       mpz_init (int_info->huge);
-      mpz_sub_ui (int_info->huge, r, 1);
+      mpz_set_ui (int_info->huge, int_info->radix);
+      mpz_pow_ui (int_info->huge, int_info->huge, int_info->digits);
+      mpz_sub_ui (int_info->huge, int_info->huge, 1);
 
       /* These are the numbers that are actually representable by the
-         target.  For bases other than two, this needs to be changed.  */
+        target.  For bases other than two, this needs to be changed.  */
       if (int_info->radix != 2)
-       gfc_internal_error ("Fix min_int, max_int calculation");
+       gfc_internal_error ("Fix min_int calculation");
 
-      mpz_init (int_info->min_int);
-      mpz_neg (int_info->min_int, int_info->huge);
-      /* No -1 here, because the representation is symmetric.  */
+      /* See PRs 13490 and 17912, related to integer ranges.
+        The pedantic_min_int exists for range checking when a program
+        is compiled with -pedantic, and reflects the belief that
+        Standard Fortran requires integers to be symmetrical, i.e.
+        every negative integer must have a representable positive
+        absolute value, and vice versa.  */
+
+      mpz_init (int_info->pedantic_min_int);
+      mpz_neg (int_info->pedantic_min_int, int_info->huge);
 
-      mpz_init (int_info->max_int);
-      mpz_add (int_info->max_int, int_info->huge, int_info->huge);
-      mpz_add_ui (int_info->max_int, int_info->max_int, 1);
+      mpz_init (int_info->min_int);
+      mpz_sub_ui (int_info->min_int, int_info->pedantic_min_int, 1);
 
-      /* Range */
+      /* Range  */
       mpfr_set_z (a, int_info->huge, GFC_RND_MODE);
       mpfr_log10 (a, a, GFC_RND_MODE);
       mpfr_trunc (a, a);
-      gfc_mpfr_to_mpz (r, a);
-      int_info->range = mpz_get_si (r);
+      int_info->range = (int) mpfr_get_si (a, GFC_RND_MODE);
     }
 
   mpfr_clear (a);
@@ -310,75 +178,68 @@ gfc_arith_init_1 (void)
 
       mpfr_init (a);
       mpfr_init (b);
-      mpfr_init (c);
 
       /* huge(x) = (1 - b**(-p)) * b**(emax-1) * b  */
-      /* a = 1 - b**(-p) */
-      mpfr_set_ui (a, 1, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_set_ui (b, real_info->radix, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_pow_si (b, b, -real_info->digits, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_sub (a, a, b, GFC_RND_MODE);
-
-      /* c = b**(emax-1) */
-      mpfr_set_ui (b, real_info->radix, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_pow_ui (c, b, real_info->max_exponent - 1, GFC_RND_MODE);
-
-      /* a = a * c = (1 - b**(-p)) * b**(emax-1) */
-      mpfr_mul (a, a, c, GFC_RND_MODE);
+      /* 1 - b**(-p)  */
+      mpfr_init (real_info->huge);
+      mpfr_set_ui (real_info->huge, 1, GFC_RND_MODE);
+      mpfr_set_ui (a, real_info->radix, GFC_RND_MODE);
+      mpfr_pow_si (a, a, -real_info->digits, GFC_RND_MODE);
+      mpfr_sub (real_info->huge, real_info->huge, a, GFC_RND_MODE);
 
-      /* a = (1 - b**(-p)) * b**(emax-1) * b */
-      mpfr_mul_ui (a, a, real_info->radix, GFC_RND_MODE);
+      /* b**(emax-1)  */
+      mpfr_set_ui (a, real_info->radix, GFC_RND_MODE);
+      mpfr_pow_ui (a, a, real_info->max_exponent - 1, GFC_RND_MODE);
 
-      mpfr_init (real_info->huge);
-      mpfr_set (real_info->huge, a, GFC_RND_MODE);
+      /* (1 - b**(-p)) * b**(emax-1)  */
+      mpfr_mul (real_info->huge, real_info->huge, a, GFC_RND_MODE);
 
-      /* tiny(x) = b**(emin-1) */
-      mpfr_set_ui (b, real_info->radix, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_pow_si (b, b, real_info->min_exponent - 1, GFC_RND_MODE);
+      /* (1 - b**(-p)) * b**(emax-1) * b  */
+      mpfr_mul_ui (real_info->huge, real_info->huge, real_info->radix,
+                  GFC_RND_MODE);
 
+      /* tiny(x) = b**(emin-1)  */
       mpfr_init (real_info->tiny);
-      mpfr_set (real_info->tiny, b, GFC_RND_MODE);
+      mpfr_set_ui (real_info->tiny, real_info->radix, GFC_RND_MODE);
+      mpfr_pow_si (real_info->tiny, real_info->tiny,
+                  real_info->min_exponent - 1, GFC_RND_MODE);
 
-      /* epsilon(x) = b**(1-p) */
-      mpfr_set_ui (b, real_info->radix, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_pow_si (b, b, 1 - real_info->digits, GFC_RND_MODE);
+      /* subnormal (x) = b**(emin - digit)  */
+      mpfr_init (real_info->subnormal);
+      mpfr_set_ui (real_info->subnormal, real_info->radix, GFC_RND_MODE);
+      mpfr_pow_si (real_info->subnormal, real_info->subnormal,
+                  real_info->min_exponent - real_info->digits, GFC_RND_MODE);
 
+      /* epsilon(x) = b**(1-p)  */
       mpfr_init (real_info->epsilon);
-      mpfr_set (real_info->epsilon, b, GFC_RND_MODE);
+      mpfr_set_ui (real_info->epsilon, real_info->radix, GFC_RND_MODE);
+      mpfr_pow_si (real_info->epsilon, real_info->epsilon,
+                  1 - real_info->digits, GFC_RND_MODE);
 
-      /* range(x) = int(min(log10(huge(x)), -log10(tiny)) */
+      /* range(x) = int(min(log10(huge(x)), -log10(tiny))  */
       mpfr_log10 (a, real_info->huge, GFC_RND_MODE);
       mpfr_log10 (b, real_info->tiny, GFC_RND_MODE);
       mpfr_neg (b, b, GFC_RND_MODE);
 
-      if (mpfr_cmp (a, b) > 0)
-       mpfr_set (a, b, GFC_RND_MODE);          /* a = min(a, b) */
-
+      /* a = min(a, b)  */
+      mpfr_min (a, a, b, GFC_RND_MODE);
       mpfr_trunc (a, a);
-      gfc_mpfr_to_mpz (r, a);
-      real_info->range = mpz_get_si (r);
+      real_info->range = (int) mpfr_get_si (a, GFC_RND_MODE);
 
-      /* precision(x) = int((p - 1) * log10(b)) + k */
+      /* precision(x) = int((p - 1) * log10(b)) + k  */
       mpfr_set_ui (a, real_info->radix, GFC_RND_MODE);
       mpfr_log10 (a, a, GFC_RND_MODE);
-
       mpfr_mul_ui (a, a, real_info->digits - 1, GFC_RND_MODE);
       mpfr_trunc (a, a);
-      gfc_mpfr_to_mpz (r, a);
-      real_info->precision = mpz_get_si (r);
+      real_info->precision = (int) mpfr_get_si (a, GFC_RND_MODE);
 
-      /* If the radix is an integral power of 10, add one to the
-         precision.  */
+      /* If the radix is an integral power of 10, add one to the precision.  */
       for (i = 10; i <= real_info->radix; i *= 10)
        if (i == real_info->radix)
          real_info->precision++;
 
-      mpfr_clear (a);
-      mpfr_clear (b);
-      mpfr_clear (c);
+      mpfr_clears (a, b, NULL);
     }
-
-  mpz_clear (r);
 }
 
 
@@ -393,181 +254,59 @@ gfc_arith_done_1 (void)
   for (ip = gfc_integer_kinds; ip->kind; ip++)
     {
       mpz_clear (ip->min_int);
-      mpz_clear (ip->max_int);
+      mpz_clear (ip->pedantic_min_int);
       mpz_clear (ip->huge);
     }
 
   for (rp = gfc_real_kinds; rp->kind; rp++)
-    {
-      mpfr_clear (rp->epsilon);
-      mpfr_clear (rp->huge);
-      mpfr_clear (rp->tiny);
-    }
-}
+    mpfr_clears (rp->epsilon, rp->huge, rp->tiny, rp->subnormal, NULL);
 
-
-/* Return default kinds.  */
-
-int
-gfc_default_integer_kind (void)
-{
-  return gfc_integer_kinds[gfc_option.i8 ? 1 : 0].kind;
+  mpfr_free_cache ();
 }
 
-int
-gfc_default_real_kind (void)
-{
-  return gfc_real_kinds[gfc_option.r8 ? 1 : 0].kind;
-}
 
-int
-gfc_default_double_kind (void)
+/* Given a wide character value and a character kind, determine whether
+   the character is representable for that kind.  */
+bool
+gfc_check_character_range (gfc_char_t c, int kind)
 {
-  return gfc_real_kinds[1].kind;
-}
+  /* As wide characters are stored as 32-bit values, they're all
+     representable in UCS=4.  */
+  if (kind == 4)
+    return true;
 
-int
-gfc_default_character_kind (void)
-{
-  return 1;
-}
+  if (kind == 1)
+    return c <= 255 ? true : false;
 
-int
-gfc_default_logical_kind (void)
-{
-  return gfc_logical_kinds[gfc_option.i8 ? 1 : 0].kind;
+  gcc_unreachable ();
 }
 
-int
-gfc_default_complex_kind (void)
-{
-  return gfc_default_real_kind ();
-}
-
-
-/* Make sure that a valid kind is present.  Returns an index into the
-   gfc_integer_kinds array, -1 if the kind is not present.  */
-
-static int
-validate_integer (int kind)
-{
-  int i;
-
-  for (i = 0;; i++)
-    {
-      if (gfc_integer_kinds[i].kind == 0)
-       {
-         i = -1;
-         break;
-       }
-      if (gfc_integer_kinds[i].kind == kind)
-       break;
-    }
-
-  return i;
-}
-
-
-static int
-validate_real (int kind)
-{
-  int i;
-
-  for (i = 0;; i++)
-    {
-      if (gfc_real_kinds[i].kind == 0)
-       {
-         i = -1;
-         break;
-       }
-      if (gfc_real_kinds[i].kind == kind)
-       break;
-    }
-
-  return i;
-}
 
+/* Given an integer and a kind, make sure that the integer lies within
+   the range of the kind.  Returns ARITH_OK, ARITH_ASYMMETRIC or
+   ARITH_OVERFLOW.  */
 
-static int
-validate_logical (int kind)
+arith
+gfc_check_integer_range (mpz_t p, int kind)
 {
+  arith result;
   int i;
 
-  for (i = 0;; i++)
-    {
-      if (gfc_logical_kinds[i].kind == 0)
-       {
-         i = -1;
-         break;
-       }
-      if (gfc_logical_kinds[i].kind == kind)
-       break;
-    }
-
-  return i;
-}
-
-
-static int
-validate_character (int kind)
-{
-
-  if (kind == gfc_default_character_kind ())
-    return 0;
-  return -1;
-}
-
-
-/* Validate a kind given a basic type.  The return value is the same
-   for the child functions, with -1 indicating nonexistence of the
-   type.  */
-
-int
-gfc_validate_kind (bt type, int kind)
-{
-  int rc;
+  i = gfc_validate_kind (BT_INTEGER, kind, false);
+  result = ARITH_OK;
 
-  switch (type)
+  if (pedantic)
     {
-    case BT_REAL:              /* Fall through */
-    case BT_COMPLEX:
-      rc = validate_real (kind);
-      break;
-    case BT_INTEGER:
-      rc = validate_integer (kind);
-      break;
-    case BT_LOGICAL:
-      rc = validate_logical (kind);
-      break;
-    case BT_CHARACTER:
-      rc = validate_character (kind);
-      break;
-
-    default:
-      gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad type");
+      if (mpz_cmp (p, gfc_integer_kinds[i].pedantic_min_int) < 0)
+       result = ARITH_ASYMMETRIC;
     }
 
-  return rc;
-}
-
-
-/* Given an integer and a kind, make sure that the integer lies within
-   the range of the kind.  Returns ARITH_OK or ARITH_OVERFLOW.  */
-
-static arith
-gfc_check_integer_range (mpz_t p, int kind)
-{
-  arith result;
-  int i;
-
-  i = validate_integer (kind);
-  if (i == -1)
-    gfc_internal_error ("gfc_check_integer_range(): Bad kind");
 
-  result = ARITH_OK;
+  if (gfc_option.flag_range_check == 0)
+    return result;
 
   if (mpz_cmp (p, gfc_integer_kinds[i].min_int) < 0
-      || mpz_cmp (p, gfc_integer_kinds[i].max_int) > 0)
+      || mpz_cmp (p, gfc_integer_kinds[i].huge) > 0)
     result = ARITH_OVERFLOW;
 
   return result;
@@ -585,78 +324,85 @@ gfc_check_real_range (mpfr_t p, int kind)
   mpfr_t q;
   int i;
 
-  i = validate_real (kind);
-  if (i == -1)
-    gfc_internal_error ("gfc_check_real_range(): Bad kind");
+  i = gfc_validate_kind (BT_REAL, kind, false);
 
   gfc_set_model (p);
   mpfr_init (q);
   mpfr_abs (q, p, GFC_RND_MODE);
 
   retval = ARITH_OK;
-  if (mpfr_sgn (q) == 0)
-    goto done;
 
-  if (mpfr_cmp (q, gfc_real_kinds[i].huge) > 0)
+  if (mpfr_inf_p (p))
     {
-      retval = ARITH_OVERFLOW;
-      goto done;
+      if (gfc_option.flag_range_check != 0)
+       retval = ARITH_OVERFLOW;
+    }
+  else if (mpfr_nan_p (p))
+    {
+      if (gfc_option.flag_range_check != 0)
+       retval = ARITH_NAN;
+    }
+  else if (mpfr_sgn (q) == 0)
+    {
+      mpfr_clear (q);
+      return retval;
+    }
+  else if (mpfr_cmp (q, gfc_real_kinds[i].huge) > 0)
+    {
+      if (gfc_option.flag_range_check == 0)
+       mpfr_set_inf (p, mpfr_sgn (p));
+      else
+       retval = ARITH_OVERFLOW;
+    }
+  else if (mpfr_cmp (q, gfc_real_kinds[i].subnormal) < 0)
+    {
+      if (gfc_option.flag_range_check == 0)
+       {
+         if (mpfr_sgn (p) < 0)
+           {
+             mpfr_set_ui (p, 0, GFC_RND_MODE);
+             mpfr_set_si (q, -1, GFC_RND_MODE);
+             mpfr_copysign (p, p, q, GFC_RND_MODE);
+           }
+         else
+           mpfr_set_ui (p, 0, GFC_RND_MODE);
+       }
+      else
+       retval = ARITH_UNDERFLOW;
+    }
+  else if (mpfr_cmp (q, gfc_real_kinds[i].tiny) < 0)
+    {
+      mp_exp_t emin, emax;
+      int en;
+
+      /* Save current values of emin and emax.  */
+      emin = mpfr_get_emin ();
+      emax = mpfr_get_emax ();
+
+      /* Set emin and emax for the current model number.  */
+      en = gfc_real_kinds[i].min_exponent - gfc_real_kinds[i].digits + 1;
+      mpfr_set_emin ((mp_exp_t) en);
+      mpfr_set_emax ((mp_exp_t) gfc_real_kinds[i].max_exponent);
+      mpfr_check_range (q, 0, GFC_RND_MODE);
+      mpfr_subnormalize (q, 0, GFC_RND_MODE);
+
+      /* Reset emin and emax.  */
+      mpfr_set_emin (emin);
+      mpfr_set_emax (emax);
+
+      /* Copy sign if needed.  */
+      if (mpfr_sgn (p) < 0)
+       mpfr_neg (p, q, GMP_RNDN);
+      else
+       mpfr_set (p, q, GMP_RNDN);
     }
 
-  if (mpfr_cmp (q, gfc_real_kinds[i].tiny) < 0)
-    retval = ARITH_UNDERFLOW;
-
-done:
   mpfr_clear (q);
 
   return retval;
 }
 
 
-/* Function to return a constant expression node of a given type and
-   kind.  */
-
-gfc_expr *
-gfc_constant_result (bt type, int kind, locus * where)
-{
-  gfc_expr *result;
-
-  if (!where)
-    gfc_internal_error
-      ("gfc_constant_result(): locus 'where' cannot be NULL");
-
-  result = gfc_get_expr ();
-
-  result->expr_type = EXPR_CONSTANT;
-  result->ts.type = type;
-  result->ts.kind = kind;
-  result->where = *where;
-
-  switch (type)
-    {
-    case BT_INTEGER:
-      mpz_init (result->value.integer);
-      break;
-
-    case BT_REAL:
-      gfc_set_model_kind (kind);
-      mpfr_init (result->value.real);
-      break;
-
-    case BT_COMPLEX:
-      gfc_set_model_kind (kind);
-      mpfr_init (result->value.complex.r);
-      mpfr_init (result->value.complex.i);
-      break;
-
-    default:
-      break;
-    }
-
-  return result;
-}
-
-
 /* Low-level arithmetic functions.  All of these subroutines assume
    that all operands are of the same type and return an operand of the
    same type.  The other thing about these subroutines is that they
@@ -664,11 +410,11 @@ gfc_constant_result (bt type, int kind, locus * where)
    zero raised to the zero, etc.  */
 
 static arith
-gfc_arith_not (gfc_expr * op1, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_not (gfc_expr *op1, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_LOGICAL, op1->ts.kind, &op1->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_LOGICAL, op1->ts.kind, &op1->where);
   result->value.logical = !op1->value.logical;
   *resultp = result;
 
@@ -677,12 +423,12 @@ gfc_arith_not (gfc_expr * op1, gfc_expr ** resultp)
 
 
 static arith
-gfc_arith_and (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_and (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_LOGICAL, gfc_kind_max (op1, op2),
-                               &op1->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_LOGICAL, gfc_kind_max (op1, op2),
+                                 &op1->where);
   result->value.logical = op1->value.logical && op2->value.logical;
   *resultp = result;
 
@@ -691,12 +437,12 @@ gfc_arith_and (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
 
 static arith
-gfc_arith_or (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_or (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_LOGICAL, gfc_kind_max (op1, op2),
-                               &op1->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_LOGICAL, gfc_kind_max (op1, op2),
+                                 &op1->where);
   result->value.logical = op1->value.logical || op2->value.logical;
   *resultp = result;
 
@@ -705,12 +451,12 @@ gfc_arith_or (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
 
 static arith
-gfc_arith_eqv (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_eqv (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_LOGICAL, gfc_kind_max (op1, op2),
-                               &op1->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_LOGICAL, gfc_kind_max (op1, op2),
+                                 &op1->where);
   result->value.logical = op1->value.logical == op2->value.logical;
   *resultp = result;
 
@@ -719,12 +465,12 @@ gfc_arith_eqv (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
 
 static arith
-gfc_arith_neqv (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_neqv (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_LOGICAL, gfc_kind_max (op1, op2),
-                               &op1->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_LOGICAL, gfc_kind_max (op1, op2),
+                                 &op1->where);
   result->value.logical = op1->value.logical != op2->value.logical;
   *resultp = result;
 
@@ -737,9 +483,10 @@ gfc_arith_neqv (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
    but that one deals with the intrinsic RANGE function.  */
 
 arith
-gfc_range_check (gfc_expr * e)
+gfc_range_check (gfc_expr *e)
 {
   arith rc;
+  arith rc2;
 
   switch (e->ts.type)
     {
@@ -750,20 +497,34 @@ gfc_range_check (gfc_expr * e)
     case BT_REAL:
       rc = gfc_check_real_range (e->value.real, e->ts.kind);
       if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
-        mpfr_set_ui (e->value.real, 0, GFC_RND_MODE);
+       mpfr_set_ui (e->value.real, 0, GFC_RND_MODE);
+      if (rc == ARITH_OVERFLOW)
+       mpfr_set_inf (e->value.real, mpfr_sgn (e->value.real));
+      if (rc == ARITH_NAN)
+       mpfr_set_nan (e->value.real);
       break;
 
     case BT_COMPLEX:
-      rc = gfc_check_real_range (e->value.complex.r, e->ts.kind);
+      rc = gfc_check_real_range (mpc_realref (e->value.complex), e->ts.kind);
       if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
-        mpfr_set_ui (e->value.complex.r, 0, GFC_RND_MODE);
-      if (rc == ARITH_OK || rc == ARITH_UNDERFLOW)
-        {
-          rc = gfc_check_real_range (e->value.complex.i, e->ts.kind);
-          if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
-            mpfr_set_ui (e->value.complex.i, 0, GFC_RND_MODE);
-        }
-
+       mpfr_set_ui (mpc_realref (e->value.complex), 0, GFC_RND_MODE);
+      if (rc == ARITH_OVERFLOW)
+       mpfr_set_inf (mpc_realref (e->value.complex),
+                     mpfr_sgn (mpc_realref (e->value.complex)));
+      if (rc == ARITH_NAN)
+       mpfr_set_nan (mpc_realref (e->value.complex));
+
+      rc2 = gfc_check_real_range (mpc_imagref (e->value.complex), e->ts.kind);
+      if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
+       mpfr_set_ui (mpc_imagref (e->value.complex), 0, GFC_RND_MODE);
+      if (rc == ARITH_OVERFLOW)
+       mpfr_set_inf (mpc_imagref (e->value.complex), 
+                     mpfr_sgn (mpc_imagref (e->value.complex)));
+      if (rc == ARITH_NAN)
+       mpfr_set_nan (mpc_imagref (e->value.complex));
+
+      if (rc == ARITH_OK)
+       rc = rc2;
       break;
 
     default:
@@ -774,26 +535,56 @@ gfc_range_check (gfc_expr * e)
 }
 
 
+/* Several of the following routines use the same set of statements to
+   check the validity of the result.  Encapsulate the checking here.  */
+
+static arith
+check_result (arith rc, gfc_expr *x, gfc_expr *r, gfc_expr **rp)
+{
+  arith val = rc;
+
+  if (val == ARITH_UNDERFLOW)
+    {
+      if (gfc_option.warn_underflow)
+       gfc_warning (gfc_arith_error (val), &x->where);
+      val = ARITH_OK;
+    }
+
+  if (val == ARITH_ASYMMETRIC)
+    {
+      gfc_warning (gfc_arith_error (val), &x->where);
+      val = ARITH_OK;
+    }
+
+  if (val != ARITH_OK)
+    gfc_free_expr (r);
+  else
+    *rp = r;
+
+  return val;
+}
+
+
 /* It may seem silly to have a subroutine that actually computes the
    unary plus of a constant, but it prevents us from making exceptions
-   in the code elsewhere.  */
+   in the code elsewhere.  Used for unary plus and parenthesized
+   expressions.  */
 
 static arith
-gfc_arith_uplus (gfc_expr * op1, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_identity (gfc_expr *op1, gfc_expr **resultp)
 {
-
   *resultp = gfc_copy_expr (op1);
   return ARITH_OK;
 }
 
 
 static arith
-gfc_arith_uminus (gfc_expr * op1, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_uminus (gfc_expr *op1, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
   arith rc;
 
-  result = gfc_constant_result (op1->ts.type, op1->ts.kind, &op1->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (op1->ts.type, op1->ts.kind, &op1->where);
 
   switch (op1->ts.type)
     {
@@ -806,8 +597,7 @@ gfc_arith_uminus (gfc_expr * op1, gfc_expr ** resultp)
       break;
 
     case BT_COMPLEX:
-      mpfr_neg (result->value.complex.r, op1->value.complex.r, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_neg (result->value.complex.i, op1->value.complex.i, GFC_RND_MODE);
+      mpc_neg (result->value.complex, op1->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
       break;
 
     default:
@@ -816,29 +606,17 @@ gfc_arith_uminus (gfc_expr * op1, gfc_expr ** resultp)
 
   rc = gfc_range_check (result);
 
-  if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
-    {
-      if (gfc_option.warn_underflow)
-        gfc_warning ("%s at %L", gfc_arith_error (rc), &op1->where);
-      rc = ARITH_OK;
-      *resultp = result;
-    }
-  else if (rc != ARITH_OK)
-    gfc_free_expr (result);
-  else
-    *resultp = result;
-
-  return rc;
+  return check_result (rc, op1, result, resultp);
 }
 
 
 static arith
-gfc_arith_plus (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_plus (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
   arith rc;
 
-  result = gfc_constant_result (op1->ts.type, op1->ts.kind, &op1->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (op1->ts.type, op1->ts.kind, &op1->where);
 
   switch (op1->ts.type)
     {
@@ -848,15 +626,12 @@ gfc_arith_plus (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
     case BT_REAL:
       mpfr_add (result->value.real, op1->value.real, op2->value.real,
-               GFC_RND_MODE);
+              GFC_RND_MODE);
       break;
 
     case BT_COMPLEX:
-      mpfr_add (result->value.complex.r, op1->value.complex.r,
-              op2->value.complex.r, GFC_RND_MODE);
-
-      mpfr_add (result->value.complex.i, op1->value.complex.i,
-              op2->value.complex.i, GFC_RND_MODE);
+      mpc_add (result->value.complex, op1->value.complex, op2->value.complex,
+              GFC_MPC_RND_MODE);
       break;
 
     default:
@@ -865,29 +640,17 @@ gfc_arith_plus (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
   rc = gfc_range_check (result);
 
-  if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
-    {
-      if (gfc_option.warn_underflow)
-        gfc_warning ("%s at %L", gfc_arith_error (rc), &op1->where);
-      rc = ARITH_OK;
-      *resultp = result;
-    }
-  else if (rc != ARITH_OK)
-    gfc_free_expr (result);
-  else
-    *resultp = result;
-
-  return rc;
+  return check_result (rc, op1, result, resultp);
 }
 
 
 static arith
-gfc_arith_minus (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_minus (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
   arith rc;
 
-  result = gfc_constant_result (op1->ts.type, op1->ts.kind, &op1->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (op1->ts.type, op1->ts.kind, &op1->where);
 
   switch (op1->ts.type)
     {
@@ -897,15 +660,12 @@ gfc_arith_minus (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
     case BT_REAL:
       mpfr_sub (result->value.real, op1->value.real, op2->value.real,
-                GFC_RND_MODE);
+               GFC_RND_MODE);
       break;
 
     case BT_COMPLEX:
-      mpfr_sub (result->value.complex.r, op1->value.complex.r,
-              op2->value.complex.r, GFC_RND_MODE);
-
-      mpfr_sub (result->value.complex.i, op1->value.complex.i,
-              op2->value.complex.i, GFC_RND_MODE);
+      mpc_sub (result->value.complex, op1->value.complex,
+              op2->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
       break;
 
     default:
@@ -914,30 +674,17 @@ gfc_arith_minus (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
   rc = gfc_range_check (result);
 
-  if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
-    {
-      if (gfc_option.warn_underflow)
-        gfc_warning ("%s at %L", gfc_arith_error (rc), &op1->where);
-      rc = ARITH_OK;
-      *resultp = result;
-    }
-  else if (rc != ARITH_OK)
-    gfc_free_expr (result);
-  else
-    *resultp = result;
-
-  return rc;
+  return check_result (rc, op1, result, resultp);
 }
 
 
 static arith
-gfc_arith_times (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_times (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
-  mpfr_t x, y;
   arith rc;
 
-  result = gfc_constant_result (op1->ts.type, op1->ts.kind, &op1->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (op1->ts.type, op1->ts.kind, &op1->where);
 
   switch (op1->ts.type)
     {
@@ -947,28 +694,13 @@ gfc_arith_times (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
     case BT_REAL:
       mpfr_mul (result->value.real, op1->value.real, op2->value.real,
-               GFC_RND_MODE);
+              GFC_RND_MODE);
       break;
 
     case BT_COMPLEX:
-
-      /* FIXME:  possible numericals problem.  */
-
-      gfc_set_model (op1->value.complex.r);
-      mpfr_init (x);
-      mpfr_init (y);
-
-      mpfr_mul (x, op1->value.complex.r, op2->value.complex.r, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_mul (y, op1->value.complex.i, op2->value.complex.i, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_sub (result->value.complex.r, x, y, GFC_RND_MODE);
-
-      mpfr_mul (x, op1->value.complex.r, op2->value.complex.i, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_mul (y, op1->value.complex.i, op2->value.complex.r, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_add (result->value.complex.i, x, y, GFC_RND_MODE);
-
-      mpfr_clear (x);
-      mpfr_clear (y);
-
+      gfc_set_model (mpc_realref (op1->value.complex));
+      mpc_mul (result->value.complex, op1->value.complex, op2->value.complex,
+              GFC_MPC_RND_MODE);
       break;
 
     default:
@@ -977,32 +709,19 @@ gfc_arith_times (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
   rc = gfc_range_check (result);
 
-  if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
-    {
-      if (gfc_option.warn_underflow)
-        gfc_warning ("%s at %L", gfc_arith_error (rc), &op1->where);
-      rc = ARITH_OK;
-      *resultp = result;
-    }
-  else if (rc != ARITH_OK)
-    gfc_free_expr (result);
-  else
-    *resultp = result;
-
-  return rc;
+  return check_result (rc, op1, result, resultp);
 }
 
 
 static arith
-gfc_arith_divide (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_divide (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
-  mpfr_t x, y, div;
   arith rc;
 
   rc = ARITH_OK;
 
-  result = gfc_constant_result (op1->ts.type, op1->ts.kind, &op1->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (op1->ts.type, op1->ts.kind, &op1->where);
 
   switch (op1->ts.type)
     {
@@ -1018,52 +737,35 @@ gfc_arith_divide (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
       break;
 
     case BT_REAL:
-      /* FIXME: MPFR correctly generates NaN.  This may not be needed.  */
-      if (mpfr_sgn (op2->value.real) == 0)
+      if (mpfr_sgn (op2->value.real) == 0 && gfc_option.flag_range_check == 1)
        {
          rc = ARITH_DIV0;
          break;
        }
 
       mpfr_div (result->value.real, op1->value.real, op2->value.real,
-               GFC_RND_MODE);
+              GFC_RND_MODE);
       break;
 
     case BT_COMPLEX:
-      /* FIXME: MPFR correctly generates NaN.  This may not be needed.  */
-      if (mpfr_sgn (op2->value.complex.r) == 0
-         && mpfr_sgn (op2->value.complex.i) == 0)
+      if (mpc_cmp_si_si (op2->value.complex, 0, 0) == 0
+         && gfc_option.flag_range_check == 1)
        {
          rc = ARITH_DIV0;
          break;
        }
 
-      gfc_set_model (op1->value.complex.r);
-      mpfr_init (x);
-      mpfr_init (y);
-      mpfr_init (div);
-
-      /* FIXME: possible numerical problems.  */
-      mpfr_mul (x, op2->value.complex.r, op2->value.complex.r, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_mul (y, op2->value.complex.i, op2->value.complex.i, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_add (div, x, y, GFC_RND_MODE);
-
-      mpfr_mul (x, op1->value.complex.r, op2->value.complex.r, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_mul (y, op1->value.complex.i, op2->value.complex.i, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_add (result->value.complex.r, x, y, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_div (result->value.complex.r, result->value.complex.r, div,
-                GFC_RND_MODE);
-
-      mpfr_mul (x, op1->value.complex.i, op2->value.complex.r, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_mul (y, op1->value.complex.r, op2->value.complex.i, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_sub (result->value.complex.i, x, y, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_div (result->value.complex.i, result->value.complex.i, div,
-                GFC_RND_MODE);
-
-      mpfr_clear (x);
-      mpfr_clear (y);
-      mpfr_clear (div);
-
+      gfc_set_model (mpc_realref (op1->value.complex));
+      if (mpc_cmp_si_si (op2->value.complex, 0, 0) == 0)
+      {
+       /* In Fortran, return (NaN + NaN I) for any zero divisor.  See
+          PR 40318. */
+       mpfr_set_nan (mpc_realref (result->value.complex));
+       mpfr_set_nan (mpc_imagref (result->value.complex));
+      }
+      else
+       mpc_div (result->value.complex, op1->value.complex, op2->value.complex,
+                GFC_MPC_RND_MODE);
       break;
 
     default:
@@ -1073,233 +775,199 @@ gfc_arith_divide (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
   if (rc == ARITH_OK)
     rc = gfc_range_check (result);
 
-  if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
-    {
-      if (gfc_option.warn_underflow)
-        gfc_warning ("%s at %L", gfc_arith_error (rc), &op1->where);
-      rc = ARITH_OK;
-      *resultp = result;
-    }
-  else if (rc != ARITH_OK)
-    gfc_free_expr (result);
-  else
-    *resultp = result;
-
-  return rc;
+  return check_result (rc, op1, result, resultp);
 }
 
-
-/* Compute the reciprocal of a complex number (guaranteed nonzero).  */
-
-static void
-complex_reciprocal (gfc_expr * op)
-{
-  mpfr_t mod, a, re, im;
-
-  gfc_set_model (op->value.complex.r);
-  mpfr_init (mod);
-  mpfr_init (a);
-  mpfr_init (re);
-  mpfr_init (im);
-
-  /* FIXME:  another possible numerical problem.  */
-  mpfr_mul (mod, op->value.complex.r, op->value.complex.r, GFC_RND_MODE);
-  mpfr_mul (a, op->value.complex.i, op->value.complex.i, GFC_RND_MODE);
-  mpfr_add (mod, mod, a, GFC_RND_MODE);
-
-  mpfr_div (re, op->value.complex.r, mod, GFC_RND_MODE);
-
-  mpfr_neg (im, op->value.complex.i, GFC_RND_MODE);
-  mpfr_div (im, im, mod, GFC_RND_MODE);
-
-  mpfr_set (op->value.complex.r, re, GFC_RND_MODE);
-  mpfr_set (op->value.complex.i, im, GFC_RND_MODE);
-
-  mpfr_clear (re);
-  mpfr_clear (im);
-  mpfr_clear (mod);
-  mpfr_clear (a);
-}
-
-
-/* Raise a complex number to positive power.  */
-
-static void
-complex_pow_ui (gfc_expr * base, int power, gfc_expr * result)
-{
-  mpfr_t re, im, a;
-
-  gfc_set_model (base->value.complex.r);
-  mpfr_init (re);
-  mpfr_init (im);
-  mpfr_init (a);
-
-  mpfr_set_ui (result->value.complex.r, 1, GFC_RND_MODE);
-  mpfr_set_ui (result->value.complex.i, 0, GFC_RND_MODE);
-
-  for (; power > 0; power--)
-    {
-      mpfr_mul (re, base->value.complex.r, result->value.complex.r,
-                GFC_RND_MODE);
-      mpfr_mul (a, base->value.complex.i, result->value.complex.i,
-                GFC_RND_MODE);
-      mpfr_sub (re, re, a, GFC_RND_MODE);
-
-      mpfr_mul (im, base->value.complex.r, result->value.complex.i,
-                GFC_RND_MODE);
-      mpfr_mul (a, base->value.complex.i, result->value.complex.r,
-                GFC_RND_MODE);
-      mpfr_add (im, im, a, GFC_RND_MODE);
-
-      mpfr_set (result->value.complex.r, re, GFC_RND_MODE);
-      mpfr_set (result->value.complex.i, im, GFC_RND_MODE);
-    }
-
-  mpfr_clear (re);
-  mpfr_clear (im);
-  mpfr_clear (a);
-}
-
-
-/* Raise a number to an integer power.  */
+/* Raise a number to a power.  */
 
 static arith
-gfc_arith_power (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+arith_power (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
-  int power, apower;
+  int power_sign;
   gfc_expr *result;
-  mpz_t unity_z;
-  mpfr_t unity_f;
   arith rc;
 
   rc = ARITH_OK;
+  result = gfc_get_constant_expr (op1->ts.type, op1->ts.kind, &op1->where);
 
-  if (gfc_extract_int (op2, &power) != NULL)
-    gfc_internal_error ("gfc_arith_power(): Bad exponent");
-
-  result = gfc_constant_result (op1->ts.type, op1->ts.kind, &op1->where);
+  switch (op2->ts.type)
+    {
+    case BT_INTEGER:
+      power_sign = mpz_sgn (op2->value.integer);
 
-  if (power == 0)
-    {                          /* Handle something to the zeroth power */
-      switch (op1->ts.type)
+      if (power_sign == 0)
        {
-       case BT_INTEGER:
-         if (mpz_sgn (op1->value.integer) == 0)
-           rc = ARITH_0TO0;
-         else
-           mpz_set_ui (result->value.integer, 1);
-         break;
-
-       case BT_REAL:
-         if (mpfr_sgn (op1->value.real) == 0)
-           rc = ARITH_0TO0;
-         else
-           mpfr_set_ui (result->value.real, 1, GFC_RND_MODE);
-         break;
-
-       case BT_COMPLEX:
-         if (mpfr_sgn (op1->value.complex.r) == 0
-             && mpfr_sgn (op1->value.complex.i) == 0)
-           rc = ARITH_0TO0;
-         else
+         /* Handle something to the zeroth power.  Since we're dealing
+            with integral exponents, there is no ambiguity in the
+            limiting procedure used to determine the value of 0**0.  */
+         switch (op1->ts.type)
            {
-             mpfr_set_ui (result->value.complex.r, 1, GFC_RND_MODE);
-             mpfr_set_ui (result->value.complex.i, 0, GFC_RND_MODE);
-           }
+           case BT_INTEGER:
+             mpz_set_ui (result->value.integer, 1);
+             break;
 
-         break;
+           case BT_REAL:
+             mpfr_set_ui (result->value.real, 1, GFC_RND_MODE);
+             break;
 
-       default:
-         gfc_internal_error ("gfc_arith_power(): Bad base");
-       }
-    }
-  else
-    {
-      apower = power;
-      if (power < 0)
-       apower = -power;
+           case BT_COMPLEX:
+             mpc_set_ui (result->value.complex, 1, GFC_MPC_RND_MODE);
+             break;
 
-      switch (op1->ts.type)
+           default:
+             gfc_internal_error ("arith_power(): Bad base");
+           }
+       }
+      else
        {
-       case BT_INTEGER:
-         mpz_pow_ui (result->value.integer, op1->value.integer, apower);
-
-         if (power < 0)
+         switch (op1->ts.type)
            {
-             mpz_init_set_ui (unity_z, 1);
-             mpz_tdiv_q (result->value.integer, unity_z,
-                         result->value.integer);
-             mpz_clear (unity_z);
-           }
+           case BT_INTEGER:
+             {
+               int power;
+
+               /* First, we simplify the cases of op1 == 1, 0 or -1.  */
+               if (mpz_cmp_si (op1->value.integer, 1) == 0)
+                 {
+                   /* 1**op2 == 1 */
+                   mpz_set_si (result->value.integer, 1);
+                 }
+               else if (mpz_cmp_si (op1->value.integer, 0) == 0)
+                 {
+                   /* 0**op2 == 0, if op2 > 0
+                      0**op2 overflow, if op2 < 0 ; in that case, we
+                      set the result to 0 and return ARITH_DIV0.  */
+                   mpz_set_si (result->value.integer, 0);
+                   if (mpz_cmp_si (op2->value.integer, 0) < 0)
+                     rc = ARITH_DIV0;
+                 }
+               else if (mpz_cmp_si (op1->value.integer, -1) == 0)
+                 {
+                   /* (-1)**op2 == (-1)**(mod(op2,2)) */
+                   unsigned int odd = mpz_fdiv_ui (op2->value.integer, 2);
+                   if (odd)
+                     mpz_set_si (result->value.integer, -1);
+                   else
+                     mpz_set_si (result->value.integer, 1);
+                 }
+               /* Then, we take care of op2 < 0.  */
+               else if (mpz_cmp_si (op2->value.integer, 0) < 0)
+                 {
+                   /* if op2 < 0, op1**op2 == 0  because abs(op1) > 1.  */
+                   mpz_set_si (result->value.integer, 0);
+                 }
+               else if (gfc_extract_int (op2, &power) != NULL)
+                 {
+                   /* If op2 doesn't fit in an int, the exponentiation will
+                      overflow, because op2 > 0 and abs(op1) > 1.  */
+                   mpz_t max;
+                   int i;
+                   i = gfc_validate_kind (BT_INTEGER, result->ts.kind, false);
+
+                   if (gfc_option.flag_range_check)
+                     rc = ARITH_OVERFLOW;
+
+                   /* Still, we want to give the same value as the
+                      processor.  */
+                   mpz_init (max);
+                   mpz_add_ui (max, gfc_integer_kinds[i].huge, 1);
+                   mpz_mul_ui (max, max, 2);
+                   mpz_powm (result->value.integer, op1->value.integer,
+                             op2->value.integer, max);
+                   mpz_clear (max);
+                 }
+               else
+                 mpz_pow_ui (result->value.integer, op1->value.integer,
+                             power);
+             }
+             break;
 
-         break;
+           case BT_REAL:
+             mpfr_pow_z (result->value.real, op1->value.real,
+                         op2->value.integer, GFC_RND_MODE);
+             break;
 
-       case BT_REAL:
-         mpfr_pow_ui (result->value.real, op1->value.real, apower,
-                       GFC_RND_MODE);
+           case BT_COMPLEX:
+             mpc_pow_z (result->value.complex, op1->value.complex,
+                        op2->value.integer, GFC_MPC_RND_MODE);
+             break;
 
-         if (power < 0)
-           {
-              gfc_set_model (op1->value.real);
-             mpfr_init (unity_f);
-             mpfr_set_ui (unity_f, 1, GFC_RND_MODE);
-             mpfr_div (result->value.real, unity_f, result->value.real,
-                        GFC_RND_MODE);
-             mpfr_clear (unity_f);
+           default:
+             break;
            }
-         break;
+       }
+      break;
 
-       case BT_COMPLEX:
-         complex_pow_ui (op1, apower, result);
-         if (power < 0)
-           complex_reciprocal (result);
-         break;
+    case BT_REAL:
 
-       default:
-         break;
+      if (gfc_init_expr_flag)
+       {
+         if (gfc_notify_std (GFC_STD_F2003,"Fortran 2003: Noninteger "
+                             "exponent in an initialization "
+                             "expression at %L", &op2->where) == FAILURE)
+           return ARITH_PROHIBIT;
        }
-    }
 
-  if (rc == ARITH_OK)
-    rc = gfc_range_check (result);
+      if (mpfr_cmp_si (op1->value.real, 0) < 0)
+       {
+         gfc_error ("Raising a negative REAL at %L to "
+                    "a REAL power is prohibited", &op1->where);
+         gfc_free (result);
+         return ARITH_PROHIBIT;
+       }
 
-  if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
-    {
-      if (gfc_option.warn_underflow)
-        gfc_warning ("%s at %L", gfc_arith_error (rc), &op1->where);
-      rc = ARITH_OK;
-      *resultp = result;
-    }
-  else if (rc != ARITH_OK)
-    gfc_free_expr (result);
-  else
-    *resultp = result;
+       mpfr_pow (result->value.real, op1->value.real, op2->value.real,
+                 GFC_RND_MODE);
+      break;
+
+    case BT_COMPLEX:
+      {
+       if (gfc_init_expr_flag)
+         {
+           if (gfc_notify_std (GFC_STD_F2003,"Fortran 2003: Noninteger "
+                               "exponent in an initialization "
+                               "expression at %L", &op2->where) == FAILURE)
+             return ARITH_PROHIBIT;
+         }
+
+       mpc_pow (result->value.complex, op1->value.complex,
+                op2->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
+      }
+      break;
+    default:
+      gfc_internal_error ("arith_power(): unknown type");
+    }
 
-  return rc;
+  if (rc == ARITH_OK)
+    rc = gfc_range_check (result);
+
+  return check_result (rc, op1, result, resultp);
 }
 
 
 /* Concatenate two string constants.  */
 
 static arith
-gfc_arith_concat (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_concat (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
   int len;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_CHARACTER, gfc_default_character_kind (),
-                               &op1->where);
+  gcc_assert (op1->ts.kind == op2->ts.kind);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_CHARACTER, op1->ts.kind,
+                                 &op1->where);
 
   len = op1->value.character.length + op2->value.character.length;
 
-  result->value.character.string = gfc_getmem (len + 1);
+  result->value.character.string = gfc_get_wide_string (len + 1);
   result->value.character.length = len;
 
   memcpy (result->value.character.string, op1->value.character.string,
-         op1->value.character.length);
+         op1->value.character.length * sizeof (gfc_char_t));
 
-  memcpy (result->value.character.string + op1->value.character.length,
-         op2->value.character.string, op2->value.character.length);
+  memcpy (&result->value.character.string[op1->value.character.length],
+         op2->value.character.string,
+         op2->value.character.length * sizeof (gfc_char_t));
 
   result->value.character.string[len] = '\0';
 
@@ -1308,12 +976,43 @@ gfc_arith_concat (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
   return ARITH_OK;
 }
 
+/* Comparison between real values; returns 0 if (op1 .op. op2) is true.
+   This function mimics mpfr_cmp but takes NaN into account.  */
+
+static int
+compare_real (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_intrinsic_op op)
+{
+  int rc;
+  switch (op)
+    {
+      case INTRINSIC_EQ:
+       rc = mpfr_equal_p (op1->value.real, op2->value.real) ? 0 : 1;
+       break;
+      case INTRINSIC_GT:
+       rc = mpfr_greater_p (op1->value.real, op2->value.real) ? 1 : -1;
+       break;
+      case INTRINSIC_GE:
+       rc = mpfr_greaterequal_p (op1->value.real, op2->value.real) ? 1 : -1;
+       break;
+      case INTRINSIC_LT:
+       rc = mpfr_less_p (op1->value.real, op2->value.real) ? -1 : 1;
+       break;
+      case INTRINSIC_LE:
+       rc = mpfr_lessequal_p (op1->value.real, op2->value.real) ? -1 : 1;
+       break;
+      default:
+       gfc_internal_error ("compare_real(): Bad operator");
+    }
+
+  return rc;
+}
 
 /* Comparison operators.  Assumes that the two expression nodes
-   contain two constants of the same type.  */
+   contain two constants of the same type. The op argument is
+   needed to handle NaN correctly.  */
 
 int
-gfc_compare_expr (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_compare_expr (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_intrinsic_op op)
 {
   int rc;
 
@@ -1324,11 +1023,11 @@ gfc_compare_expr (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
       break;
 
     case BT_REAL:
-      rc = mpfr_cmp (op1->value.real, op2->value.real);
+      rc = compare_real (op1, op2, op);
       break;
 
     case BT_CHARACTER:
-      rc = gfc_compare_string (op1, op2, NULL);
+      rc = gfc_compare_string (op1, op2);
       break;
 
     case BT_LOGICAL:
@@ -1345,41 +1044,66 @@ gfc_compare_expr (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
 
 
 /* Compare a pair of complex numbers.  Naturally, this is only for
-   equality/nonequality.  */
+   equality and inequality.  */
 
 static int
-compare_complex (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+compare_complex (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
-
-  return (mpfr_cmp (op1->value.complex.r, op2->value.complex.r) == 0
-         && mpfr_cmp (op1->value.complex.i, op2->value.complex.i) == 0);
+  return mpc_cmp (op1->value.complex, op2->value.complex) == 0;
 }
 
 
-/* Given two constant strings and the inverse collating sequence,
-   compare the strings.  We return -1 for a<b, 0 for a==b and 1 for
-   a>b.  If the xcoll_table is NULL, we use the processor's default
-   collating sequence.  */
+/* Given two constant strings and the inverse collating sequence, compare the
+   strings.  We return -1 for a < b, 0 for a == b and 1 for a > b. 
+   We use the processor's default collating sequence.  */
 
 int
-gfc_compare_string (gfc_expr * a, gfc_expr * b, const int *xcoll_table)
+gfc_compare_string (gfc_expr *a, gfc_expr *b)
 {
-  int len, alen, blen, i, ac, bc;
+  int len, alen, blen, i;
+  gfc_char_t ac, bc;
 
   alen = a->value.character.length;
   blen = b->value.character.length;
 
-  len = (alen > blen) ? alen : blen;
+  len = MAX(alen, blen);
+
+  for (i = 0; i < len; i++)
+    {
+      ac = ((i < alen) ? a->value.character.string[i] : ' ');
+      bc = ((i < blen) ? b->value.character.string[i] : ' ');
+
+      if (ac < bc)
+       return -1;
+      if (ac > bc)
+       return 1;
+    }
+
+  /* Strings are equal */
+  return 0;
+}
+
+
+int
+gfc_compare_with_Cstring (gfc_expr *a, const char *b, bool case_sensitive)
+{
+  int len, alen, blen, i;
+  gfc_char_t ac, bc;
+
+  alen = a->value.character.length;
+  blen = strlen (b);
+
+  len = MAX(alen, blen);
 
   for (i = 0; i < len; i++)
     {
-      ac = (i < alen) ? a->value.character.string[i] : ' ';
-      bc = (i < blen) ? b->value.character.string[i] : ' ';
+      ac = ((i < alen) ? a->value.character.string[i] : ' ');
+      bc = ((i < blen) ? b[i] : ' ');
 
-      if (xcoll_table != NULL)
+      if (!case_sensitive)
        {
-         ac = xcoll_table[ac];
-         bc = xcoll_table[bc];
+         ac = TOLOWER (ac);
+         bc = TOLOWER (bc);
        }
 
       if (ac < bc)
@@ -1389,7 +1113,6 @@ gfc_compare_string (gfc_expr * a, gfc_expr * b, const int *xcoll_table)
     }
 
   /* Strings are equal */
-
   return 0;
 }
 
@@ -1397,14 +1120,15 @@ gfc_compare_string (gfc_expr * a, gfc_expr * b, const int *xcoll_table)
 /* Specific comparison subroutines.  */
 
 static arith
-gfc_arith_eq (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_eq (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_LOGICAL, gfc_default_logical_kind (),
-                               &op1->where);
-  result->value.logical = (op1->ts.type == BT_COMPLEX) ?
-    compare_complex (op1, op2) : (gfc_compare_expr (op1, op2) == 0);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_LOGICAL, gfc_default_logical_kind,
+                                 &op1->where);
+  result->value.logical = (op1->ts.type == BT_COMPLEX)
+                       ? compare_complex (op1, op2)
+                       : (gfc_compare_expr (op1, op2, INTRINSIC_EQ) == 0);
 
   *resultp = result;
   return ARITH_OK;
@@ -1412,14 +1136,15 @@ gfc_arith_eq (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
 
 static arith
-gfc_arith_ne (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_ne (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_LOGICAL, gfc_default_logical_kind (),
-                               &op1->where);
-  result->value.logical = (op1->ts.type == BT_COMPLEX) ?
-    !compare_complex (op1, op2) : (gfc_compare_expr (op1, op2) != 0);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_LOGICAL, gfc_default_logical_kind,
+                                 &op1->where);
+  result->value.logical = (op1->ts.type == BT_COMPLEX)
+                       ? !compare_complex (op1, op2)
+                       : (gfc_compare_expr (op1, op2, INTRINSIC_EQ) != 0);
 
   *resultp = result;
   return ARITH_OK;
@@ -1427,13 +1152,13 @@ gfc_arith_ne (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
 
 static arith
-gfc_arith_gt (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_gt (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_LOGICAL, gfc_default_logical_kind (),
-                               &op1->where);
-  result->value.logical = (gfc_compare_expr (op1, op2) > 0);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_LOGICAL, gfc_default_logical_kind,
+                                 &op1->where);
+  result->value.logical = (gfc_compare_expr (op1, op2, INTRINSIC_GT) > 0);
   *resultp = result;
 
   return ARITH_OK;
@@ -1441,13 +1166,13 @@ gfc_arith_gt (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
 
 static arith
-gfc_arith_ge (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_ge (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_LOGICAL, gfc_default_logical_kind (),
-                               &op1->where);
-  result->value.logical = (gfc_compare_expr (op1, op2) >= 0);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_LOGICAL, gfc_default_logical_kind,
+                                 &op1->where);
+  result->value.logical = (gfc_compare_expr (op1, op2, INTRINSIC_GE) >= 0);
   *resultp = result;
 
   return ARITH_OK;
@@ -1455,13 +1180,13 @@ gfc_arith_ge (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
 
 static arith
-gfc_arith_lt (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_lt (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_LOGICAL, gfc_default_logical_kind (),
-                               &op1->where);
-  result->value.logical = (gfc_compare_expr (op1, op2) < 0);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_LOGICAL, gfc_default_logical_kind,
+                                 &op1->where);
+  result->value.logical = (gfc_compare_expr (op1, op2, INTRINSIC_LT) < 0);
   *resultp = result;
 
   return ARITH_OK;
@@ -1469,13 +1194,13 @@ gfc_arith_lt (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
 
 static arith
-gfc_arith_le (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
+gfc_arith_le (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **resultp)
 {
   gfc_expr *result;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_LOGICAL, gfc_default_logical_kind (),
-                               &op1->where);
-  result->value.logical = (gfc_compare_expr (op1, op2) <= 0);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_LOGICAL, gfc_default_logical_kind,
+                                 &op1->where);
+  result->value.logical = (gfc_compare_expr (op1, op2, INTRINSIC_LE) <= 0);
   *resultp = result;
 
   return ARITH_OK;
@@ -1483,10 +1208,11 @@ gfc_arith_le (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2, gfc_expr ** resultp)
 
 
 static arith
-reduce_unary (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr **), gfc_expr * op,
-             gfc_expr ** result)
+reduce_unary (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr **), gfc_expr *op,
+             gfc_expr **result)
 {
-  gfc_constructor *c, *head;
+  gfc_constructor_base head;
+  gfc_constructor *c;
   gfc_expr *r;
   arith rc;
 
@@ -1494,11 +1220,11 @@ reduce_unary (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr **), gfc_expr * op,
     return eval (op, result);
 
   rc = ARITH_OK;
-  head = gfc_copy_constructor (op->value.constructor);
-
-  for (c = head; c; c = c->next)
+  head = gfc_constructor_copy (op->value.constructor);
+  for (c = gfc_constructor_first (head); c; c = gfc_constructor_next (c))
     {
-      rc = eval (c->expr, &r);
+      rc = reduce_unary (eval, c->expr, &r);
+
       if (rc != ARITH_OK)
        break;
 
@@ -1506,18 +1232,15 @@ reduce_unary (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr **), gfc_expr * op,
     }
 
   if (rc != ARITH_OK)
-    gfc_free_constructor (head);
+    gfc_constructor_free (head);
   else
     {
-      r = gfc_get_expr ();
-      r->expr_type = EXPR_ARRAY;
-      r->value.constructor = head;
+      gfc_constructor *c = gfc_constructor_first (head);
+      r = gfc_get_array_expr (c->expr->ts.type, c->expr->ts.kind,
+                             &op->where);
       r->shape = gfc_copy_shape (op->shape, op->rank);
-
-      r->ts = head->expr->ts;
-      r->where = op->where;
       r->rank = op->rank;
-
+      r->value.constructor = head;
       *result = r;
     }
 
@@ -1527,19 +1250,21 @@ reduce_unary (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr **), gfc_expr * op,
 
 static arith
 reduce_binary_ac (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr *, gfc_expr **),
-                 gfc_expr * op1, gfc_expr * op2,
-                 gfc_expr ** result)
+                 gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **result)
 {
-  gfc_constructor *c, *head;
+  gfc_constructor_base head;
+  gfc_constructor *c;
   gfc_expr *r;
-  arith rc;
+  arith rc = ARITH_OK;
 
-  head = gfc_copy_constructor (op1->value.constructor);
-  rc = ARITH_OK;
-
-  for (c = head; c; c = c->next)
+  head = gfc_constructor_copy (op1->value.constructor);
+  for (c = gfc_constructor_first (head); c; c = gfc_constructor_next (c))
     {
-      rc = eval (c->expr, op2, &r);
+      if (c->expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
+        rc = eval (c->expr, op2, &r);
+      else
+       rc = reduce_binary_ac (eval, c->expr, op2, &r);
+
       if (rc != ARITH_OK)
        break;
 
@@ -1547,18 +1272,15 @@ reduce_binary_ac (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr *, gfc_expr **),
     }
 
   if (rc != ARITH_OK)
-    gfc_free_constructor (head);
+    gfc_constructor_free (head);
   else
     {
-      r = gfc_get_expr ();
-      r->expr_type = EXPR_ARRAY;
-      r->value.constructor = head;
+      gfc_constructor *c = gfc_constructor_first (head);
+      r = gfc_get_array_expr (c->expr->ts.type, c->expr->ts.kind,
+                             &op1->where);
       r->shape = gfc_copy_shape (op1->shape, op1->rank);
-
-      r->ts = head->expr->ts;
-      r->where = op1->where;
       r->rank = op1->rank;
-
+      r->value.constructor = head;
       *result = r;
     }
 
@@ -1568,19 +1290,21 @@ reduce_binary_ac (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr *, gfc_expr **),
 
 static arith
 reduce_binary_ca (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr *, gfc_expr **),
-                 gfc_expr * op1, gfc_expr * op2,
-                 gfc_expr ** result)
+                 gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **result)
 {
-  gfc_constructor *c, *head;
+  gfc_constructor_base head;
+  gfc_constructor *c;
   gfc_expr *r;
-  arith rc;
-
-  head = gfc_copy_constructor (op2->value.constructor);
-  rc = ARITH_OK;
+  arith rc = ARITH_OK;
 
-  for (c = head; c; c = c->next)
+  head = gfc_constructor_copy (op2->value.constructor);
+  for (c = gfc_constructor_first (head); c; c = gfc_constructor_next (c))
     {
-      rc = eval (op1, c->expr, &r);
+      if (c->expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
+       rc = eval (op1, c->expr, &r);
+      else
+       rc = reduce_binary_ca (eval, op1, c->expr, &r);
+
       if (rc != ARITH_OK)
        break;
 
@@ -1588,18 +1312,15 @@ reduce_binary_ca (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr *, gfc_expr **),
     }
 
   if (rc != ARITH_OK)
-    gfc_free_constructor (head);
+    gfc_constructor_free (head);
   else
     {
-      r = gfc_get_expr ();
-      r->expr_type = EXPR_ARRAY;
-      r->value.constructor = head;
+      gfc_constructor *c = gfc_constructor_first (head);
+      r = gfc_get_array_expr (c->expr->ts.type, c->expr->ts.kind,
+                             &op2->where);
       r->shape = gfc_copy_shape (op2->shape, op2->rank);
-
-      r->ts = head->expr->ts;
-      r->where = op2->where;
       r->rank = op2->rank;
-
+      r->value.constructor = head;
       *result = r;
     }
 
@@ -1607,58 +1328,50 @@ reduce_binary_ca (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr *, gfc_expr **),
 }
 
 
+/* We need a forward declaration of reduce_binary.  */
+static arith reduce_binary (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr *, gfc_expr **),
+                           gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **result);
+
+
 static arith
 reduce_binary_aa (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr *, gfc_expr **),
-                 gfc_expr * op1, gfc_expr * op2,
-                 gfc_expr ** result)
+                 gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **result)
 {
-  gfc_constructor *c, *d, *head;
+  gfc_constructor_base head;
+  gfc_constructor *c, *d;
   gfc_expr *r;
-  arith rc;
+  arith rc = ARITH_OK;
 
-  head = gfc_copy_constructor (op1->value.constructor);
+  if (gfc_check_conformance (op1, op2,
+                            "elemental binary operation") != SUCCESS)
+    return ARITH_INCOMMENSURATE;
 
-  rc = ARITH_OK;
-  d = op2->value.constructor;
-
-  if (gfc_check_conformance ("Elemental binary operation", op1, op2)
-      != SUCCESS)
-    rc = ARITH_INCOMMENSURATE;
-  else
+  head = gfc_constructor_copy (op1->value.constructor);
+  for (c = gfc_constructor_first (head),
+       d = gfc_constructor_first (op2->value.constructor);
+       c && d;
+       c = gfc_constructor_next (c), d = gfc_constructor_next (d))
     {
+       rc = reduce_binary (eval, c->expr, d->expr, &r);
+       if (rc != ARITH_OK)
+         break;
 
-      for (c = head; c; c = c->next, d = d->next)
-       {
-         if (d == NULL)
-           {
-             rc = ARITH_INCOMMENSURATE;
-             break;
-           }
-
-         rc = eval (c->expr, d->expr, &r);
-         if (rc != ARITH_OK)
-           break;
-
-         gfc_replace_expr (c->expr, r);
-       }
-
-      if (d != NULL)
-       rc = ARITH_INCOMMENSURATE;
+       gfc_replace_expr (c->expr, r);
     }
 
+  if (c || d)
+    rc = ARITH_INCOMMENSURATE;
+
   if (rc != ARITH_OK)
-    gfc_free_constructor (head);
+    gfc_constructor_free (head);
   else
     {
-      r = gfc_get_expr ();
-      r->expr_type = EXPR_ARRAY;
-      r->value.constructor = head;
+      gfc_constructor *c = gfc_constructor_first (head);
+      r = gfc_get_array_expr (c->expr->ts.type, c->expr->ts.kind,
+                             &op1->where);
       r->shape = gfc_copy_shape (op1->shape, op1->rank);
-
-      r->ts = head->expr->ts;
-      r->where = op1->where;
       r->rank = op1->rank;
-
+      r->value.constructor = head;
       *result = r;
     }
 
@@ -1668,10 +1381,8 @@ reduce_binary_aa (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr *, gfc_expr **),
 
 static arith
 reduce_binary (arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr *, gfc_expr **),
-              gfc_expr * op1, gfc_expr * op2,
-              gfc_expr ** result)
+              gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_expr **result)
 {
-
   if (op1->expr_type == EXPR_CONSTANT && op2->expr_type == EXPR_CONSTANT)
     return eval (op1, op2, result);
 
@@ -1703,8 +1414,8 @@ eval_f;
    operands are array constructors.  */
 
 static gfc_expr *
-eval_intrinsic (gfc_intrinsic_op operator,
-               eval_f eval, gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+eval_intrinsic (gfc_intrinsic_op op,
+               eval_f eval, gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
   gfc_expr temp, *result;
   int unary;
@@ -1712,19 +1423,19 @@ eval_intrinsic (gfc_intrinsic_op operator,
 
   gfc_clear_ts (&temp.ts);
 
-  switch (operator)
+  switch (op)
     {
-    case INTRINSIC_NOT:        /* Logical unary */
+    /* Logical unary  */
+    case INTRINSIC_NOT:
       if (op1->ts.type != BT_LOGICAL)
        goto runtime;
 
       temp.ts.type = BT_LOGICAL;
-      temp.ts.kind = gfc_default_logical_kind ();
-
+      temp.ts.kind = gfc_default_logical_kind;
       unary = 1;
       break;
 
-      /* Logical binary operators */
+    /* Logical binary operators  */
     case INTRINSIC_OR:
     case INTRINSIC_AND:
     case INTRINSIC_NEQV:
@@ -1733,83 +1444,103 @@ eval_intrinsic (gfc_intrinsic_op operator,
        goto runtime;
 
       temp.ts.type = BT_LOGICAL;
-      temp.ts.kind = gfc_default_logical_kind ();
-
+      temp.ts.kind = gfc_default_logical_kind;
       unary = 0;
       break;
 
+    /* Numeric unary  */
     case INTRINSIC_UPLUS:
-    case INTRINSIC_UMINUS:     /* Numeric unary */
+    case INTRINSIC_UMINUS:
       if (!gfc_numeric_ts (&op1->ts))
        goto runtime;
 
       temp.ts = op1->ts;
+      unary = 1;
+      break;
 
+    case INTRINSIC_PARENTHESES:
+      temp.ts = op1->ts;
       unary = 1;
       break;
 
+    /* Additional restrictions for ordering relations.  */
     case INTRINSIC_GE:
-    case INTRINSIC_LT:         /* Additional restrictions  */
-    case INTRINSIC_LE:          /* for ordering relations.  */
+    case INTRINSIC_GE_OS:
+    case INTRINSIC_LT:
+    case INTRINSIC_LT_OS:
+    case INTRINSIC_LE:
+    case INTRINSIC_LE_OS:
     case INTRINSIC_GT:
+    case INTRINSIC_GT_OS:
       if (op1->ts.type == BT_COMPLEX || op2->ts.type == BT_COMPLEX)
        {
          temp.ts.type = BT_LOGICAL;
-         temp.ts.kind = gfc_default_logical_kind();
+         temp.ts.kind = gfc_default_logical_kind;
          goto runtime;
        }
 
-      /* else fall through */
-
+    /* Fall through  */
     case INTRINSIC_EQ:
+    case INTRINSIC_EQ_OS:
     case INTRINSIC_NE:
+    case INTRINSIC_NE_OS:
       if (op1->ts.type == BT_CHARACTER && op2->ts.type == BT_CHARACTER)
        {
          unary = 0;
          temp.ts.type = BT_LOGICAL;
-         temp.ts.kind = gfc_default_logical_kind();
+         temp.ts.kind = gfc_default_logical_kind;
+
+         /* If kind mismatch, exit and we'll error out later.  */
+         if (op1->ts.kind != op2->ts.kind)
+           goto runtime;
+
          break;
        }
 
-      /* else fall through */
-
+    /* Fall through  */
+    /* Numeric binary  */
     case INTRINSIC_PLUS:
     case INTRINSIC_MINUS:
     case INTRINSIC_TIMES:
     case INTRINSIC_DIVIDE:
-    case INTRINSIC_POWER:      /* Numeric binary */
+    case INTRINSIC_POWER:
       if (!gfc_numeric_ts (&op1->ts) || !gfc_numeric_ts (&op2->ts))
        goto runtime;
 
-      /* Insert any necessary type conversions to make the operands compatible.  */
+      /* Insert any necessary type conversions to make the operands
+        compatible.  */
 
       temp.expr_type = EXPR_OP;
       gfc_clear_ts (&temp.ts);
-      temp.operator = operator;
+      temp.value.op.op = op;
 
-      temp.op1 = op1;
-      temp.op2 = op2;
+      temp.value.op.op1 = op1;
+      temp.value.op.op2 = op2;
 
-      gfc_type_convert_binary (&temp);
+      gfc_type_convert_binary (&temp, 0);
 
-      if (operator == INTRINSIC_EQ || operator == INTRINSIC_NE
-         || operator == INTRINSIC_GE || operator == INTRINSIC_GT
-         || operator == INTRINSIC_LE || operator == INTRINSIC_LT)
+      if (op == INTRINSIC_EQ || op == INTRINSIC_NE
+         || op == INTRINSIC_GE || op == INTRINSIC_GT
+         || op == INTRINSIC_LE || op == INTRINSIC_LT
+         || op == INTRINSIC_EQ_OS || op == INTRINSIC_NE_OS
+         || op == INTRINSIC_GE_OS || op == INTRINSIC_GT_OS
+         || op == INTRINSIC_LE_OS || op == INTRINSIC_LT_OS)
        {
          temp.ts.type = BT_LOGICAL;
-         temp.ts.kind = gfc_default_logical_kind ();
+         temp.ts.kind = gfc_default_logical_kind;
        }
 
       unary = 0;
       break;
 
-    case INTRINSIC_CONCAT:     /* Character binary */
-      if (op1->ts.type != BT_CHARACTER || op2->ts.type != BT_CHARACTER)
+    /* Character binary  */
+    case INTRINSIC_CONCAT:
+      if (op1->ts.type != BT_CHARACTER || op2->ts.type != BT_CHARACTER
+         || op1->ts.kind != op2->ts.kind)
        goto runtime;
 
       temp.ts.type = BT_CHARACTER;
-      temp.ts.kind = gfc_default_character_kind ();
-
+      temp.ts.kind = op1->ts.kind;
       unary = 0;
       break;
 
@@ -1820,21 +1551,15 @@ eval_intrinsic (gfc_intrinsic_op operator,
       gfc_internal_error ("eval_intrinsic(): Bad operator");
     }
 
-  /* Try to combine the operators.  */
-  if (operator == INTRINSIC_POWER && op2->ts.type != BT_INTEGER)
-    goto runtime;
-
   if (op1->expr_type != EXPR_CONSTANT
       && (op1->expr_type != EXPR_ARRAY
-         || !gfc_is_constant_expr (op1)
-         || !gfc_expanded_ac (op1)))
+         || !gfc_is_constant_expr (op1) || !gfc_expanded_ac (op1)))
     goto runtime;
 
   if (op2 != NULL
       && op2->expr_type != EXPR_CONSTANT
-      && (op2->expr_type != EXPR_ARRAY
-         || !gfc_is_constant_expr (op2)
-         || !gfc_expanded_ac (op2)))
+        && (op2->expr_type != EXPR_ARRAY
+            || !gfc_is_constant_expr (op2) || !gfc_expanded_ac (op2)))
     goto runtime;
 
   if (unary)
@@ -1842,9 +1567,14 @@ eval_intrinsic (gfc_intrinsic_op operator,
   else
     rc = reduce_binary (eval.f3, op1, op2, &result);
 
+
+  /* Something went wrong.  */
+  if (op == INTRINSIC_POWER && rc == ARITH_PROHIBIT)
+    return NULL;
+
   if (rc != ARITH_OK)
-    {                          /* Something went wrong */
-      gfc_error ("%s at %L", gfc_arith_error (rc), &op1->where);
+    {
+      gfc_error (gfc_arith_error (rc), &op1->where);
       return NULL;
     }
 
@@ -1853,39 +1583,38 @@ eval_intrinsic (gfc_intrinsic_op operator,
   return result;
 
 runtime:
-  /* Create a run-time expression */
-  result = gfc_get_expr ();
+  /* Create a run-time expression */
+  result = gfc_get_operator_expr (&op1->where, op, op1, op2);
   result->ts = temp.ts;
 
-  result->expr_type = EXPR_OP;
-  result->operator = operator;
-
-  result->op1 = op1;
-  result->op2 = op2;
-
-  result->where = op1->where;
-
   return result;
 }
 
 
 /* Modify type of expression for zero size array.  */
+
 static gfc_expr *
-eval_type_intrinsic0 (gfc_intrinsic_op operator, gfc_expr *op)
+eval_type_intrinsic0 (gfc_intrinsic_op iop, gfc_expr *op)
 {
   if (op == NULL)
-    gfc_internal_error("eval_type_intrinsic0(): op NULL");
+    gfc_internal_error ("eval_type_intrinsic0(): op NULL");
 
-  switch(operator)
+  switch (iop)
     {
     case INTRINSIC_GE:
+    case INTRINSIC_GE_OS:
     case INTRINSIC_LT:
+    case INTRINSIC_LT_OS:
     case INTRINSIC_LE:
+    case INTRINSIC_LE_OS:
     case INTRINSIC_GT:
+    case INTRINSIC_GT_OS:
     case INTRINSIC_EQ:
+    case INTRINSIC_EQ_OS:
     case INTRINSIC_NE:
+    case INTRINSIC_NE_OS:
       op->ts.type = BT_LOGICAL;
-      op->ts.kind = gfc_default_logical_kind();
+      op->ts.kind = gfc_default_logical_kind;
       break;
 
     default:
@@ -1899,9 +1628,8 @@ eval_type_intrinsic0 (gfc_intrinsic_op operator, gfc_expr *op)
 /* Return nonzero if the expression is a zero size array.  */
 
 static int
-gfc_zero_size_array (gfc_expr * e)
+gfc_zero_size_array (gfc_expr *e)
 {
-
   if (e->expr_type != EXPR_ARRAY)
     return 0;
 
@@ -1914,9 +1642,8 @@ gfc_zero_size_array (gfc_expr * e)
    operands is a zero-length array.  */
 
 static gfc_expr *
-reduce_binary0 (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+reduce_binary0 (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
-
   if (gfc_zero_size_array (op1))
     {
       gfc_free_expr (op2);
@@ -1934,9 +1661,9 @@ reduce_binary0 (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
 
 
 static gfc_expr *
-eval_intrinsic_f2 (gfc_intrinsic_op operator,
+eval_intrinsic_f2 (gfc_intrinsic_op op,
                   arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr **),
-                  gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+                  gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
   gfc_expr *result;
   eval_f f;
@@ -1944,163 +1671,190 @@ eval_intrinsic_f2 (gfc_intrinsic_op operator,
   if (op2 == NULL)
     {
       if (gfc_zero_size_array (op1))
-       return eval_type_intrinsic0(operator, op1);
+       return eval_type_intrinsic0 (op, op1);
     }
   else
     {
       result = reduce_binary0 (op1, op2);
       if (result != NULL)
-       return eval_type_intrinsic0(operator, result);
+       return eval_type_intrinsic0 (op, result);
     }
 
   f.f2 = eval;
-  return eval_intrinsic (operator, f, op1, op2);
+  return eval_intrinsic (op, f, op1, op2);
 }
 
 
 static gfc_expr *
-eval_intrinsic_f3 (gfc_intrinsic_op operator,
+eval_intrinsic_f3 (gfc_intrinsic_op op,
                   arith (*eval) (gfc_expr *, gfc_expr *, gfc_expr **),
-                  gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+                  gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
   gfc_expr *result;
   eval_f f;
 
   result = reduce_binary0 (op1, op2);
   if (result != NULL)
-    return eval_type_intrinsic0(operator, result);
+    return eval_type_intrinsic0(op, result);
 
   f.f3 = eval;
-  return eval_intrinsic (operator, f, op1, op2);
+  return eval_intrinsic (op, f, op1, op2);
 }
 
 
+gfc_expr *
+gfc_parentheses (gfc_expr *op)
+{
+  if (gfc_is_constant_expr (op))
+    return op;
+
+  return eval_intrinsic_f2 (INTRINSIC_PARENTHESES, gfc_arith_identity,
+                           op, NULL);
+}
 
 gfc_expr *
-gfc_uplus (gfc_expr * op)
+gfc_uplus (gfc_expr *op)
 {
-  return eval_intrinsic_f2 (INTRINSIC_UPLUS, gfc_arith_uplus, op, NULL);
+  return eval_intrinsic_f2 (INTRINSIC_UPLUS, gfc_arith_identity, op, NULL);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_uminus (gfc_expr * op)
+gfc_uminus (gfc_expr *op)
 {
   return eval_intrinsic_f2 (INTRINSIC_UMINUS, gfc_arith_uminus, op, NULL);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_add (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_add (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
   return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_PLUS, gfc_arith_plus, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_subtract (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_subtract (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
   return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_MINUS, gfc_arith_minus, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_multiply (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_multiply (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
   return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_TIMES, gfc_arith_times, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_divide (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_divide (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
   return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_DIVIDE, gfc_arith_divide, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_power (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_power (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
-  return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_POWER, gfc_arith_power, op1, op2);
+  return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_POWER, arith_power, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_concat (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_concat (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
   return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_CONCAT, gfc_arith_concat, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_and (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_and (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
   return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_AND, gfc_arith_and, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_or (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_or (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
   return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_OR, gfc_arith_or, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_not (gfc_expr * op1)
+gfc_not (gfc_expr *op1)
 {
   return eval_intrinsic_f2 (INTRINSIC_NOT, gfc_arith_not, op1, NULL);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_eqv (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_eqv (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
   return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_EQV, gfc_arith_eqv, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_neqv (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_neqv (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2)
 {
   return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_NEQV, gfc_arith_neqv, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_eq (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_eq (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_intrinsic_op op)
 {
-  return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_EQ, gfc_arith_eq, op1, op2);
+  return eval_intrinsic_f3 (op, gfc_arith_eq, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_ne (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_ne (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_intrinsic_op op)
 {
-  return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_NE, gfc_arith_ne, op1, op2);
+  return eval_intrinsic_f3 (op, gfc_arith_ne, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_gt (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_gt (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_intrinsic_op op)
 {
-  return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_GT, gfc_arith_gt, op1, op2);
+  return eval_intrinsic_f3 (op, gfc_arith_gt, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_ge (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_ge (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_intrinsic_op op)
 {
-  return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_GE, gfc_arith_ge, op1, op2);
+  return eval_intrinsic_f3 (op, gfc_arith_ge, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_lt (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_lt (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_intrinsic_op op)
 {
-  return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_LT, gfc_arith_lt, op1, op2);
+  return eval_intrinsic_f3 (op, gfc_arith_lt, op1, op2);
 }
 
+
 gfc_expr *
-gfc_le (gfc_expr * op1, gfc_expr * op2)
+gfc_le (gfc_expr *op1, gfc_expr *op2, gfc_intrinsic_op op)
 {
-  return eval_intrinsic_f3 (INTRINSIC_LE, gfc_arith_le, op1, op2);
+  return eval_intrinsic_f3 (op, gfc_arith_le, op1, op2);
 }
 
 
 /* Convert an integer string to an expression node.  */
 
 gfc_expr *
-gfc_convert_integer (const char *buffer, int kind, int radix, locus * where)
+gfc_convert_integer (const char *buffer, int kind, int radix, locus *where)
 {
   gfc_expr *e;
   const char *t;
 
-  e = gfc_constant_result (BT_INTEGER, kind, where);
-  /* a leading plus is allowed, but not by mpz_set_str */
+  e = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, kind, where);
+  /* A leading plus is allowed, but not by mpz_set_str.  */
   if (buffer[0] == '+')
     t = buffer + 1;
   else
@@ -2114,18 +1868,12 @@ gfc_convert_integer (const char *buffer, int kind, int radix, locus * where)
 /* Convert a real string to an expression node.  */
 
 gfc_expr *
-gfc_convert_real (const char *buffer, int kind, locus * where)
+gfc_convert_real (const char *buffer, int kind, locus *where)
 {
   gfc_expr *e;
-  const char *t;
 
-  e = gfc_constant_result (BT_REAL, kind, where);
-  /* A leading plus is allowed in Fortran, but not by mpfr_set_str */
-  if (buffer[0] == '+')
-    t = buffer + 1;
-  else
-    t = buffer;
-  mpfr_set_str (e->value.real, t, 10, GFC_RND_MODE);
+  e = gfc_get_constant_expr (BT_REAL, kind, where);
+  mpfr_set_str (e->value.real, buffer, 10, GFC_RND_MODE);
 
   return e;
 }
@@ -2135,13 +1883,13 @@ gfc_convert_real (const char *buffer, int kind, locus * where)
    complex expression node.  */
 
 gfc_expr *
-gfc_convert_complex (gfc_expr * real, gfc_expr * imag, int kind)
+gfc_convert_complex (gfc_expr *real, gfc_expr *imag, int kind)
 {
   gfc_expr *e;
 
-  e = gfc_constant_result (BT_COMPLEX, kind, &real->where);
-  mpfr_set (e->value.complex.r, real->value.real, GFC_RND_MODE);
-  mpfr_set (e->value.complex.i, imag->value.real, GFC_RND_MODE);
+  e = gfc_get_constant_expr (BT_COMPLEX, kind, &real->where);
+  mpc_set_fr_fr (e->value.complex, real->value.real, imag->value.real,
+                GFC_MPC_RND_MODE);
 
   return e;
 }
@@ -2153,34 +1901,75 @@ gfc_convert_complex (gfc_expr * real, gfc_expr * imag, int kind)
 /* Deal with an arithmetic error.  */
 
 static void
-arith_error (arith rc, gfc_typespec * from, gfc_typespec * to, locus * where)
+arith_error (arith rc, gfc_typespec *from, gfc_typespec *to, locus *where)
 {
+  switch (rc)
+    {
+    case ARITH_OK:
+      gfc_error ("Arithmetic OK converting %s to %s at %L",
+                gfc_typename (from), gfc_typename (to), where);
+      break;
+    case ARITH_OVERFLOW:
+      gfc_error ("Arithmetic overflow converting %s to %s at %L. This check "
+                "can be disabled with the option -fno-range-check",
+                gfc_typename (from), gfc_typename (to), where);
+      break;
+    case ARITH_UNDERFLOW:
+      gfc_error ("Arithmetic underflow converting %s to %s at %L. This check "
+                "can be disabled with the option -fno-range-check",
+                gfc_typename (from), gfc_typename (to), where);
+      break;
+    case ARITH_NAN:
+      gfc_error ("Arithmetic NaN converting %s to %s at %L. This check "
+                "can be disabled with the option -fno-range-check",
+                gfc_typename (from), gfc_typename (to), where);
+      break;
+    case ARITH_DIV0:
+      gfc_error ("Division by zero converting %s to %s at %L",
+                gfc_typename (from), gfc_typename (to), where);
+      break;
+    case ARITH_INCOMMENSURATE:
+      gfc_error ("Array operands are incommensurate converting %s to %s at %L",
+                gfc_typename (from), gfc_typename (to), where);
+      break;
+    case ARITH_ASYMMETRIC:
+      gfc_error ("Integer outside symmetric range implied by Standard Fortran"
+                " converting %s to %s at %L",
+                gfc_typename (from), gfc_typename (to), where);
+      break;
+    default:
+      gfc_internal_error ("gfc_arith_error(): Bad error code");
+    }
 
-  gfc_error ("%s converting %s to %s at %L", gfc_arith_error (rc),
-            gfc_typename (from), gfc_typename (to), where);
-
-  /* TODO: Do something about the error, ie, throw exception, return
+  /* TODO: Do something about the error, i.e., throw exception, return
      NaN, etc.  */
 }
 
+
 /* Convert integers to integers.  */
 
 gfc_expr *
-gfc_int2int (gfc_expr * src, int kind)
+gfc_int2int (gfc_expr *src, int kind)
 {
   gfc_expr *result;
   arith rc;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_INTEGER, kind, &src->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, kind, &src->where);
 
   mpz_set (result->value.integer, src->value.integer);
 
-  if ((rc = gfc_check_integer_range (result->value.integer, kind))
-      != ARITH_OK)
+  if ((rc = gfc_check_integer_range (result->value.integer, kind)) != ARITH_OK)
     {
-      arith_error (rc, &src->ts, &result->ts, &src->where);
-      gfc_free_expr (result);
-      return NULL;
+      if (rc == ARITH_ASYMMETRIC)
+       {
+         gfc_warning (gfc_arith_error (rc), &src->where);
+       }
+      else
+       {
+         arith_error (rc, &src->ts, &result->ts, &src->where);
+         gfc_free_expr (result);
+         return NULL;
+       }
     }
 
   return result;
@@ -2190,12 +1979,12 @@ gfc_int2int (gfc_expr * src, int kind)
 /* Convert integers to reals.  */
 
 gfc_expr *
-gfc_int2real (gfc_expr * src, int kind)
+gfc_int2real (gfc_expr *src, int kind)
 {
   gfc_expr *result;
   arith rc;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_REAL, kind, &src->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_REAL, kind, &src->where);
 
   mpfr_set_z (result->value.real, src->value.integer, GFC_RND_MODE);
 
@@ -2213,17 +2002,17 @@ gfc_int2real (gfc_expr * src, int kind)
 /* Convert default integer to default complex.  */
 
 gfc_expr *
-gfc_int2complex (gfc_expr * src, int kind)
+gfc_int2complex (gfc_expr *src, int kind)
 {
   gfc_expr *result;
   arith rc;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_COMPLEX, kind, &src->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_COMPLEX, kind, &src->where);
 
-  mpfr_set_z (result->value.complex.r, src->value.integer, GFC_RND_MODE);
-  mpfr_set_ui (result->value.complex.i, 0, GFC_RND_MODE);
+  mpc_set_z (result->value.complex, src->value.integer, GFC_MPC_RND_MODE);
 
-  if ((rc = gfc_check_real_range (result->value.complex.r, kind)) != ARITH_OK)
+  if ((rc = gfc_check_real_range (mpc_realref (result->value.complex), kind))
+      != ARITH_OK)
     {
       arith_error (rc, &src->ts, &result->ts, &src->where);
       gfc_free_expr (result);
@@ -2237,17 +2026,16 @@ gfc_int2complex (gfc_expr * src, int kind)
 /* Convert default real to default integer.  */
 
 gfc_expr *
-gfc_real2int (gfc_expr * src, int kind)
+gfc_real2int (gfc_expr *src, int kind)
 {
   gfc_expr *result;
   arith rc;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_INTEGER, kind, &src->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, kind, &src->where);
 
-  gfc_mpfr_to_mpz (result->value.integer, src->value.real);
+  gfc_mpfr_to_mpz (result->value.integer, src->value.real, &src->where);
 
-  if ((rc = gfc_check_integer_range (result->value.integer, kind))
-      != ARITH_OK)
+  if ((rc = gfc_check_integer_range (result->value.integer, kind)) != ARITH_OK)
     {
       arith_error (rc, &src->ts, &result->ts, &src->where);
       gfc_free_expr (result);
@@ -2261,12 +2049,12 @@ gfc_real2int (gfc_expr * src, int kind)
 /* Convert real to real.  */
 
 gfc_expr *
-gfc_real2real (gfc_expr * src, int kind)
+gfc_real2real (gfc_expr *src, int kind)
 {
   gfc_expr *result;
   arith rc;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_REAL, kind, &src->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_REAL, kind, &src->where);
 
   mpfr_set (result->value.real, src->value.real, GFC_RND_MODE);
 
@@ -2275,8 +2063,8 @@ gfc_real2real (gfc_expr * src, int kind)
   if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
     {
       if (gfc_option.warn_underflow)
-        gfc_warning ("%s at %L", gfc_arith_error (rc), &src->where);
-      mpfr_set_ui(result->value.real, 0, GFC_RND_MODE);
+       gfc_warning (gfc_arith_error (rc), &src->where);
+      mpfr_set_ui (result->value.real, 0, GFC_RND_MODE);
     }
   else if (rc != ARITH_OK)
     {
@@ -2292,23 +2080,22 @@ gfc_real2real (gfc_expr * src, int kind)
 /* Convert real to complex.  */
 
 gfc_expr *
-gfc_real2complex (gfc_expr * src, int kind)
+gfc_real2complex (gfc_expr *src, int kind)
 {
   gfc_expr *result;
   arith rc;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_COMPLEX, kind, &src->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_COMPLEX, kind, &src->where);
 
-  mpfr_set (result->value.complex.r, src->value.real, GFC_RND_MODE);
-  mpfr_set_ui (result->value.complex.i, 0, GFC_RND_MODE);
+  mpc_set_fr (result->value.complex, src->value.real, GFC_MPC_RND_MODE);
 
-  rc = gfc_check_real_range (result->value.complex.r, kind);
+  rc = gfc_check_real_range (mpc_realref (result->value.complex), kind);
 
   if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
     {
       if (gfc_option.warn_underflow)
-        gfc_warning ("%s at %L", gfc_arith_error (rc), &src->where);
-      mpfr_set_ui(result->value.complex.r, 0, GFC_RND_MODE);
+       gfc_warning (gfc_arith_error (rc), &src->where);
+      mpfr_set_ui (mpc_realref (result->value.complex), 0, GFC_RND_MODE);
     }
   else if (rc != ARITH_OK)
     {
@@ -2324,17 +2111,17 @@ gfc_real2complex (gfc_expr * src, int kind)
 /* Convert complex to integer.  */
 
 gfc_expr *
-gfc_complex2int (gfc_expr * src, int kind)
+gfc_complex2int (gfc_expr *src, int kind)
 {
   gfc_expr *result;
   arith rc;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_INTEGER, kind, &src->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, kind, &src->where);
 
-  gfc_mpfr_to_mpz(result->value.integer, src->value.complex.r);
+  gfc_mpfr_to_mpz (result->value.integer, mpc_realref (src->value.complex),
+                  &src->where);
 
-  if ((rc = gfc_check_integer_range (result->value.integer, kind))
-      != ARITH_OK)
+  if ((rc = gfc_check_integer_range (result->value.integer, kind)) != ARITH_OK)
     {
       arith_error (rc, &src->ts, &result->ts, &src->where);
       gfc_free_expr (result);
@@ -2348,22 +2135,22 @@ gfc_complex2int (gfc_expr * src, int kind)
 /* Convert complex to real.  */
 
 gfc_expr *
-gfc_complex2real (gfc_expr * src, int kind)
+gfc_complex2real (gfc_expr *src, int kind)
 {
   gfc_expr *result;
   arith rc;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_REAL, kind, &src->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_REAL, kind, &src->where);
 
-  mpfr_set (result->value.real, src->value.complex.r, GFC_RND_MODE);
+  mpc_real (result->value.real, src->value.complex, GFC_RND_MODE);
 
   rc = gfc_check_real_range (result->value.real, kind);
 
-  if (rc == ARITH_UNDERFLOW) 
+  if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
     {
       if (gfc_option.warn_underflow)
-        gfc_warning ("%s at %L", gfc_arith_error (rc), &src->where);
-      mpfr_set_ui(result->value.real, 0, GFC_RND_MODE);
+       gfc_warning (gfc_arith_error (rc), &src->where);
+      mpfr_set_ui (result->value.real, 0, GFC_RND_MODE);
     }
   if (rc != ARITH_OK)
     {
@@ -2379,23 +2166,22 @@ gfc_complex2real (gfc_expr * src, int kind)
 /* Convert complex to complex.  */
 
 gfc_expr *
-gfc_complex2complex (gfc_expr * src, int kind)
+gfc_complex2complex (gfc_expr *src, int kind)
 {
   gfc_expr *result;
   arith rc;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_COMPLEX, kind, &src->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_COMPLEX, kind, &src->where);
 
-  mpfr_set (result->value.complex.r, src->value.complex.r, GFC_RND_MODE);
-  mpfr_set (result->value.complex.i, src->value.complex.i, GFC_RND_MODE);
+  mpc_set (result->value.complex, src->value.complex, GFC_MPC_RND_MODE);
 
-  rc = gfc_check_real_range (result->value.complex.r, kind);
+  rc = gfc_check_real_range (mpc_realref (result->value.complex), kind);
 
   if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
     {
       if (gfc_option.warn_underflow)
-        gfc_warning ("%s at %L", gfc_arith_error (rc), &src->where);
-      mpfr_set_ui(result->value.complex.r, 0, GFC_RND_MODE);
+       gfc_warning (gfc_arith_error (rc), &src->where);
+      mpfr_set_ui (mpc_realref (result->value.complex), 0, GFC_RND_MODE);
     }
   else if (rc != ARITH_OK)
     {
@@ -2403,14 +2189,14 @@ gfc_complex2complex (gfc_expr * src, int kind)
       gfc_free_expr (result);
       return NULL;
     }
-  
-  rc = gfc_check_real_range (result->value.complex.i, kind);
+
+  rc = gfc_check_real_range (mpc_imagref (result->value.complex), kind);
 
   if (rc == ARITH_UNDERFLOW)
     {
       if (gfc_option.warn_underflow)
-        gfc_warning ("%s at %L", gfc_arith_error (rc), &src->where);
-      mpfr_set_ui(result->value.complex.i, 0, GFC_RND_MODE);
+       gfc_warning (gfc_arith_error (rc), &src->where);
+      mpfr_set_ui (mpc_imagref (result->value.complex), 0, GFC_RND_MODE);
     }
   else if (rc != ARITH_OK)
     {
@@ -2426,12 +2212,153 @@ gfc_complex2complex (gfc_expr * src, int kind)
 /* Logical kind conversion.  */
 
 gfc_expr *
-gfc_log2log (gfc_expr * src, int kind)
+gfc_log2log (gfc_expr *src, int kind)
 {
   gfc_expr *result;
 
-  result = gfc_constant_result (BT_LOGICAL, kind, &src->where);
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_LOGICAL, kind, &src->where);
   result->value.logical = src->value.logical;
 
   return result;
 }
+
+
+/* Convert logical to integer.  */
+
+gfc_expr *
+gfc_log2int (gfc_expr *src, int kind)
+{
+  gfc_expr *result;
+
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, kind, &src->where);
+  mpz_set_si (result->value.integer, src->value.logical);
+
+  return result;
+}
+
+
+/* Convert integer to logical.  */
+
+gfc_expr *
+gfc_int2log (gfc_expr *src, int kind)
+{
+  gfc_expr *result;
+
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_LOGICAL, kind, &src->where);
+  result->value.logical = (mpz_cmp_si (src->value.integer, 0) != 0);
+
+  return result;
+}
+
+
+/* Helper function to set the representation in a Hollerith conversion.  
+   This assumes that the ts.type and ts.kind of the result have already
+   been set.  */
+
+static void
+hollerith2representation (gfc_expr *result, gfc_expr *src)
+{
+  int src_len, result_len;
+
+  src_len = src->representation.length;
+  result_len = gfc_target_expr_size (result);
+
+  if (src_len > result_len)
+    {
+      gfc_warning ("The Hollerith constant at %L is too long to convert to %s",
+                  &src->where, gfc_typename(&result->ts));
+    }
+
+  result->representation.string = XCNEWVEC (char, result_len + 1);
+  memcpy (result->representation.string, src->representation.string,
+         MIN (result_len, src_len));
+
+  if (src_len < result_len)
+    memset (&result->representation.string[src_len], ' ', result_len - src_len);
+
+  result->representation.string[result_len] = '\0'; /* For debugger  */
+  result->representation.length = result_len;
+}
+
+
+/* Convert Hollerith to integer. The constant will be padded or truncated.  */
+
+gfc_expr *
+gfc_hollerith2int (gfc_expr *src, int kind)
+{
+  gfc_expr *result;
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_INTEGER, kind, &src->where);
+
+  hollerith2representation (result, src);
+  gfc_interpret_integer (kind, (unsigned char *) result->representation.string,
+                        result->representation.length, result->value.integer);
+
+  return result;
+}
+
+
+/* Convert Hollerith to real. The constant will be padded or truncated.  */
+
+gfc_expr *
+gfc_hollerith2real (gfc_expr *src, int kind)
+{
+  gfc_expr *result;
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_REAL, kind, &src->where);
+
+  hollerith2representation (result, src);
+  gfc_interpret_float (kind, (unsigned char *) result->representation.string,
+                      result->representation.length, result->value.real);
+
+  return result;
+}
+
+
+/* Convert Hollerith to complex. The constant will be padded or truncated.  */
+
+gfc_expr *
+gfc_hollerith2complex (gfc_expr *src, int kind)
+{
+  gfc_expr *result;
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_COMPLEX, kind, &src->where);
+
+  hollerith2representation (result, src);
+  gfc_interpret_complex (kind, (unsigned char *) result->representation.string,
+                        result->representation.length, result->value.complex);
+
+  return result;
+}
+
+
+/* Convert Hollerith to character. */
+
+gfc_expr *
+gfc_hollerith2character (gfc_expr *src, int kind)
+{
+  gfc_expr *result;
+
+  result = gfc_copy_expr (src);
+  result->ts.type = BT_CHARACTER;
+  result->ts.kind = kind;
+
+  result->value.character.length = result->representation.length;
+  result->value.character.string
+    = gfc_char_to_widechar (result->representation.string);
+
+  return result;
+}
+
+
+/* Convert Hollerith to logical. The constant will be padded or truncated.  */
+
+gfc_expr *
+gfc_hollerith2logical (gfc_expr *src, int kind)
+{
+  gfc_expr *result;
+  result = gfc_get_constant_expr (BT_LOGICAL, kind, &src->where);
+
+  hollerith2representation (result, src);
+  gfc_interpret_logical (kind, (unsigned char *) result->representation.string,
+                        result->representation.length, &result->value.logical);
+
+  return result;
+}