e39551cb1421a2ca1dc38b9061b326d591f91082
[platform/upstream/linaro-gcc.git] / gcc / fortran / trans-common.c
1 /* Common block and equivalence list handling
2    Copyright (C) 2000-2016 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Canqun Yang <canqun@nudt.edu.cn>
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */     
20
21 /* The core algorithm is based on Andy Vaught's g95 tree.  Also the
22    way to build UNION_TYPE is borrowed from Richard Henderson.
23  
24    Transform common blocks.  An integral part of this is processing
25    equivalence variables.  Equivalenced variables that are not in a
26    common block end up in a private block of their own.
27
28    Each common block or local equivalence list is declared as a union.
29    Variables within the block are represented as a field within the
30    block with the proper offset. 
31  
32    So if two variables are equivalenced, they just point to a common
33    area in memory.
34  
35    Mathematically, laying out an equivalence block is equivalent to
36    solving a linear system of equations.  The matrix is usually a
37    sparse matrix in which each row contains all zero elements except
38    for a +1 and a -1, a sort of a generalized Vandermonde matrix.  The
39    matrix is usually block diagonal.  The system can be
40    overdetermined, underdetermined or have a unique solution.  If the
41    system is inconsistent, the program is not standard conforming.
42    The solution vector is integral, since all of the pivots are +1 or -1.
43  
44    How we lay out an equivalence block is a little less complicated.
45    In an equivalence list with n elements, there are n-1 conditions to
46    be satisfied.  The conditions partition the variables into what we
47    will call segments.  If A and B are equivalenced then A and B are
48    in the same segment.  If B and C are equivalenced as well, then A,
49    B and C are in a segment and so on.  Each segment is a block of
50    memory that has one or more variables equivalenced in some way.  A
51    common block is made up of a series of segments that are joined one
52    after the other.  In the linear system, a segment is a block
53    diagonal.
54  
55    To lay out a segment we first start with some variable and
56    determine its length.  The first variable is assumed to start at
57    offset one and extends to however long it is.  We then traverse the
58    list of equivalences to find an unused condition that involves at
59    least one of the variables currently in the segment.
60  
61    Each equivalence condition amounts to the condition B+b=C+c where B
62    and C are the offsets of the B and C variables, and b and c are
63    constants which are nonzero for array elements, substrings or
64    structure components.  So for
65  
66      EQUIVALENCE(B(2), C(3))
67    we have
68      B + 2*size of B's elements = C + 3*size of C's elements.
69  
70    If B and C are known we check to see if the condition already
71    holds.  If B is known we can solve for C.  Since we know the length
72    of C, we can see if the minimum and maximum extents of the segment
73    are affected.  Eventually, we make a full pass through the
74    equivalence list without finding any new conditions and the segment
75    is fully specified.
76  
77    At this point, the segment is added to the current common block.
78    Since we know the minimum extent of the segment, everything in the
79    segment is translated to its position in the common block.  The
80    usual case here is that there are no equivalence statements and the
81    common block is series of segments with one variable each, which is
82    a diagonal matrix in the matrix formulation.
83  
84    Each segment is described by a chain of segment_info structures.  Each
85    segment_info structure describes the extents of a single variable within
86    the segment.  This list is maintained in the order the elements are
87    positioned within the segment.  If two elements have the same starting
88    offset the smaller will come first.  If they also have the same size their
89    ordering is undefined. 
90    
91    Once all common blocks have been created, the list of equivalences
92    is examined for still-unused equivalence conditions.  We create a
93    block for each merged equivalence list.  */
94
95 #include "config.h"
96 #define INCLUDE_MAP
97 #include "system.h"
98 #include "coretypes.h"
99 #include "tm.h"
100 #include "tree.h"
101 #include "gfortran.h"
102 #include "trans.h"
103 #include "stringpool.h"
104 #include "fold-const.h"
105 #include "stor-layout.h"
106 #include "varasm.h"
107 #include "trans-types.h"
108 #include "trans-const.h"
109 #include "target-memory.h"
110
111
112 /* Holds a single variable in an equivalence set.  */
113 typedef struct segment_info
114 {
115   gfc_symbol *sym;
116   HOST_WIDE_INT offset;
117   HOST_WIDE_INT length;
118   /* This will contain the field type until the field is created.  */
119   tree field;
120   struct segment_info *next;
121 } segment_info;
122
123 static segment_info * current_segment;
124
125 /* Store decl of all common blocks in this translation unit; the first
126    tree is the identifier.  */
127 static std::map<tree, tree> gfc_map_of_all_commons;
128
129
130 /* Make a segment_info based on a symbol.  */
131
132 static segment_info *
133 get_segment_info (gfc_symbol * sym, HOST_WIDE_INT offset)
134 {
135   segment_info *s;
136
137   /* Make sure we've got the character length.  */
138   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER)
139     gfc_conv_const_charlen (sym->ts.u.cl);
140
141   /* Create the segment_info and fill it in.  */
142   s = XCNEW (segment_info);
143   s->sym = sym;
144   /* We will use this type when building the segment aggregate type.  */
145   s->field = gfc_sym_type (sym);
146   s->length = int_size_in_bytes (s->field);
147   s->offset = offset;
148
149   return s;
150 }
151
152
153 /* Add a copy of a segment list to the namespace.  This is specifically for
154    equivalence segments, so that dependency checking can be done on
155    equivalence group members.  */
156
157 static void
158 copy_equiv_list_to_ns (segment_info *c)
159 {
160   segment_info *f;
161   gfc_equiv_info *s;
162   gfc_equiv_list *l;
163
164   l = XCNEW (gfc_equiv_list);
165
166   l->next = c->sym->ns->equiv_lists;
167   c->sym->ns->equiv_lists = l;
168
169   for (f = c; f; f = f->next)
170     {
171       s = XCNEW (gfc_equiv_info);
172       s->next = l->equiv;
173       l->equiv = s;
174       s->sym = f->sym;
175       s->offset = f->offset;
176       s->length = f->length;
177     }
178 }
179
180
181 /* Add combine segment V and segment LIST.  */
182
183 static segment_info *
184 add_segments (segment_info *list, segment_info *v)
185 {
186   segment_info *s;
187   segment_info *p;
188   segment_info *next;
189
190   p = NULL;
191   s = list;
192
193   while (v)
194     {
195       /* Find the location of the new element.  */
196       while (s)
197         {
198           if (v->offset < s->offset)
199             break;
200           if (v->offset == s->offset
201               && v->length <= s->length)
202             break;
203
204           p = s;
205           s = s->next;
206         }
207
208       /* Insert the new element in between p and s.  */
209       next = v->next;
210       v->next = s;
211       if (p == NULL)
212         list = v;
213       else
214         p->next = v;
215
216       p = v;
217       v = next;
218     }
219
220   return list;
221 }
222
223
224 /* Construct mangled common block name from symbol name.  */
225
226 /* We need the bind(c) flag to tell us how/if we should mangle the symbol
227    name.  There are few calls to this function, so few places that this
228    would need to be added.  At the moment, there is only one call, in
229    build_common_decl().  We can't attempt to look up the common block
230    because we may be building it for the first time and therefore, it won't
231    be in the common_root.  We also need the binding label, if it's bind(c).
232    Therefore, send in the pointer to the common block, so whatever info we
233    have so far can be used.  All of the necessary info should be available
234    in the gfc_common_head by now, so it should be accurate to test the
235    isBindC flag and use the binding label given if it is bind(c).
236
237    We may NOT know yet if it's bind(c) or not, but we can try at least.
238    Will have to figure out what to do later if it's labeled bind(c)
239    after this is called.  */
240
241 static tree
242 gfc_sym_mangled_common_id (gfc_common_head *com)
243 {
244   int has_underscore;
245   char mangled_name[GFC_MAX_MANGLED_SYMBOL_LEN + 1];
246   char name[GFC_MAX_SYMBOL_LEN + 1];
247
248   /* Get the name out of the common block pointer.  */
249   strcpy (name, com->name);
250
251   /* If we're suppose to do a bind(c).  */
252   if (com->is_bind_c == 1 && com->binding_label)
253     return get_identifier (com->binding_label);
254
255   if (strcmp (name, BLANK_COMMON_NAME) == 0)
256     return get_identifier (name);
257
258   if (flag_underscoring)
259     {
260       has_underscore = strchr (name, '_') != 0;
261       if (flag_second_underscore && has_underscore)
262         snprintf (mangled_name, sizeof mangled_name, "%s__", name);
263       else
264         snprintf (mangled_name, sizeof mangled_name, "%s_", name);
265
266       return get_identifier (mangled_name);
267     }
268   else
269     return get_identifier (name);
270 }
271
272
273 /* Build a field declaration for a common variable or a local equivalence
274    object.  */
275
276 static void
277 build_field (segment_info *h, tree union_type, record_layout_info rli)
278 {
279   tree field;
280   tree name;
281   HOST_WIDE_INT offset = h->offset;
282   unsigned HOST_WIDE_INT desired_align, known_align;
283
284   name = get_identifier (h->sym->name);
285   field = build_decl (h->sym->declared_at.lb->location,
286                       FIELD_DECL, name, h->field);
287   known_align = (offset & -offset) * BITS_PER_UNIT;
288   if (known_align == 0 || known_align > BIGGEST_ALIGNMENT)
289     known_align = BIGGEST_ALIGNMENT;
290
291   desired_align = update_alignment_for_field (rli, field, known_align);
292   if (desired_align > known_align)
293     DECL_PACKED (field) = 1;
294
295   DECL_FIELD_CONTEXT (field) = union_type;
296   DECL_FIELD_OFFSET (field) = size_int (offset);
297   DECL_FIELD_BIT_OFFSET (field) = bitsize_zero_node;
298   SET_DECL_OFFSET_ALIGN (field, known_align);
299
300   rli->offset = size_binop (MAX_EXPR, rli->offset,
301                             size_binop (PLUS_EXPR,
302                                         DECL_FIELD_OFFSET (field),
303                                         DECL_SIZE_UNIT (field)));
304   /* If this field is assigned to a label, we create another two variables.
305      One will hold the address of target label or format label. The other will
306      hold the length of format label string.  */
307   if (h->sym->attr.assign)
308     {
309       tree len;
310       tree addr;
311
312       gfc_allocate_lang_decl (field);
313       GFC_DECL_ASSIGN (field) = 1;
314       len = gfc_create_var_np (gfc_charlen_type_node,h->sym->name);
315       addr = gfc_create_var_np (pvoid_type_node, h->sym->name);
316       TREE_STATIC (len) = 1;
317       TREE_STATIC (addr) = 1;
318       DECL_INITIAL (len) = build_int_cst (gfc_charlen_type_node, -2);
319       gfc_set_decl_location (len, &h->sym->declared_at);
320       gfc_set_decl_location (addr, &h->sym->declared_at);
321       GFC_DECL_STRING_LEN (field) = pushdecl_top_level (len);
322       GFC_DECL_ASSIGN_ADDR (field) = pushdecl_top_level (addr);
323     }
324
325   /* If this field is volatile, mark it.  */
326   if (h->sym->attr.volatile_)
327     {
328       tree new_type;
329       TREE_THIS_VOLATILE (field) = 1;
330       TREE_SIDE_EFFECTS (field) = 1;
331       new_type = build_qualified_type (TREE_TYPE (field), TYPE_QUAL_VOLATILE);
332       TREE_TYPE (field) = new_type;
333     }
334
335   h->field = field;
336 }
337
338
339 /* Get storage for local equivalence.  */
340
341 static tree
342 build_equiv_decl (tree union_type, bool is_init, bool is_saved)
343 {
344   tree decl;
345   char name[15];
346   static int serial = 0;
347
348   if (is_init)
349     {
350       decl = gfc_create_var (union_type, "equiv");
351       TREE_STATIC (decl) = 1;
352       GFC_DECL_COMMON_OR_EQUIV (decl) = 1;
353       return decl;
354     }
355
356   snprintf (name, sizeof (name), "equiv.%d", serial++);
357   decl = build_decl (input_location,
358                      VAR_DECL, get_identifier (name), union_type);
359   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
360   DECL_IGNORED_P (decl) = 1;
361
362   if (!gfc_can_put_var_on_stack (DECL_SIZE_UNIT (decl))
363       || is_saved)
364     TREE_STATIC (decl) = 1;
365
366   TREE_ADDRESSABLE (decl) = 1;
367   TREE_USED (decl) = 1;
368   GFC_DECL_COMMON_OR_EQUIV (decl) = 1;
369
370   /* The source location has been lost, and doesn't really matter.
371      We need to set it to something though.  */
372   gfc_set_decl_location (decl, &gfc_current_locus);
373
374   gfc_add_decl_to_function (decl);
375
376   return decl;
377 }
378
379
380 /* Get storage for common block.  */
381
382 static tree
383 build_common_decl (gfc_common_head *com, tree union_type, bool is_init)
384 {
385   tree decl, identifier;
386
387   identifier = gfc_sym_mangled_common_id (com);
388   decl = gfc_map_of_all_commons.count(identifier)
389          ? gfc_map_of_all_commons[identifier] : NULL_TREE;
390
391   /* Update the size of this common block as needed.  */
392   if (decl != NULL_TREE)
393     {
394       tree size = TYPE_SIZE_UNIT (union_type);
395
396       /* Named common blocks of the same name shall be of the same size
397          in all scoping units of a program in which they appear, but
398          blank common blocks may be of different sizes.  */
399       if (!tree_int_cst_equal (DECL_SIZE_UNIT (decl), size)
400           && strcmp (com->name, BLANK_COMMON_NAME))
401         gfc_warning (0, "Named COMMON block %qs at %L shall be of the "
402                      "same size as elsewhere (%lu vs %lu bytes)", com->name,
403                      &com->where,
404                      (unsigned long) TREE_INT_CST_LOW (size),
405                      (unsigned long) TREE_INT_CST_LOW (DECL_SIZE_UNIT (decl)));
406
407       if (tree_int_cst_lt (DECL_SIZE_UNIT (decl), size))
408         {
409           DECL_SIZE (decl) = TYPE_SIZE (union_type);
410           DECL_SIZE_UNIT (decl) = size;
411           DECL_MODE (decl) = TYPE_MODE (union_type);
412           TREE_TYPE (decl) = union_type;
413           layout_decl (decl, 0);
414         }
415      }
416
417   /* If this common block has been declared in a previous program unit,
418      and either it is already initialized or there is no new initialization
419      for it, just return.  */
420   if ((decl != NULL_TREE) && (!is_init || DECL_INITIAL (decl)))
421     return decl;
422
423   /* If there is no backend_decl for the common block, build it.  */
424   if (decl == NULL_TREE)
425     {
426       if (com->is_bind_c == 1 && com->binding_label)
427         decl = build_decl (input_location, VAR_DECL, identifier, union_type);
428       else
429         {
430           decl = build_decl (input_location, VAR_DECL, get_identifier (com->name),
431                              union_type);
432           gfc_set_decl_assembler_name (decl, identifier);
433         }
434
435       TREE_PUBLIC (decl) = 1;
436       TREE_STATIC (decl) = 1;
437       DECL_IGNORED_P (decl) = 1;
438       if (!com->is_bind_c)
439         DECL_ALIGN (decl) = BIGGEST_ALIGNMENT;
440       else
441         {
442           /* Do not set the alignment for bind(c) common blocks to
443              BIGGEST_ALIGNMENT because that won't match what C does.  Also,
444              for common blocks with one element, the alignment must be
445              that of the field within the common block in order to match
446              what C will do.  */
447           tree field = NULL_TREE;
448           field = TYPE_FIELDS (TREE_TYPE (decl));
449           if (DECL_CHAIN (field) == NULL_TREE)
450             DECL_ALIGN (decl) = TYPE_ALIGN (TREE_TYPE (field));
451         }
452       DECL_USER_ALIGN (decl) = 0;
453       GFC_DECL_COMMON_OR_EQUIV (decl) = 1;
454
455       gfc_set_decl_location (decl, &com->where);
456
457       if (com->threadprivate)
458         set_decl_tls_model (decl, decl_default_tls_model (decl));
459
460       if (com->omp_declare_target)
461         DECL_ATTRIBUTES (decl)
462           = tree_cons (get_identifier ("omp declare target"),
463                        NULL_TREE, DECL_ATTRIBUTES (decl));
464
465       /* Place the back end declaration for this common block in
466          GLOBAL_BINDING_LEVEL.  */
467       gfc_map_of_all_commons[identifier] = pushdecl_top_level (decl);
468     }
469
470   /* Has no initial values.  */
471   if (!is_init)
472     {
473       DECL_INITIAL (decl) = NULL_TREE;
474       DECL_COMMON (decl) = 1;
475       DECL_DEFER_OUTPUT (decl) = 1;
476     }
477   else
478     {
479       DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
480       DECL_COMMON (decl) = 0;
481       DECL_DEFER_OUTPUT (decl) = 0;
482     }
483   return decl;
484 }
485
486
487 /* Return a field that is the size of the union, if an equivalence has
488    overlapping initializers.  Merge the initializers into a single
489    initializer for this new field, then free the old ones.  */ 
490
491 static tree
492 get_init_field (segment_info *head, tree union_type, tree *field_init,
493                 record_layout_info rli)
494 {
495   segment_info *s;
496   HOST_WIDE_INT length = 0;
497   HOST_WIDE_INT offset = 0;
498   unsigned HOST_WIDE_INT known_align, desired_align;
499   bool overlap = false;
500   tree tmp, field;
501   tree init;
502   unsigned char *data, *chk;
503   vec<constructor_elt, va_gc> *v = NULL;
504
505   tree type = unsigned_char_type_node;
506   int i;
507
508   /* Obtain the size of the union and check if there are any overlapping
509      initializers.  */
510   for (s = head; s; s = s->next)
511     {
512       HOST_WIDE_INT slen = s->offset + s->length;
513       if (s->sym->value)
514         {
515           if (s->offset < offset)
516             overlap = true;
517           offset = slen;
518         }
519       length = length < slen ? slen : length;
520     }
521
522   if (!overlap)
523     return NULL_TREE;
524
525   /* Now absorb all the initializer data into a single vector,
526      whilst checking for overlapping, unequal values.  */
527   data = XCNEWVEC (unsigned char, (size_t)length);
528   chk = XCNEWVEC (unsigned char, (size_t)length);
529
530   /* TODO - change this when default initialization is implemented.  */
531   memset (data, '\0', (size_t)length);
532   memset (chk, '\0', (size_t)length);
533   for (s = head; s; s = s->next)
534     if (s->sym->value)
535       {
536         locus *loc = NULL;
537         if (s->sym->ns->equiv && s->sym->ns->equiv->eq)
538           loc = &s->sym->ns->equiv->eq->expr->where;
539         gfc_merge_initializers (s->sym->ts, s->sym->value, loc,
540                               &data[s->offset],
541                               &chk[s->offset],
542                              (size_t)s->length);
543       }
544   
545   for (i = 0; i < length; i++)
546     CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (v, NULL, build_int_cst (type, data[i]));
547
548   free (data);
549   free (chk);
550
551   /* Build a char[length] array to hold the initializers.  Much of what
552      follows is borrowed from build_field, above.  */
553
554   tmp = build_int_cst (gfc_array_index_type, length - 1);
555   tmp = build_range_type (gfc_array_index_type,
556                           gfc_index_zero_node, tmp);
557   tmp = build_array_type (type, tmp);
558   field = build_decl (gfc_current_locus.lb->location,
559                       FIELD_DECL, NULL_TREE, tmp);
560
561   known_align = BIGGEST_ALIGNMENT;
562
563   desired_align = update_alignment_for_field (rli, field, known_align);
564   if (desired_align > known_align)
565     DECL_PACKED (field) = 1;
566
567   DECL_FIELD_CONTEXT (field) = union_type;
568   DECL_FIELD_OFFSET (field) = size_int (0);
569   DECL_FIELD_BIT_OFFSET (field) = bitsize_zero_node;
570   SET_DECL_OFFSET_ALIGN (field, known_align);
571
572   rli->offset = size_binop (MAX_EXPR, rli->offset,
573                             size_binop (PLUS_EXPR,
574                                         DECL_FIELD_OFFSET (field),
575                                         DECL_SIZE_UNIT (field)));
576
577   init = build_constructor (TREE_TYPE (field), v);
578   TREE_CONSTANT (init) = 1;
579
580   *field_init = init;
581
582   for (s = head; s; s = s->next)
583     {
584       if (s->sym->value == NULL)
585         continue;
586
587       gfc_free_expr (s->sym->value);
588       s->sym->value = NULL;
589     }
590
591   return field;
592 }
593
594
595 /* Declare memory for the common block or local equivalence, and create
596    backend declarations for all of the elements.  */
597
598 static void
599 create_common (gfc_common_head *com, segment_info *head, bool saw_equiv)
600 {
601   segment_info *s, *next_s;
602   tree union_type;
603   tree *field_link;
604   tree field;
605   tree field_init = NULL_TREE;
606   record_layout_info rli;
607   tree decl;
608   bool is_init = false;
609   bool is_saved = false;
610
611   /* Declare the variables inside the common block.
612      If the current common block contains any equivalence object, then
613      make a UNION_TYPE node, otherwise RECORD_TYPE. This will let the
614      alias analyzer work well when there is no address overlapping for
615      common variables in the current common block.  */
616   if (saw_equiv)
617     union_type = make_node (UNION_TYPE);
618   else
619     union_type = make_node (RECORD_TYPE);
620
621   rli = start_record_layout (union_type);
622   field_link = &TYPE_FIELDS (union_type);
623
624   /* Check for overlapping initializers and replace them with a single,
625      artificial field that contains all the data.  */
626   if (saw_equiv)
627     field = get_init_field (head, union_type, &field_init, rli);
628   else
629     field = NULL_TREE;
630
631   if (field != NULL_TREE)
632     {
633       is_init = true;
634       *field_link = field;
635       field_link = &DECL_CHAIN (field);
636     }
637
638   for (s = head; s; s = s->next)
639     {
640       build_field (s, union_type, rli);
641
642       /* Link the field into the type.  */
643       *field_link = s->field;
644       field_link = &DECL_CHAIN (s->field);
645
646       /* Has initial value.  */
647       if (s->sym->value)
648         is_init = true;
649
650       /* Has SAVE attribute.  */
651       if (s->sym->attr.save)
652         is_saved = true;
653     }
654
655   finish_record_layout (rli, true);
656
657   if (com)
658     decl = build_common_decl (com, union_type, is_init);
659   else
660     decl = build_equiv_decl (union_type, is_init, is_saved);
661
662   if (is_init)
663     {
664       tree ctor, tmp;
665       vec<constructor_elt, va_gc> *v = NULL;
666
667       if (field != NULL_TREE && field_init != NULL_TREE)
668         CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (v, field, field_init);
669       else
670         for (s = head; s; s = s->next)
671           {
672             if (s->sym->value)
673               {
674                 /* Add the initializer for this field.  */
675                 tmp = gfc_conv_initializer (s->sym->value, &s->sym->ts,
676                                             TREE_TYPE (s->field),
677                                             s->sym->attr.dimension,
678                                             s->sym->attr.pointer
679                                             || s->sym->attr.allocatable, false);
680
681                 CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (v, s->field, tmp);
682               }
683           }
684
685       gcc_assert (!v->is_empty ());
686       ctor = build_constructor (union_type, v);
687       TREE_CONSTANT (ctor) = 1;
688       TREE_STATIC (ctor) = 1;
689       DECL_INITIAL (decl) = ctor;
690
691       if (flag_checking)
692         {
693           tree field, value;
694           unsigned HOST_WIDE_INT idx;
695           FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (ctor), idx, field, value)
696             gcc_assert (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL);
697         }
698     }
699
700   /* Build component reference for each variable.  */
701   for (s = head; s; s = next_s)
702     {
703       tree var_decl;
704
705       var_decl = build_decl (s->sym->declared_at.lb->location,
706                              VAR_DECL, DECL_NAME (s->field),
707                              TREE_TYPE (s->field));
708       TREE_STATIC (var_decl) = TREE_STATIC (decl);
709       /* Mark the variable as used in order to avoid warnings about
710          unused variables.  */
711       TREE_USED (var_decl) = 1;
712       if (s->sym->attr.use_assoc)
713         DECL_IGNORED_P (var_decl) = 1;
714       if (s->sym->attr.target)
715         TREE_ADDRESSABLE (var_decl) = 1;
716       /* Fake variables are not visible from other translation units.  */
717       TREE_PUBLIC (var_decl) = 0;
718       gfc_finish_decl_attrs (var_decl, &s->sym->attr);
719
720       /* To preserve identifier names in COMMON, chain to procedure
721          scope unless at top level in a module definition.  */
722       if (com
723           && s->sym->ns->proc_name
724           && s->sym->ns->proc_name->attr.flavor == FL_MODULE)
725         var_decl = pushdecl_top_level (var_decl);
726       else
727         gfc_add_decl_to_function (var_decl);
728
729       SET_DECL_VALUE_EXPR (var_decl,
730                            fold_build3_loc (input_location, COMPONENT_REF,
731                                             TREE_TYPE (s->field),
732                                             decl, s->field, NULL_TREE));
733       DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (var_decl) = 1;
734       GFC_DECL_COMMON_OR_EQUIV (var_decl) = 1;
735
736       if (s->sym->attr.assign)
737         {
738           gfc_allocate_lang_decl (var_decl);
739           GFC_DECL_ASSIGN (var_decl) = 1;
740           GFC_DECL_STRING_LEN (var_decl) = GFC_DECL_STRING_LEN (s->field);
741           GFC_DECL_ASSIGN_ADDR (var_decl) = GFC_DECL_ASSIGN_ADDR (s->field);
742         }
743
744       s->sym->backend_decl = var_decl;
745
746       next_s = s->next;
747       free (s);
748     }
749 }
750
751
752 /* Given a symbol, find it in the current segment list. Returns NULL if
753    not found.  */
754
755 static segment_info *
756 find_segment_info (gfc_symbol *symbol)
757 {
758   segment_info *n;
759
760   for (n = current_segment; n; n = n->next)
761     {
762       if (n->sym == symbol)
763         return n;
764     }
765
766   return NULL;
767 }
768
769
770 /* Given an expression node, make sure it is a constant integer and return
771    the mpz_t value.  */
772
773 static mpz_t *
774 get_mpz (gfc_expr *e)
775 {
776
777   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
778     gfc_internal_error ("get_mpz(): Not an integer constant");
779
780   return &e->value.integer;
781 }
782
783
784 /* Given an array specification and an array reference, figure out the
785    array element number (zero based). Bounds and elements are guaranteed
786    to be constants.  If something goes wrong we generate an error and
787    return zero.  */
788  
789 static HOST_WIDE_INT
790 element_number (gfc_array_ref *ar)
791 {
792   mpz_t multiplier, offset, extent, n;
793   gfc_array_spec *as;
794   HOST_WIDE_INT i, rank;
795
796   as = ar->as;
797   rank = as->rank;
798   mpz_init_set_ui (multiplier, 1);
799   mpz_init_set_ui (offset, 0);
800   mpz_init (extent);
801   mpz_init (n);
802
803   for (i = 0; i < rank; i++)
804     { 
805       if (ar->dimen_type[i] != DIMEN_ELEMENT)
806         gfc_internal_error ("element_number(): Bad dimension type");
807
808       if (as && as->lower[i])
809         mpz_sub (n, *get_mpz (ar->start[i]), *get_mpz (as->lower[i]));
810       else
811         mpz_sub_ui (n, *get_mpz (ar->start[i]), 1);
812  
813       mpz_mul (n, n, multiplier);
814       mpz_add (offset, offset, n);
815  
816       if (as && as->upper[i] && as->lower[i])
817         {
818           mpz_sub (extent, *get_mpz (as->upper[i]), *get_mpz (as->lower[i]));
819           mpz_add_ui (extent, extent, 1);
820         }
821       else
822         mpz_set_ui (extent, 0);
823  
824       if (mpz_sgn (extent) < 0)
825         mpz_set_ui (extent, 0);
826  
827       mpz_mul (multiplier, multiplier, extent);
828     } 
829  
830   i = mpz_get_ui (offset);
831  
832   mpz_clear (multiplier);
833   mpz_clear (offset);
834   mpz_clear (extent);
835   mpz_clear (n);
836  
837   return i;
838 }
839
840
841 /* Given a single element of an equivalence list, figure out the offset
842    from the base symbol.  For simple variables or full arrays, this is
843    simply zero.  For an array element we have to calculate the array
844    element number and multiply by the element size. For a substring we
845    have to calculate the further reference.  */
846
847 static HOST_WIDE_INT
848 calculate_offset (gfc_expr *e)
849 {
850   HOST_WIDE_INT n, element_size, offset;
851   gfc_typespec *element_type;
852   gfc_ref *reference;
853
854   offset = 0;
855   element_type = &e->symtree->n.sym->ts;
856
857   for (reference = e->ref; reference; reference = reference->next)
858     switch (reference->type)
859       {
860       case REF_ARRAY:
861         switch (reference->u.ar.type)
862           {
863           case AR_FULL:
864             break;
865
866           case AR_ELEMENT:
867             n = element_number (&reference->u.ar);
868             if (element_type->type == BT_CHARACTER)
869               gfc_conv_const_charlen (element_type->u.cl);
870             element_size =
871               int_size_in_bytes (gfc_typenode_for_spec (element_type));
872             offset += n * element_size;
873             break;
874
875           default:
876             gfc_error ("Bad array reference at %L", &e->where);
877           }
878         break;
879       case REF_SUBSTRING:
880         if (reference->u.ss.start != NULL)
881           offset += mpz_get_ui (*get_mpz (reference->u.ss.start)) - 1;
882         break;
883       default:
884         gfc_error ("Illegal reference type at %L as EQUIVALENCE object",
885                    &e->where);
886     }
887   return offset;
888 }
889
890
891 /* Add a new segment_info structure to the current segment.  eq1 is already
892    in the list, eq2 is not.  */
893
894 static void
895 new_condition (segment_info *v, gfc_equiv *eq1, gfc_equiv *eq2)
896 {
897   HOST_WIDE_INT offset1, offset2;
898   segment_info *a;
899
900   offset1 = calculate_offset (eq1->expr);
901   offset2 = calculate_offset (eq2->expr);
902
903   a = get_segment_info (eq2->expr->symtree->n.sym,
904                         v->offset + offset1 - offset2);
905  
906   current_segment = add_segments (current_segment, a);
907 }
908
909
910 /* Given two equivalence structures that are both already in the list, make
911    sure that this new condition is not violated, generating an error if it
912    is.  */
913
914 static void
915 confirm_condition (segment_info *s1, gfc_equiv *eq1, segment_info *s2,
916                    gfc_equiv *eq2)
917 {
918   HOST_WIDE_INT offset1, offset2;
919
920   offset1 = calculate_offset (eq1->expr);
921   offset2 = calculate_offset (eq2->expr);
922
923   if (s1->offset + offset1 != s2->offset + offset2)
924     gfc_error ("Inconsistent equivalence rules involving %qs at %L and "
925                "%qs at %L", s1->sym->name, &s1->sym->declared_at,
926                s2->sym->name, &s2->sym->declared_at);
927 }
928
929
930 /* Process a new equivalence condition. eq1 is know to be in segment f.
931    If eq2 is also present then confirm that the condition holds.
932    Otherwise add a new variable to the segment list.  */
933
934 static void
935 add_condition (segment_info *f, gfc_equiv *eq1, gfc_equiv *eq2)
936 {
937   segment_info *n;
938
939   n = find_segment_info (eq2->expr->symtree->n.sym);
940
941   if (n == NULL)
942     new_condition (f, eq1, eq2);
943   else
944     confirm_condition (f, eq1, n, eq2);
945 }
946
947
948 /* Given a segment element, search through the equivalence lists for unused
949    conditions that involve the symbol.  Add these rules to the segment.  */
950
951 static bool
952 find_equivalence (segment_info *n)
953 {
954   gfc_equiv *e1, *e2, *eq;
955   bool found;
956
957   found = FALSE;
958
959   for (e1 = n->sym->ns->equiv; e1; e1 = e1->next)
960     {
961       eq = NULL;
962
963       /* Search the equivalence list, including the root (first) element
964          for the symbol that owns the segment.  */
965       for (e2 = e1; e2; e2 = e2->eq)
966         {
967           if (!e2->used && e2->expr->symtree->n.sym == n->sym)
968             {
969               eq = e2;
970               break;
971             }
972         }
973
974       /* Go to the next root element.  */
975       if (eq == NULL)
976         continue;
977
978       eq->used = 1;
979
980       /* Now traverse the equivalence list matching the offsets.  */
981       for (e2 = e1; e2; e2 = e2->eq)
982         {
983           if (!e2->used && e2 != eq)
984             {
985               add_condition (n, eq, e2);
986               e2->used = 1;
987               found = TRUE;
988             }
989         }
990     }
991   return found;
992 }
993
994
995 /* Add all symbols equivalenced within a segment.  We need to scan the
996    segment list multiple times to include indirect equivalences.  Since
997    a new segment_info can inserted at the beginning of the segment list,
998    depending on its offset, we have to force a final pass through the
999    loop by demanding that completion sees a pass with no matches; i.e.,
1000    all symbols with equiv_built set and no new equivalences found.  */
1001
1002 static void
1003 add_equivalences (bool *saw_equiv)
1004 {
1005   segment_info *f;
1006   bool seen_one, more;
1007
1008   seen_one = false;
1009   more = TRUE;
1010   while (more)
1011     {
1012       more = FALSE;
1013       for (f = current_segment; f; f = f->next)
1014         {
1015           if (!f->sym->equiv_built)
1016             {
1017               f->sym->equiv_built = 1;
1018               seen_one = find_equivalence (f);
1019               if (seen_one)
1020                 {
1021                   *saw_equiv = true;
1022                   more = true;
1023                 }
1024             }
1025         }
1026     }
1027
1028   /* Add a copy of this segment list to the namespace.  */
1029   copy_equiv_list_to_ns (current_segment);
1030 }
1031
1032
1033 /* Returns the offset necessary to properly align the current equivalence.
1034    Sets *palign to the required alignment.  */
1035
1036 static HOST_WIDE_INT
1037 align_segment (unsigned HOST_WIDE_INT *palign)
1038 {
1039   segment_info *s;
1040   unsigned HOST_WIDE_INT offset;
1041   unsigned HOST_WIDE_INT max_align;
1042   unsigned HOST_WIDE_INT this_align;
1043   unsigned HOST_WIDE_INT this_offset;
1044
1045   max_align = 1;
1046   offset = 0;
1047   for (s = current_segment; s; s = s->next)
1048     {
1049       this_align = TYPE_ALIGN_UNIT (s->field);
1050       if (s->offset & (this_align - 1))
1051         {
1052           /* Field is misaligned.  */
1053           this_offset = this_align - ((s->offset + offset) & (this_align - 1));
1054           if (this_offset & (max_align - 1))
1055             {
1056               /* Aligning this field would misalign a previous field.  */
1057               gfc_error ("The equivalence set for variable %qs "
1058                          "declared at %L violates alignment requirements",
1059                          s->sym->name, &s->sym->declared_at);
1060             }
1061           offset += this_offset;
1062         }
1063       max_align = this_align;
1064     }
1065   if (palign)
1066     *palign = max_align;
1067   return offset;
1068 }
1069
1070
1071 /* Adjust segment offsets by the given amount.  */
1072
1073 static void
1074 apply_segment_offset (segment_info *s, HOST_WIDE_INT offset)
1075 {
1076   for (; s; s = s->next)
1077     s->offset += offset;
1078 }
1079
1080
1081 /* Lay out a symbol in a common block.  If the symbol has already been seen
1082    then check the location is consistent.  Otherwise create segments
1083    for that symbol and all the symbols equivalenced with it.  */
1084
1085 /* Translate a single common block.  */
1086
1087 static void
1088 translate_common (gfc_common_head *common, gfc_symbol *var_list)
1089 {
1090   gfc_symbol *sym;
1091   segment_info *s;
1092   segment_info *common_segment;
1093   HOST_WIDE_INT offset;
1094   HOST_WIDE_INT current_offset;
1095   unsigned HOST_WIDE_INT align;
1096   bool saw_equiv;
1097
1098   common_segment = NULL;
1099   offset = 0;
1100   current_offset = 0;
1101   align = 1;
1102   saw_equiv = false;
1103
1104   /* Add symbols to the segment.  */
1105   for (sym = var_list; sym; sym = sym->common_next)
1106     {
1107       current_segment = common_segment;
1108       s = find_segment_info (sym);
1109
1110       /* Symbol has already been added via an equivalence.  Multiple
1111          use associations of the same common block result in equiv_built
1112          being set but no information about the symbol in the segment.  */
1113       if (s && sym->equiv_built)
1114         {
1115           /* Ensure the current location is properly aligned.  */
1116           align = TYPE_ALIGN_UNIT (s->field);
1117           current_offset = (current_offset + align - 1) &~ (align - 1);
1118
1119           /* Verify that it ended up where we expect it.  */
1120           if (s->offset != current_offset)
1121             {
1122               gfc_error ("Equivalence for %qs does not match ordering of "
1123                          "COMMON %qs at %L", sym->name,
1124                          common->name, &common->where);
1125             }
1126         }
1127       else
1128         {
1129           /* A symbol we haven't seen before.  */
1130           s = current_segment = get_segment_info (sym, current_offset);
1131
1132           /* Add all objects directly or indirectly equivalenced with this
1133              symbol.  */
1134           add_equivalences (&saw_equiv);
1135
1136           if (current_segment->offset < 0)
1137             gfc_error ("The equivalence set for %qs cause an invalid "
1138                        "extension to COMMON %qs at %L", sym->name,
1139                        common->name, &common->where);
1140
1141           if (flag_align_commons)
1142             offset = align_segment (&align);
1143
1144           if (offset)
1145             {
1146               /* The required offset conflicts with previous alignment
1147                  requirements.  Insert padding immediately before this
1148                  segment.  */
1149               if (warn_align_commons)
1150                 {
1151                   if (strcmp (common->name, BLANK_COMMON_NAME))
1152                     gfc_warning (0,
1153                                  "Padding of %d bytes required before %qs in "
1154                                  "COMMON %qs at %L; reorder elements or use "
1155                                  "-fno-align-commons", (int)offset,
1156                                  s->sym->name, common->name, &common->where);
1157                   else
1158                     gfc_warning (0,
1159                                  "Padding of %d bytes required before %qs in "
1160                                  "COMMON at %L; reorder elements or use "
1161                                  "-fno-align-commons", (int)offset,
1162                                  s->sym->name, &common->where);
1163                 }
1164             }
1165
1166           /* Apply the offset to the new segments.  */
1167           apply_segment_offset (current_segment, offset);
1168           current_offset += offset;
1169
1170           /* Add the new segments to the common block.  */
1171           common_segment = add_segments (common_segment, current_segment);
1172         }
1173
1174       /* The offset of the next common variable.  */
1175       current_offset += s->length;
1176     }
1177
1178   if (common_segment == NULL)
1179     {
1180       gfc_error ("COMMON %qs at %L does not exist",
1181                  common->name, &common->where);
1182       return;
1183     }
1184
1185   if (common_segment->offset != 0 && warn_align_commons)
1186     {
1187       if (strcmp (common->name, BLANK_COMMON_NAME))
1188         gfc_warning (OPT_Walign_commons,
1189                      "COMMON %qs at %L requires %d bytes of padding; "
1190                      "reorder elements or use %<-fno-align-commons%>",
1191                      common->name, &common->where, (int)common_segment->offset);
1192       else
1193         gfc_warning (OPT_Walign_commons,
1194                      "COMMON at %L requires %d bytes of padding; "
1195                      "reorder elements or use %<-fno-align-commons%>",
1196                      &common->where, (int)common_segment->offset);
1197     }
1198
1199   create_common (common, common_segment, saw_equiv);
1200 }
1201
1202
1203 /* Create a new block for each merged equivalence list.  */
1204
1205 static void
1206 finish_equivalences (gfc_namespace *ns)
1207 {
1208   gfc_equiv *z, *y;
1209   gfc_symbol *sym;
1210   gfc_common_head * c;
1211   HOST_WIDE_INT offset;
1212   unsigned HOST_WIDE_INT align;
1213   bool dummy;
1214
1215   for (z = ns->equiv; z; z = z->next)
1216     for (y = z->eq; y; y = y->eq)
1217       {
1218         if (y->used) 
1219           continue;
1220         sym = z->expr->symtree->n.sym;
1221         current_segment = get_segment_info (sym, 0);
1222
1223         /* All objects directly or indirectly equivalenced with this
1224            symbol.  */
1225         add_equivalences (&dummy);
1226
1227         /* Align the block.  */
1228         offset = align_segment (&align);
1229
1230         /* Ensure all offsets are positive.  */
1231         offset -= current_segment->offset & ~(align - 1);
1232
1233         apply_segment_offset (current_segment, offset);
1234
1235         /* Create the decl.  If this is a module equivalence, it has a
1236            unique name, pointed to by z->module.  This is written to a
1237            gfc_common_header to push create_common into using
1238            build_common_decl, so that the equivalence appears as an
1239            external symbol.  Otherwise, a local declaration is built using
1240            build_equiv_decl.  */
1241         if (z->module)
1242           {
1243             c = gfc_get_common_head ();
1244             /* We've lost the real location, so use the location of the
1245                enclosing procedure.  If we're in a BLOCK DATA block, then
1246                use the location in the sym_root.  */
1247             if (ns->proc_name)
1248               c->where = ns->proc_name->declared_at;
1249             else if (ns->is_block_data)
1250               c->where = ns->sym_root->n.sym->declared_at;
1251             strcpy (c->name, z->module);
1252           }
1253         else
1254           c = NULL;
1255
1256         create_common (c, current_segment, true);
1257         break;
1258       }
1259 }
1260
1261
1262 /* Work function for translating a named common block.  */
1263
1264 static void
1265 named_common (gfc_symtree *st)
1266 {
1267   translate_common (st->n.common, st->n.common->head);
1268 }
1269
1270
1271 /* Translate the common blocks in a namespace. Unlike other variables,
1272    these have to be created before code, because the backend_decl depends
1273    on the rest of the common block.  */
1274
1275 void
1276 gfc_trans_common (gfc_namespace *ns)
1277 {
1278   gfc_common_head *c;
1279
1280   /* Translate the blank common block.  */
1281   if (ns->blank_common.head != NULL)
1282     {
1283       c = gfc_get_common_head ();
1284       c->where = ns->blank_common.head->common_head->where;
1285       strcpy (c->name, BLANK_COMMON_NAME);
1286       translate_common (c, ns->blank_common.head);
1287     }
1288
1289   /* Translate all named common blocks.  */
1290   gfc_traverse_symtree (ns->common_root, named_common);
1291
1292   /* Translate local equivalence.  */
1293   finish_equivalences (ns);
1294
1295   /* Commit the newly created symbols for common blocks and module
1296      equivalences.  */
1297   gfc_commit_symbols ();
1298 }