remove unused files
[platform/upstream/gcc48.git] / gcc / fortran / trans-types.c
1 /* Backend support for Fortran 95 basic types and derived types.
2    Copyright (C) 2002-2013 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Paul Brook <paul@nowt.org>
4    and Steven Bosscher <s.bosscher@student.tudelft.nl>
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 /* trans-types.c -- gfortran backend types */
23
24 #include "config.h"
25 #include "system.h"
26 #include "coretypes.h"
27 #include "tm.h"         /* For INTMAX_TYPE, INT8_TYPE, INT16_TYPE, INT32_TYPE,
28                            INT64_TYPE, INT_LEAST8_TYPE, INT_LEAST16_TYPE,
29                            INT_LEAST32_TYPE, INT_LEAST64_TYPE, INT_FAST8_TYPE,
30                            INT_FAST16_TYPE, INT_FAST32_TYPE, INT_FAST64_TYPE,
31                            BOOL_TYPE_SIZE, BITS_PER_UNIT, POINTER_SIZE,
32                            INT_TYPE_SIZE, CHAR_TYPE_SIZE, SHORT_TYPE_SIZE,
33                            LONG_TYPE_SIZE, LONG_LONG_TYPE_SIZE,
34                            FLOAT_TYPE_SIZE, DOUBLE_TYPE_SIZE,
35                            LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE and LIBGCC2_HAS_TF_MODE.  */
36 #include "tree.h"
37 #include "langhooks.h"  /* For iso-c-bindings.def.  */
38 #include "target.h"
39 #include "ggc.h"
40 #include "diagnostic-core.h"  /* For fatal_error.  */
41 #include "toplev.h"     /* For rest_of_decl_compilation.  */
42 #include "gfortran.h"
43 #include "trans.h"
44 #include "trans-types.h"
45 #include "trans-const.h"
46 #include "flags.h"
47 #include "dwarf2out.h"  /* For struct array_descr_info.  */
48 \f
49
50 #if (GFC_MAX_DIMENSIONS < 10)
51 #define GFC_RANK_DIGITS 1
52 #define GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "%01d"
53 #elif (GFC_MAX_DIMENSIONS < 100)
54 #define GFC_RANK_DIGITS 2
55 #define GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "%02d"
56 #else
57 #error If you really need >99 dimensions, continue the sequence above...
58 #endif
59
60 /* array of structs so we don't have to worry about xmalloc or free */
61 CInteropKind_t c_interop_kinds_table[ISOCBINDING_NUMBER];
62
63 tree gfc_array_index_type;
64 tree gfc_array_range_type;
65 tree gfc_character1_type_node;
66 tree pvoid_type_node;
67 tree prvoid_type_node;
68 tree ppvoid_type_node;
69 tree pchar_type_node;
70 tree pfunc_type_node;
71
72 tree gfc_charlen_type_node;
73
74 tree float128_type_node = NULL_TREE;
75 tree complex_float128_type_node = NULL_TREE;
76
77 bool gfc_real16_is_float128 = false;
78
79 static GTY(()) tree gfc_desc_dim_type;
80 static GTY(()) tree gfc_max_array_element_size;
81 static GTY(()) tree gfc_array_descriptor_base[2 * (GFC_MAX_DIMENSIONS+1)];
82 static GTY(()) tree gfc_array_descriptor_base_caf[2 * (GFC_MAX_DIMENSIONS+1)];
83
84 /* Arrays for all integral and real kinds.  We'll fill this in at runtime
85    after the target has a chance to process command-line options.  */
86
87 #define MAX_INT_KINDS 5
88 gfc_integer_info gfc_integer_kinds[MAX_INT_KINDS + 1];
89 gfc_logical_info gfc_logical_kinds[MAX_INT_KINDS + 1];
90 static GTY(()) tree gfc_integer_types[MAX_INT_KINDS + 1];
91 static GTY(()) tree gfc_logical_types[MAX_INT_KINDS + 1];
92
93 #define MAX_REAL_KINDS 5
94 gfc_real_info gfc_real_kinds[MAX_REAL_KINDS + 1];
95 static GTY(()) tree gfc_real_types[MAX_REAL_KINDS + 1];
96 static GTY(()) tree gfc_complex_types[MAX_REAL_KINDS + 1];
97
98 #define MAX_CHARACTER_KINDS 2
99 gfc_character_info gfc_character_kinds[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
100 static GTY(()) tree gfc_character_types[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
101 static GTY(()) tree gfc_pcharacter_types[MAX_CHARACTER_KINDS + 1];
102
103 static tree gfc_add_field_to_struct_1 (tree, tree, tree, tree **);
104
105 /* The integer kind to use for array indices.  This will be set to the
106    proper value based on target information from the backend.  */
107
108 int gfc_index_integer_kind;
109
110 /* The default kinds of the various types.  */
111
112 int gfc_default_integer_kind;
113 int gfc_max_integer_kind;
114 int gfc_default_real_kind;
115 int gfc_default_double_kind;
116 int gfc_default_character_kind;
117 int gfc_default_logical_kind;
118 int gfc_default_complex_kind;
119 int gfc_c_int_kind;
120 int gfc_atomic_int_kind;
121 int gfc_atomic_logical_kind;
122
123 /* The kind size used for record offsets. If the target system supports
124    kind=8, this will be set to 8, otherwise it is set to 4.  */
125 int gfc_intio_kind;
126
127 /* The integer kind used to store character lengths.  */
128 int gfc_charlen_int_kind;
129
130 /* The size of the numeric storage unit and character storage unit.  */
131 int gfc_numeric_storage_size;
132 int gfc_character_storage_size;
133
134
135 gfc_try
136 gfc_check_any_c_kind (gfc_typespec *ts)
137 {
138   int i;
139
140   for (i = 0; i < ISOCBINDING_NUMBER; i++)
141     {
142       /* Check for any C interoperable kind for the given type/kind in ts.
143          This can be used after verify_c_interop to make sure that the
144          Fortran kind being used exists in at least some form for C.  */
145       if (c_interop_kinds_table[i].f90_type == ts->type &&
146           c_interop_kinds_table[i].value == ts->kind)
147         return SUCCESS;
148     }
149
150   return FAILURE;
151 }
152
153
154 static int
155 get_real_kind_from_node (tree type)
156 {
157   int i;
158
159   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
160     if (gfc_real_kinds[i].mode_precision == TYPE_PRECISION (type))
161       return gfc_real_kinds[i].kind;
162
163   return -4;
164 }
165
166 static int
167 get_int_kind_from_node (tree type)
168 {
169   int i;
170
171   if (!type)
172     return -2;
173
174   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
175     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == TYPE_PRECISION (type))
176       return gfc_integer_kinds[i].kind;
177
178   return -1;
179 }
180
181 /* Return a typenode for the "standard" C type with a given name.  */
182 static tree
183 get_typenode_from_name (const char *name)
184 {
185   if (name == NULL || *name == '\0')
186     return NULL_TREE;
187
188   if (strcmp (name, "char") == 0)
189     return char_type_node;
190   if (strcmp (name, "unsigned char") == 0)
191     return unsigned_char_type_node;
192   if (strcmp (name, "signed char") == 0)
193     return signed_char_type_node;
194
195   if (strcmp (name, "short int") == 0)
196     return short_integer_type_node;
197   if (strcmp (name, "short unsigned int") == 0)
198     return short_unsigned_type_node;
199
200   if (strcmp (name, "int") == 0)
201     return integer_type_node;
202   if (strcmp (name, "unsigned int") == 0)
203     return unsigned_type_node;
204
205   if (strcmp (name, "long int") == 0)
206     return long_integer_type_node;
207   if (strcmp (name, "long unsigned int") == 0)
208     return long_unsigned_type_node;
209
210   if (strcmp (name, "long long int") == 0)
211     return long_long_integer_type_node;
212   if (strcmp (name, "long long unsigned int") == 0)
213     return long_long_unsigned_type_node;
214
215   gcc_unreachable ();
216 }
217
218 static int
219 get_int_kind_from_name (const char *name)
220 {
221   return get_int_kind_from_node (get_typenode_from_name (name));
222 }
223
224
225 /* Get the kind number corresponding to an integer of given size,
226    following the required return values for ISO_FORTRAN_ENV INT* constants:
227    -2 is returned if we support a kind of larger size, -1 otherwise.  */
228 int
229 gfc_get_int_kind_from_width_isofortranenv (int size)
230 {
231   int i;
232
233   /* Look for a kind with matching storage size.  */
234   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
235     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == size)
236       return gfc_integer_kinds[i].kind;
237
238   /* Look for a kind with larger storage size.  */
239   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
240     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size > size)
241       return -2;
242
243   return -1;
244 }
245
246 /* Get the kind number corresponding to a real of given storage size,
247    following the required return values for ISO_FORTRAN_ENV REAL* constants:
248    -2 is returned if we support a kind of larger size, -1 otherwise.  */
249 int
250 gfc_get_real_kind_from_width_isofortranenv (int size)
251 {
252   int i;
253
254   size /= 8;
255
256   /* Look for a kind with matching storage size.  */
257   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
258     if (int_size_in_bytes (gfc_get_real_type (gfc_real_kinds[i].kind)) == size)
259       return gfc_real_kinds[i].kind;
260
261   /* Look for a kind with larger storage size.  */
262   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
263     if (int_size_in_bytes (gfc_get_real_type (gfc_real_kinds[i].kind)) > size)
264       return -2;
265
266   return -1;
267 }
268
269
270
271 static int
272 get_int_kind_from_width (int size)
273 {
274   int i;
275
276   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
277     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size == size)
278       return gfc_integer_kinds[i].kind;
279
280   return -2;
281 }
282
283 static int
284 get_int_kind_from_minimal_width (int size)
285 {
286   int i;
287
288   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
289     if (gfc_integer_kinds[i].bit_size >= size)
290       return gfc_integer_kinds[i].kind;
291
292   return -2;
293 }
294
295
296 /* Generate the CInteropKind_t objects for the C interoperable
297    kinds.  */
298
299 void
300 gfc_init_c_interop_kinds (void)
301 {
302   int i;
303
304   /* init all pointers in the list to NULL */
305   for (i = 0; i < ISOCBINDING_NUMBER; i++)
306     {
307       /* Initialize the name and value fields.  */
308       c_interop_kinds_table[i].name[0] = '\0';
309       c_interop_kinds_table[i].value = -100;
310       c_interop_kinds_table[i].f90_type = BT_UNKNOWN;
311     }
312
313 #define NAMED_INTCST(a,b,c,d) \
314   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
315   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_INTEGER; \
316   c_interop_kinds_table[a].value = c;
317 #define NAMED_REALCST(a,b,c,d) \
318   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
319   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_REAL; \
320   c_interop_kinds_table[a].value = c;
321 #define NAMED_CMPXCST(a,b,c,d) \
322   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
323   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_COMPLEX; \
324   c_interop_kinds_table[a].value = c;
325 #define NAMED_LOGCST(a,b,c) \
326   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
327   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_LOGICAL; \
328   c_interop_kinds_table[a].value = c;
329 #define NAMED_CHARKNDCST(a,b,c) \
330   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
331   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_CHARACTER; \
332   c_interop_kinds_table[a].value = c;
333 #define NAMED_CHARCST(a,b,c) \
334   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
335   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_CHARACTER; \
336   c_interop_kinds_table[a].value = c;
337 #define DERIVED_TYPE(a,b,c) \
338   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
339   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_DERIVED; \
340   c_interop_kinds_table[a].value = c;
341 #define PROCEDURE(a,b) \
342   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
343   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_PROCEDURE; \
344   c_interop_kinds_table[a].value = 0;
345 #include "iso-c-binding.def"
346 #define NAMED_FUNCTION(a,b,c,d) \
347   strncpy (c_interop_kinds_table[a].name, b, strlen(b) + 1); \
348   c_interop_kinds_table[a].f90_type = BT_PROCEDURE; \
349   c_interop_kinds_table[a].value = c;
350 #include "iso-c-binding.def"
351 }
352
353
354 /* Query the target to determine which machine modes are available for
355    computation.  Choose KIND numbers for them.  */
356
357 void
358 gfc_init_kinds (void)
359 {
360   unsigned int mode;
361   int i_index, r_index, kind;
362   bool saw_i4 = false, saw_i8 = false;
363   bool saw_r4 = false, saw_r8 = false, saw_r10 = false, saw_r16 = false;
364
365   for (i_index = 0, mode = MIN_MODE_INT; mode <= MAX_MODE_INT; mode++)
366     {
367       int kind, bitsize;
368
369       if (!targetm.scalar_mode_supported_p ((enum machine_mode) mode))
370         continue;
371
372       /* The middle end doesn't support constants larger than 2*HWI.
373          Perhaps the target hook shouldn't have accepted these either,
374          but just to be safe...  */
375       bitsize = GET_MODE_BITSIZE (mode);
376       if (bitsize > 2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
377         continue;
378
379       gcc_assert (i_index != MAX_INT_KINDS);
380
381       /* Let the kind equal the bit size divided by 8.  This insulates the
382          programmer from the underlying byte size.  */
383       kind = bitsize / 8;
384
385       if (kind == 4)
386         saw_i4 = true;
387       if (kind == 8)
388         saw_i8 = true;
389
390       gfc_integer_kinds[i_index].kind = kind;
391       gfc_integer_kinds[i_index].radix = 2;
392       gfc_integer_kinds[i_index].digits = bitsize - 1;
393       gfc_integer_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
394
395       gfc_logical_kinds[i_index].kind = kind;
396       gfc_logical_kinds[i_index].bit_size = bitsize;
397
398       i_index += 1;
399     }
400
401   /* Set the kind used to match GFC_INT_IO in libgfortran.  This is
402      used for large file access.  */
403
404   if (saw_i8)
405     gfc_intio_kind = 8;
406   else
407     gfc_intio_kind = 4;
408
409   /* If we do not at least have kind = 4, everything is pointless.  */
410   gcc_assert(saw_i4);
411
412   /* Set the maximum integer kind.  Used with at least BOZ constants.  */
413   gfc_max_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
414
415   for (r_index = 0, mode = MIN_MODE_FLOAT; mode <= MAX_MODE_FLOAT; mode++)
416     {
417       const struct real_format *fmt =
418         REAL_MODE_FORMAT ((enum machine_mode) mode);
419       int kind;
420
421       if (fmt == NULL)
422         continue;
423       if (!targetm.scalar_mode_supported_p ((enum machine_mode) mode))
424         continue;
425
426       /* Only let float, double, long double and __float128 go through.
427          Runtime support for others is not provided, so they would be
428          useless.  */
429         if (mode != TYPE_MODE (float_type_node)
430             && (mode != TYPE_MODE (double_type_node))
431             && (mode != TYPE_MODE (long_double_type_node))
432 #if defined(LIBGCC2_HAS_TF_MODE) && defined(ENABLE_LIBQUADMATH_SUPPORT)
433             && (mode != TFmode)
434 #endif
435            )
436         continue;
437
438       /* Let the kind equal the precision divided by 8, rounding up.  Again,
439          this insulates the programmer from the underlying byte size.
440
441          Also, it effectively deals with IEEE extended formats.  There, the
442          total size of the type may equal 16, but it's got 6 bytes of padding
443          and the increased size can get in the way of a real IEEE quad format
444          which may also be supported by the target.
445
446          We round up so as to handle IA-64 __floatreg (RFmode), which is an
447          82 bit type.  Not to be confused with __float80 (XFmode), which is
448          an 80 bit type also supported by IA-64.  So XFmode should come out
449          to be kind=10, and RFmode should come out to be kind=11.  Egads.  */
450
451       kind = (GET_MODE_PRECISION (mode) + 7) / 8;
452
453       if (kind == 4)
454         saw_r4 = true;
455       if (kind == 8)
456         saw_r8 = true;
457       if (kind == 10)
458         saw_r10 = true;
459       if (kind == 16)
460         saw_r16 = true;
461
462       /* Careful we don't stumble a weird internal mode.  */
463       gcc_assert (r_index <= 0 || gfc_real_kinds[r_index-1].kind != kind);
464       /* Or have too many modes for the allocated space.  */
465       gcc_assert (r_index != MAX_REAL_KINDS);
466
467       gfc_real_kinds[r_index].kind = kind;
468       gfc_real_kinds[r_index].radix = fmt->b;
469       gfc_real_kinds[r_index].digits = fmt->p;
470       gfc_real_kinds[r_index].min_exponent = fmt->emin;
471       gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax;
472       if (fmt->pnan < fmt->p)
473         /* This is an IBM extended double format (or the MIPS variant)
474            made up of two IEEE doubles.  The value of the long double is
475            the sum of the values of the two parts.  The most significant
476            part is required to be the value of the long double rounded
477            to the nearest double.  If we use emax of 1024 then we can't
478            represent huge(x) = (1 - b**(-p)) * b**(emax-1) * b, because
479            rounding will make the most significant part overflow.  */
480         gfc_real_kinds[r_index].max_exponent = fmt->emax - 1;
481       gfc_real_kinds[r_index].mode_precision = GET_MODE_PRECISION (mode);
482       r_index += 1;
483     }
484
485   /* Choose the default integer kind.  We choose 4 unless the user directs us
486      otherwise.  Even if the user specified that the default integer kind is 8,
487      the numeric storage size is not 64 bits.  In this case, a warning will be
488      issued when NUMERIC_STORAGE_SIZE is used.  Set NUMERIC_STORAGE_SIZE to 32.  */
489
490   gfc_numeric_storage_size = 4 * 8;
491
492   if (gfc_option.flag_default_integer)
493     {
494       if (!saw_i8)
495         fatal_error ("INTEGER(KIND=8) is not available for -fdefault-integer-8 option");
496
497       gfc_default_integer_kind = 8;
498
499     }
500   else if (gfc_option.flag_integer4_kind == 8)
501     {
502       if (!saw_i8)
503         fatal_error ("INTEGER(KIND=8) is not available for -finteger-4-integer-8 option");
504
505       gfc_default_integer_kind = 8;
506     }
507   else if (saw_i4)
508     {
509       gfc_default_integer_kind = 4;
510     }
511   else
512     {
513       gfc_default_integer_kind = gfc_integer_kinds[i_index - 1].kind;
514       gfc_numeric_storage_size = gfc_integer_kinds[i_index - 1].bit_size;
515     }
516
517   /* Choose the default real kind.  Again, we choose 4 when possible.  */
518   if (gfc_option.flag_default_real)
519     {
520       if (!saw_r8)
521         fatal_error ("REAL(KIND=8) is not available for -fdefault-real-8 option");
522
523       gfc_default_real_kind = 8;
524     }
525   else if (gfc_option.flag_real4_kind == 8)
526   {
527     if (!saw_r8)
528       fatal_error ("REAL(KIND=8) is not available for -freal-4-real-8 option");
529
530     gfc_default_real_kind = 8;
531   }
532   else if (gfc_option.flag_real4_kind == 10)
533   {
534     if (!saw_r10)
535       fatal_error ("REAL(KIND=10) is not available for -freal-4-real-10 option");
536
537     gfc_default_real_kind = 10;
538   }
539   else if (gfc_option.flag_real4_kind == 16)
540   {
541     if (!saw_r16)
542       fatal_error ("REAL(KIND=16) is not available for -freal-4-real-16 option");
543
544     gfc_default_real_kind = 16;
545   }
546   else if (saw_r4)
547     gfc_default_real_kind = 4;
548   else
549     gfc_default_real_kind = gfc_real_kinds[0].kind;
550
551   /* Choose the default double kind.  If -fdefault-real and -fdefault-double
552      are specified, we use kind=8, if it's available.  If -fdefault-real is
553      specified without -fdefault-double, we use kind=16, if it's available.
554      Otherwise we do not change anything.  */
555   if (gfc_option.flag_default_double && !gfc_option.flag_default_real)
556     fatal_error ("Use of -fdefault-double-8 requires -fdefault-real-8");
557
558   if (gfc_option.flag_default_real && gfc_option.flag_default_double && saw_r8)
559     gfc_default_double_kind = 8;
560   else if (gfc_option.flag_default_real && saw_r16)
561     gfc_default_double_kind = 16;
562   else if (gfc_option.flag_real8_kind == 4)
563     {
564       if (!saw_r4)
565         fatal_error ("REAL(KIND=4) is not available for -freal-8-real-4 option");
566
567         gfc_default_double_kind = 4;
568     }
569   else if (gfc_option.flag_real8_kind == 10 )
570     {
571       if (!saw_r10)
572         fatal_error ("REAL(KIND=10) is not available for -freal-8-real-10 option");
573
574         gfc_default_double_kind = 10;
575     }
576   else if (gfc_option.flag_real8_kind == 16 )
577     {
578       if (!saw_r16)
579         fatal_error ("REAL(KIND=10) is not available for -freal-8-real-16 option");
580
581         gfc_default_double_kind = 16;
582     }
583   else if (saw_r4 && saw_r8)
584     gfc_default_double_kind = 8;
585   else
586     {
587       /* F95 14.6.3.1: A nonpointer scalar object of type double precision
588          real ... occupies two contiguous numeric storage units.
589
590          Therefore we must be supplied a kind twice as large as we chose
591          for single precision.  There are loopholes, in that double
592          precision must *occupy* two storage units, though it doesn't have
593          to *use* two storage units.  Which means that you can make this
594          kind artificially wide by padding it.  But at present there are
595          no GCC targets for which a two-word type does not exist, so we
596          just let gfc_validate_kind abort and tell us if something breaks.  */
597
598       gfc_default_double_kind
599         = gfc_validate_kind (BT_REAL, gfc_default_real_kind * 2, false);
600     }
601
602   /* The default logical kind is constrained to be the same as the
603      default integer kind.  Similarly with complex and real.  */
604   gfc_default_logical_kind = gfc_default_integer_kind;
605   gfc_default_complex_kind = gfc_default_real_kind;
606
607   /* We only have two character kinds: ASCII and UCS-4.
608      ASCII corresponds to a 8-bit integer type, if one is available.
609      UCS-4 corresponds to a 32-bit integer type, if one is available. */
610   i_index = 0;
611   if ((kind = get_int_kind_from_width (8)) > 0)
612     {
613       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
614       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 8;
615       gfc_character_kinds[i_index].name = "ascii";
616       i_index++;
617     }
618   if ((kind = get_int_kind_from_width (32)) > 0)
619     {
620       gfc_character_kinds[i_index].kind = kind;
621       gfc_character_kinds[i_index].bit_size = 32;
622       gfc_character_kinds[i_index].name = "iso_10646";
623       i_index++;
624     }
625
626   /* Choose the smallest integer kind for our default character.  */
627   gfc_default_character_kind = gfc_character_kinds[0].kind;
628   gfc_character_storage_size = gfc_default_character_kind * 8;
629
630   gfc_index_integer_kind = get_int_kind_from_name (PTRDIFF_TYPE);
631
632   /* Pick a kind the same size as the C "int" type.  */
633   gfc_c_int_kind = INT_TYPE_SIZE / 8;
634
635   /* Choose atomic kinds to match C's int.  */
636   gfc_atomic_int_kind = gfc_c_int_kind;
637   gfc_atomic_logical_kind = gfc_c_int_kind;
638 }
639
640
641 /* Make sure that a valid kind is present.  Returns an index into the
642    associated kinds array, -1 if the kind is not present.  */
643
644 static int
645 validate_integer (int kind)
646 {
647   int i;
648
649   for (i = 0; gfc_integer_kinds[i].kind != 0; i++)
650     if (gfc_integer_kinds[i].kind == kind)
651       return i;
652
653   return -1;
654 }
655
656 static int
657 validate_real (int kind)
658 {
659   int i;
660
661   for (i = 0; gfc_real_kinds[i].kind != 0; i++)
662     if (gfc_real_kinds[i].kind == kind)
663       return i;
664
665   return -1;
666 }
667
668 static int
669 validate_logical (int kind)
670 {
671   int i;
672
673   for (i = 0; gfc_logical_kinds[i].kind; i++)
674     if (gfc_logical_kinds[i].kind == kind)
675       return i;
676
677   return -1;
678 }
679
680 static int
681 validate_character (int kind)
682 {
683   int i;
684
685   for (i = 0; gfc_character_kinds[i].kind; i++)
686     if (gfc_character_kinds[i].kind == kind)
687       return i;
688
689   return -1;
690 }
691
692 /* Validate a kind given a basic type.  The return value is the same
693    for the child functions, with -1 indicating nonexistence of the
694    type.  If MAY_FAIL is false, then -1 is never returned, and we ICE.  */
695
696 int
697 gfc_validate_kind (bt type, int kind, bool may_fail)
698 {
699   int rc;
700
701   switch (type)
702     {
703     case BT_REAL:               /* Fall through */
704     case BT_COMPLEX:
705       rc = validate_real (kind);
706       break;
707     case BT_INTEGER:
708       rc = validate_integer (kind);
709       break;
710     case BT_LOGICAL:
711       rc = validate_logical (kind);
712       break;
713     case BT_CHARACTER:
714       rc = validate_character (kind);
715       break;
716
717     default:
718       gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad type");
719     }
720
721   if (rc < 0 && !may_fail)
722     gfc_internal_error ("gfc_validate_kind(): Got bad kind");
723
724   return rc;
725 }
726
727
728 /* Four subroutines of gfc_init_types.  Create type nodes for the given kind.
729    Reuse common type nodes where possible.  Recognize if the kind matches up
730    with a C type.  This will be used later in determining which routines may
731    be scarfed from libm.  */
732
733 static tree
734 gfc_build_int_type (gfc_integer_info *info)
735 {
736   int mode_precision = info->bit_size;
737
738   if (mode_precision == CHAR_TYPE_SIZE)
739     info->c_char = 1;
740   if (mode_precision == SHORT_TYPE_SIZE)
741     info->c_short = 1;
742   if (mode_precision == INT_TYPE_SIZE)
743     info->c_int = 1;
744   if (mode_precision == LONG_TYPE_SIZE)
745     info->c_long = 1;
746   if (mode_precision == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
747     info->c_long_long = 1;
748
749   if (TYPE_PRECISION (intQI_type_node) == mode_precision)
750     return intQI_type_node;
751   if (TYPE_PRECISION (intHI_type_node) == mode_precision)
752     return intHI_type_node;
753   if (TYPE_PRECISION (intSI_type_node) == mode_precision)
754     return intSI_type_node;
755   if (TYPE_PRECISION (intDI_type_node) == mode_precision)
756     return intDI_type_node;
757   if (TYPE_PRECISION (intTI_type_node) == mode_precision)
758     return intTI_type_node;
759
760   return make_signed_type (mode_precision);
761 }
762
763 tree
764 gfc_build_uint_type (int size)
765 {
766   if (size == CHAR_TYPE_SIZE)
767     return unsigned_char_type_node;
768   if (size == SHORT_TYPE_SIZE)
769     return short_unsigned_type_node;
770   if (size == INT_TYPE_SIZE)
771     return unsigned_type_node;
772   if (size == LONG_TYPE_SIZE)
773     return long_unsigned_type_node;
774   if (size == LONG_LONG_TYPE_SIZE)
775     return long_long_unsigned_type_node;
776
777   return make_unsigned_type (size);
778 }
779
780
781 static tree
782 gfc_build_real_type (gfc_real_info *info)
783 {
784   int mode_precision = info->mode_precision;
785   tree new_type;
786
787   if (mode_precision == FLOAT_TYPE_SIZE)
788     info->c_float = 1;
789   if (mode_precision == DOUBLE_TYPE_SIZE)
790     info->c_double = 1;
791   if (mode_precision == LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE)
792     info->c_long_double = 1;
793   if (mode_precision != LONG_DOUBLE_TYPE_SIZE && mode_precision == 128)
794     {
795       info->c_float128 = 1;
796       gfc_real16_is_float128 = true;
797     }
798
799   if (TYPE_PRECISION (float_type_node) == mode_precision)
800     return float_type_node;
801   if (TYPE_PRECISION (double_type_node) == mode_precision)
802     return double_type_node;
803   if (TYPE_PRECISION (long_double_type_node) == mode_precision)
804     return long_double_type_node;
805
806   new_type = make_node (REAL_TYPE);
807   TYPE_PRECISION (new_type) = mode_precision;
808   layout_type (new_type);
809   return new_type;
810 }
811
812 static tree
813 gfc_build_complex_type (tree scalar_type)
814 {
815   tree new_type;
816
817   if (scalar_type == NULL)
818     return NULL;
819   if (scalar_type == float_type_node)
820     return complex_float_type_node;
821   if (scalar_type == double_type_node)
822     return complex_double_type_node;
823   if (scalar_type == long_double_type_node)
824     return complex_long_double_type_node;
825
826   new_type = make_node (COMPLEX_TYPE);
827   TREE_TYPE (new_type) = scalar_type;
828   layout_type (new_type);
829   return new_type;
830 }
831
832 static tree
833 gfc_build_logical_type (gfc_logical_info *info)
834 {
835   int bit_size = info->bit_size;
836   tree new_type;
837
838   if (bit_size == BOOL_TYPE_SIZE)
839     {
840       info->c_bool = 1;
841       return boolean_type_node;
842     }
843
844   new_type = make_unsigned_type (bit_size);
845   TREE_SET_CODE (new_type, BOOLEAN_TYPE);
846   TYPE_MAX_VALUE (new_type) = build_int_cst (new_type, 1);
847   TYPE_PRECISION (new_type) = 1;
848
849   return new_type;
850 }
851
852
853 /* Create the backend type nodes. We map them to their
854    equivalent C type, at least for now.  We also give
855    names to the types here, and we push them in the
856    global binding level context.*/
857
858 void
859 gfc_init_types (void)
860 {
861   char name_buf[18];
862   int index;
863   tree type;
864   unsigned n;
865   unsigned HOST_WIDE_INT hi;
866   unsigned HOST_WIDE_INT lo;
867
868   /* Create and name the types.  */
869 #define PUSH_TYPE(name, node) \
870   pushdecl (build_decl (input_location, \
871                         TYPE_DECL, get_identifier (name), node))
872
873   for (index = 0; gfc_integer_kinds[index].kind != 0; ++index)
874     {
875       type = gfc_build_int_type (&gfc_integer_kinds[index]);
876       /* Ensure integer(kind=1) doesn't have TYPE_STRING_FLAG set.  */
877       if (TYPE_STRING_FLAG (type))
878         type = make_signed_type (gfc_integer_kinds[index].bit_size);
879       gfc_integer_types[index] = type;
880       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "integer(kind=%d)",
881                 gfc_integer_kinds[index].kind);
882       PUSH_TYPE (name_buf, type);
883     }
884
885   for (index = 0; gfc_logical_kinds[index].kind != 0; ++index)
886     {
887       type = gfc_build_logical_type (&gfc_logical_kinds[index]);
888       gfc_logical_types[index] = type;
889       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "logical(kind=%d)",
890                 gfc_logical_kinds[index].kind);
891       PUSH_TYPE (name_buf, type);
892     }
893
894   for (index = 0; gfc_real_kinds[index].kind != 0; index++)
895     {
896       type = gfc_build_real_type (&gfc_real_kinds[index]);
897       gfc_real_types[index] = type;
898       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "real(kind=%d)",
899                 gfc_real_kinds[index].kind);
900       PUSH_TYPE (name_buf, type);
901
902       if (gfc_real_kinds[index].c_float128)
903         float128_type_node = type;
904
905       type = gfc_build_complex_type (type);
906       gfc_complex_types[index] = type;
907       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "complex(kind=%d)",
908                 gfc_real_kinds[index].kind);
909       PUSH_TYPE (name_buf, type);
910
911       if (gfc_real_kinds[index].c_float128)
912         complex_float128_type_node = type;
913     }
914
915   for (index = 0; gfc_character_kinds[index].kind != 0; ++index)
916     {
917       type = gfc_build_uint_type (gfc_character_kinds[index].bit_size);
918       type = build_qualified_type (type, TYPE_UNQUALIFIED);
919       snprintf (name_buf, sizeof(name_buf), "character(kind=%d)",
920                 gfc_character_kinds[index].kind);
921       PUSH_TYPE (name_buf, type);
922       gfc_character_types[index] = type;
923       gfc_pcharacter_types[index] = build_pointer_type (type);
924     }
925   gfc_character1_type_node = gfc_character_types[0];
926
927   PUSH_TYPE ("byte", unsigned_char_type_node);
928   PUSH_TYPE ("void", void_type_node);
929
930   /* DBX debugging output gets upset if these aren't set.  */
931   if (!TYPE_NAME (integer_type_node))
932     PUSH_TYPE ("c_integer", integer_type_node);
933   if (!TYPE_NAME (char_type_node))
934     PUSH_TYPE ("c_char", char_type_node);
935
936 #undef PUSH_TYPE
937
938   pvoid_type_node = build_pointer_type (void_type_node);
939   prvoid_type_node = build_qualified_type (pvoid_type_node, TYPE_QUAL_RESTRICT);
940   ppvoid_type_node = build_pointer_type (pvoid_type_node);
941   pchar_type_node = build_pointer_type (gfc_character1_type_node);
942   pfunc_type_node
943     = build_pointer_type (build_function_type_list (void_type_node, NULL_TREE));
944
945   gfc_array_index_type = gfc_get_int_type (gfc_index_integer_kind);
946   /* We cannot use gfc_index_zero_node in definition of gfc_array_range_type,
947      since this function is called before gfc_init_constants.  */
948   gfc_array_range_type
949           = build_range_type (gfc_array_index_type,
950                               build_int_cst (gfc_array_index_type, 0),
951                               NULL_TREE);
952
953   /* The maximum array element size that can be handled is determined
954      by the number of bits available to store this field in the array
955      descriptor.  */
956
957   n = TYPE_PRECISION (gfc_array_index_type) - GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
958   lo = ~ (unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
959   if (n > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
960     hi = lo >> (2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n);
961   else
962     hi = 0, lo >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - n;
963   gfc_max_array_element_size
964     = build_int_cst_wide (long_unsigned_type_node, lo, hi);
965
966   boolean_type_node = gfc_get_logical_type (gfc_default_logical_kind);
967   boolean_true_node = build_int_cst (boolean_type_node, 1);
968   boolean_false_node = build_int_cst (boolean_type_node, 0);
969
970   /* ??? Shouldn't this be based on gfc_index_integer_kind or so?  */
971   gfc_charlen_int_kind = 4;
972   gfc_charlen_type_node = gfc_get_int_type (gfc_charlen_int_kind);
973 }
974
975 /* Get the type node for the given type and kind.  */
976
977 tree
978 gfc_get_int_type (int kind)
979 {
980   int index = gfc_validate_kind (BT_INTEGER, kind, true);
981   return index < 0 ? 0 : gfc_integer_types[index];
982 }
983
984 tree
985 gfc_get_real_type (int kind)
986 {
987   int index = gfc_validate_kind (BT_REAL, kind, true);
988   return index < 0 ? 0 : gfc_real_types[index];
989 }
990
991 tree
992 gfc_get_complex_type (int kind)
993 {
994   int index = gfc_validate_kind (BT_COMPLEX, kind, true);
995   return index < 0 ? 0 : gfc_complex_types[index];
996 }
997
998 tree
999 gfc_get_logical_type (int kind)
1000 {
1001   int index = gfc_validate_kind (BT_LOGICAL, kind, true);
1002   return index < 0 ? 0 : gfc_logical_types[index];
1003 }
1004
1005 tree
1006 gfc_get_char_type (int kind)
1007 {
1008   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
1009   return index < 0 ? 0 : gfc_character_types[index];
1010 }
1011
1012 tree
1013 gfc_get_pchar_type (int kind)
1014 {
1015   int index = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, true);
1016   return index < 0 ? 0 : gfc_pcharacter_types[index];
1017 }
1018
1019 \f
1020 /* Create a character type with the given kind and length.  */
1021
1022 tree
1023 gfc_get_character_type_len_for_eltype (tree eltype, tree len)
1024 {
1025   tree bounds, type;
1026
1027   bounds = build_range_type (gfc_charlen_type_node, gfc_index_one_node, len);
1028   type = build_array_type (eltype, bounds);
1029   TYPE_STRING_FLAG (type) = 1;
1030
1031   return type;
1032 }
1033
1034 tree
1035 gfc_get_character_type_len (int kind, tree len)
1036 {
1037   gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, false);
1038   return gfc_get_character_type_len_for_eltype (gfc_get_char_type (kind), len);
1039 }
1040
1041
1042 /* Get a type node for a character kind.  */
1043
1044 tree
1045 gfc_get_character_type (int kind, gfc_charlen * cl)
1046 {
1047   tree len;
1048
1049   len = (cl == NULL) ? NULL_TREE : cl->backend_decl;
1050
1051   return gfc_get_character_type_len (kind, len);
1052 }
1053 \f
1054 /* Covert a basic type.  This will be an array for character types.  */
1055
1056 tree
1057 gfc_typenode_for_spec (gfc_typespec * spec)
1058 {
1059   tree basetype;
1060
1061   switch (spec->type)
1062     {
1063     case BT_UNKNOWN:
1064       gcc_unreachable ();
1065
1066     case BT_INTEGER:
1067       /* We use INTEGER(c_intptr_t) for C_PTR and C_FUNPTR once the symbol
1068          has been resolved.  This is done so we can convert C_PTR and
1069          C_FUNPTR to simple variables that get translated to (void *).  */
1070       if (spec->f90_type == BT_VOID)
1071         {
1072           if (spec->u.derived
1073               && spec->u.derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
1074             basetype = ptr_type_node;
1075           else
1076             basetype = pfunc_type_node;
1077         }
1078       else
1079         basetype = gfc_get_int_type (spec->kind);
1080       break;
1081
1082     case BT_REAL:
1083       basetype = gfc_get_real_type (spec->kind);
1084       break;
1085
1086     case BT_COMPLEX:
1087       basetype = gfc_get_complex_type (spec->kind);
1088       break;
1089
1090     case BT_LOGICAL:
1091       basetype = gfc_get_logical_type (spec->kind);
1092       break;
1093
1094     case BT_CHARACTER:
1095 #if 0
1096       if (spec->deferred)
1097         basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, NULL);
1098       else
1099 #endif
1100         basetype = gfc_get_character_type (spec->kind, spec->u.cl);
1101       break;
1102
1103     case BT_DERIVED:
1104     case BT_CLASS:
1105       basetype = gfc_get_derived_type (spec->u.derived);
1106
1107       if (spec->type == BT_CLASS)
1108         GFC_CLASS_TYPE_P (basetype) = 1;
1109
1110       /* If we're dealing with either C_PTR or C_FUNPTR, we modified the
1111          type and kind to fit a (void *) and the basetype returned was a
1112          ptr_type_node.  We need to pass up this new information to the
1113          symbol that was declared of type C_PTR or C_FUNPTR.  */
1114       if (spec->u.derived->attr.is_iso_c)
1115         {
1116           spec->type = spec->u.derived->ts.type;
1117           spec->kind = spec->u.derived->ts.kind;
1118           spec->f90_type = spec->u.derived->ts.f90_type;
1119         }
1120       break;
1121     case BT_VOID:
1122     case BT_ASSUMED:
1123       /* This is for the second arg to c_f_pointer and c_f_procpointer
1124          of the iso_c_binding module, to accept any ptr type.  */
1125       basetype = ptr_type_node;
1126       if (spec->f90_type == BT_VOID)
1127         {
1128           if (spec->u.derived
1129               && spec->u.derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
1130             basetype = ptr_type_node;
1131           else
1132             basetype = pfunc_type_node;
1133         }
1134        break;
1135     default:
1136       gcc_unreachable ();
1137     }
1138   return basetype;
1139 }
1140 \f
1141 /* Build an INT_CST for constant expressions, otherwise return NULL_TREE.  */
1142
1143 static tree
1144 gfc_conv_array_bound (gfc_expr * expr)
1145 {
1146   /* If expr is an integer constant, return that.  */
1147   if (expr != NULL && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1148     return gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer, gfc_index_integer_kind);
1149
1150   /* Otherwise return NULL.  */
1151   return NULL_TREE;
1152 }
1153 \f
1154 tree
1155 gfc_get_element_type (tree type)
1156 {
1157   tree element;
1158
1159   if (GFC_ARRAY_TYPE_P (type))
1160     {
1161       if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE)
1162         type = TREE_TYPE (type);
1163       if (GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type) == 0)
1164         {
1165           gcc_assert (GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (type) > 0);
1166           element = type;
1167         }
1168       else
1169         {
1170           gcc_assert (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE);
1171           element = TREE_TYPE (type);
1172         }
1173     }
1174   else
1175     {
1176       gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type));
1177       element = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
1178
1179       gcc_assert (TREE_CODE (element) == POINTER_TYPE);
1180       element = TREE_TYPE (element);
1181
1182       /* For arrays, which are not scalar coarrays.  */
1183       if (TREE_CODE (element) == ARRAY_TYPE)
1184         element = TREE_TYPE (element);
1185     }
1186
1187   return element;
1188 }
1189 \f
1190 /* Build an array.  This function is called from gfc_sym_type().
1191    Actually returns array descriptor type.
1192
1193    Format of array descriptors is as follows:
1194
1195     struct gfc_array_descriptor
1196     {
1197       array *data
1198       index offset;
1199       index dtype;
1200       struct descriptor_dimension dimension[N_DIM];
1201     }
1202
1203     struct descriptor_dimension
1204     {
1205       index stride;
1206       index lbound;
1207       index ubound;
1208     }
1209
1210    Translation code should use gfc_conv_descriptor_* rather than
1211    accessing the descriptor directly.  Any changes to the array
1212    descriptor type will require changes in gfc_conv_descriptor_* and
1213    gfc_build_array_initializer.
1214
1215    This is represented internally as a RECORD_TYPE. The index nodes
1216    are gfc_array_index_type and the data node is a pointer to the
1217    data.  See below for the handling of character types.
1218
1219    The dtype member is formatted as follows:
1220     rank = dtype & GFC_DTYPE_RANK_MASK // 3 bits
1221     type = (dtype & GFC_DTYPE_TYPE_MASK) >> GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT // 3 bits
1222     size = dtype >> GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT
1223
1224    I originally used nested ARRAY_TYPE nodes to represent arrays, but
1225    this generated poor code for assumed/deferred size arrays.  These
1226    require use of PLACEHOLDER_EXPR/WITH_RECORD_EXPR, which isn't part
1227    of the GENERIC grammar.  Also, there is no way to explicitly set
1228    the array stride, so all data must be packed(1).  I've tried to
1229    mark all the functions which would require modification with a GCC
1230    ARRAYS comment.
1231
1232    The data component points to the first element in the array.  The
1233    offset field is the position of the origin of the array (i.e. element
1234    (0, 0 ...)).  This may be outside the bounds of the array.
1235
1236    An element is accessed by
1237     data[offset + index0*stride0 + index1*stride1 + index2*stride2]
1238    This gives good performance as the computation does not involve the
1239    bounds of the array.  For packed arrays, this is optimized further
1240    by substituting the known strides.
1241
1242    This system has one problem: all array bounds must be within 2^31
1243    elements of the origin (2^63 on 64-bit machines).  For example
1244     integer, dimension (80000:90000, 80000:90000, 2) :: array
1245    may not work properly on 32-bit machines because 80000*80000 >
1246    2^31, so the calculation for stride2 would overflow.  This may
1247    still work, but I haven't checked, and it relies on the overflow
1248    doing the right thing.
1249
1250    The way to fix this problem is to access elements as follows:
1251     data[(index0-lbound0)*stride0 + (index1-lbound1)*stride1]
1252    Obviously this is much slower.  I will make this a compile time
1253    option, something like -fsmall-array-offsets.  Mixing code compiled
1254    with and without this switch will work.
1255
1256    (1) This can be worked around by modifying the upper bound of the
1257    previous dimension.  This requires extra fields in the descriptor
1258    (both real_ubound and fake_ubound).  */
1259
1260
1261 /* Returns true if the array sym does not require a descriptor.  */
1262
1263 int
1264 gfc_is_nodesc_array (gfc_symbol * sym)
1265 {
1266   gcc_assert (sym->attr.dimension || sym->attr.codimension);
1267
1268   /* We only want local arrays.  */
1269   if (sym->attr.pointer || sym->attr.allocatable)
1270     return 0;
1271
1272   /* We want a descriptor for associate-name arrays that do not have an
1273      explicitly known shape already.  */
1274   if (sym->assoc && sym->as->type != AS_EXPLICIT)
1275     return 0;
1276
1277   if (sym->attr.dummy)
1278     return sym->as->type != AS_ASSUMED_SHAPE
1279            && sym->as->type != AS_ASSUMED_RANK;
1280
1281   if (sym->attr.result || sym->attr.function)
1282     return 0;
1283
1284   gcc_assert (sym->as->type == AS_EXPLICIT || sym->as->cp_was_assumed);
1285
1286   return 1;
1287 }
1288
1289
1290 /* Create an array descriptor type.  */
1291
1292 static tree
1293 gfc_build_array_type (tree type, gfc_array_spec * as,
1294                       enum gfc_array_kind akind, bool restricted,
1295                       bool contiguous)
1296 {
1297   tree lbound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1298   tree ubound[GFC_MAX_DIMENSIONS];
1299   int n;
1300
1301   if (as->type == AS_ASSUMED_RANK)
1302     for (n = 0; n < GFC_MAX_DIMENSIONS; n++)
1303       {
1304         lbound[n] = NULL_TREE;
1305         ubound[n] = NULL_TREE;
1306       }
1307
1308   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1309     {
1310       /* Create expressions for the known bounds of the array.  */
1311       if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE && as->lower[n] == NULL)
1312         lbound[n] = gfc_index_one_node;
1313       else
1314         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
1315       ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
1316     }
1317
1318   for (n = as->rank; n < as->rank + as->corank; n++)
1319     {
1320       if (as->type != AS_DEFERRED && as->lower[n] == NULL)
1321         lbound[n] = gfc_index_one_node;
1322       else
1323         lbound[n] = gfc_conv_array_bound (as->lower[n]);
1324
1325       if (n < as->rank + as->corank - 1)
1326         ubound[n] = gfc_conv_array_bound (as->upper[n]);
1327     }
1328
1329   if (as->type == AS_ASSUMED_SHAPE)
1330     akind = contiguous ? GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT
1331                        : GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE;
1332   else if (as->type == AS_ASSUMED_RANK)
1333     akind = contiguous ? GFC_ARRAY_ASSUMED_RANK_CONT
1334                        : GFC_ARRAY_ASSUMED_RANK;
1335   return gfc_get_array_type_bounds (type, as->rank == -1
1336                                           ? GFC_MAX_DIMENSIONS : as->rank,
1337                                     as->corank, lbound,
1338                                     ubound, 0, akind, restricted);
1339 }
1340 \f
1341 /* Returns the struct descriptor_dimension type.  */
1342
1343 static tree
1344 gfc_get_desc_dim_type (void)
1345 {
1346   tree type;
1347   tree decl, *chain = NULL;
1348
1349   if (gfc_desc_dim_type)
1350     return gfc_desc_dim_type;
1351
1352   /* Build the type node.  */
1353   type = make_node (RECORD_TYPE);
1354
1355   TYPE_NAME (type) = get_identifier ("descriptor_dimension");
1356   TYPE_PACKED (type) = 1;
1357
1358   /* Consists of the stride, lbound and ubound members.  */
1359   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1360                                     get_identifier ("stride"),
1361                                     gfc_array_index_type, &chain);
1362   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1363
1364   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1365                                     get_identifier ("lbound"),
1366                                     gfc_array_index_type, &chain);
1367   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1368
1369   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (type,
1370                                     get_identifier ("ubound"),
1371                                     gfc_array_index_type, &chain);
1372   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1373
1374   /* Finish off the type.  */
1375   gfc_finish_type (type);
1376   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
1377
1378   gfc_desc_dim_type = type;
1379   return type;
1380 }
1381
1382
1383 /* Return the DTYPE for an array.  This describes the type and type parameters
1384    of the array.  */
1385 /* TODO: Only call this when the value is actually used, and make all the
1386    unknown cases abort.  */
1387
1388 tree
1389 gfc_get_dtype (tree type)
1390 {
1391   tree size;
1392   int n;
1393   HOST_WIDE_INT i;
1394   tree tmp;
1395   tree dtype;
1396   tree etype;
1397   int rank;
1398
1399   gcc_assert (GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type) || GFC_ARRAY_TYPE_P (type));
1400
1401   if (GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type))
1402     return GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type);
1403
1404   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
1405   etype = gfc_get_element_type (type);
1406
1407   switch (TREE_CODE (etype))
1408     {
1409     case INTEGER_TYPE:
1410       n = BT_INTEGER;
1411       break;
1412
1413     case BOOLEAN_TYPE:
1414       n = BT_LOGICAL;
1415       break;
1416
1417     case REAL_TYPE:
1418       n = BT_REAL;
1419       break;
1420
1421     case COMPLEX_TYPE:
1422       n = BT_COMPLEX;
1423       break;
1424
1425     /* We will never have arrays of arrays.  */
1426     case RECORD_TYPE:
1427       n = BT_DERIVED;
1428       break;
1429
1430     case ARRAY_TYPE:
1431       n = BT_CHARACTER;
1432       break;
1433
1434     case POINTER_TYPE:
1435       n = BT_ASSUMED;
1436       break;
1437
1438     default:
1439       /* TODO: Don't do dtype for temporary descriptorless arrays.  */
1440       /* We can strange array types for temporary arrays.  */
1441       return gfc_index_zero_node;
1442     }
1443
1444   gcc_assert (rank <= GFC_DTYPE_RANK_MASK);
1445   size = TYPE_SIZE_UNIT (etype);
1446
1447   i = rank | (n << GFC_DTYPE_TYPE_SHIFT);
1448   if (size && INTEGER_CST_P (size))
1449     {
1450       if (tree_int_cst_lt (gfc_max_array_element_size, size))
1451         gfc_fatal_error ("Array element size too big at %C");
1452
1453       i += TREE_INT_CST_LOW (size) << GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT;
1454     }
1455   dtype = build_int_cst (gfc_array_index_type, i);
1456
1457   if (size && !INTEGER_CST_P (size))
1458     {
1459       tmp = build_int_cst (gfc_array_index_type, GFC_DTYPE_SIZE_SHIFT);
1460       tmp  = fold_build2_loc (input_location, LSHIFT_EXPR,
1461                               gfc_array_index_type,
1462                               fold_convert (gfc_array_index_type, size), tmp);
1463       dtype = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
1464                                tmp, dtype);
1465     }
1466   /* If we don't know the size we leave it as zero.  This should never happen
1467      for anything that is actually used.  */
1468   /* TODO: Check this is actually true, particularly when repacking
1469      assumed size parameters.  */
1470
1471   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = dtype;
1472   return dtype;
1473 }
1474
1475
1476 /* Build an array type for use without a descriptor, packed according
1477    to the value of PACKED.  */
1478
1479 tree
1480 gfc_get_nodesc_array_type (tree etype, gfc_array_spec * as, gfc_packed packed,
1481                            bool restricted)
1482 {
1483   tree range;
1484   tree type;
1485   tree tmp;
1486   int n;
1487   int known_stride;
1488   int known_offset;
1489   mpz_t offset;
1490   mpz_t stride;
1491   mpz_t delta;
1492   gfc_expr *expr;
1493
1494   mpz_init_set_ui (offset, 0);
1495   mpz_init_set_ui (stride, 1);
1496   mpz_init (delta);
1497
1498   /* We don't use build_array_type because this does not include include
1499      lang-specific information (i.e. the bounds of the array) when checking
1500      for duplicates.  */
1501   if (as->rank)
1502     type = make_node (ARRAY_TYPE);
1503   else
1504     type = build_variant_type_copy (etype);
1505
1506   GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1507   TYPE_LANG_SPECIFIC (type)
1508       = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1509
1510   known_stride = (packed != PACKED_NO);
1511   known_offset = 1;
1512   for (n = 0; n < as->rank; n++)
1513     {
1514       /* Fill in the stride and bound components of the type.  */
1515       if (known_stride)
1516         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1517       else
1518         tmp = NULL_TREE;
1519       GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (type, n) = tmp;
1520
1521       expr = as->lower[n];
1522       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1523         {
1524           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1525                                       gfc_index_integer_kind);
1526         }
1527       else
1528         {
1529           known_stride = 0;
1530           tmp = NULL_TREE;
1531         }
1532       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1533
1534       if (known_stride)
1535         {
1536           /* Calculate the offset.  */
1537           mpz_mul (delta, stride, as->lower[n]->value.integer);
1538           mpz_sub (offset, offset, delta);
1539         }
1540       else
1541         known_offset = 0;
1542
1543       expr = as->upper[n];
1544       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1545         {
1546           tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1547                                   gfc_index_integer_kind);
1548         }
1549       else
1550         {
1551           tmp = NULL_TREE;
1552           known_stride = 0;
1553         }
1554       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1555
1556       if (known_stride)
1557         {
1558           /* Calculate the stride.  */
1559           mpz_sub (delta, as->upper[n]->value.integer,
1560                    as->lower[n]->value.integer);
1561           mpz_add_ui (delta, delta, 1);
1562           mpz_mul (stride, stride, delta);
1563         }
1564
1565       /* Only the first stride is known for partial packed arrays.  */
1566       if (packed == PACKED_NO || packed == PACKED_PARTIAL)
1567         known_stride = 0;
1568     }
1569   for (n = as->rank; n < as->rank + as->corank; n++)
1570     {
1571       expr = as->lower[n];
1572       if (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1573         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1574                                     gfc_index_integer_kind);
1575       else
1576         tmp = NULL_TREE;
1577       GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n) = tmp;
1578
1579       expr = as->upper[n];
1580       if (expr && expr->expr_type == EXPR_CONSTANT)
1581         tmp = gfc_conv_mpz_to_tree (expr->value.integer,
1582                                     gfc_index_integer_kind);
1583       else
1584         tmp = NULL_TREE;
1585       if (n < as->rank + as->corank - 1)
1586       GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n) = tmp;
1587     }
1588
1589   if (known_offset)
1590     {
1591       GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) =
1592         gfc_conv_mpz_to_tree (offset, gfc_index_integer_kind);
1593     }
1594   else
1595     GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (type) = NULL_TREE;
1596
1597   if (known_stride)
1598     {
1599       GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) =
1600         gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1601     }
1602   else
1603     GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (type) = NULL_TREE;
1604
1605   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type) = as->rank;
1606   GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (type) = as->corank;
1607   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (type) = NULL_TREE;
1608   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1609                             NULL_TREE);
1610   /* TODO: use main type if it is unbounded.  */
1611   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1612     build_pointer_type (build_array_type (etype, range));
1613   if (restricted)
1614     GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type) =
1615       build_qualified_type (GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type),
1616                             TYPE_QUAL_RESTRICT);
1617
1618   if (as->rank == 0)
1619     {
1620       if (packed != PACKED_STATIC  || gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB)
1621         {
1622           type = build_pointer_type (type);
1623
1624           if (restricted)
1625             type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1626
1627           GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1628           TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = TYPE_LANG_SPECIFIC (TREE_TYPE (type));
1629         }
1630
1631       return type;
1632     }
1633
1634   if (known_stride)
1635     {
1636       mpz_sub_ui (stride, stride, 1);
1637       range = gfc_conv_mpz_to_tree (stride, gfc_index_integer_kind);
1638     }
1639   else
1640     range = NULL_TREE;
1641
1642   range = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node, range);
1643   TYPE_DOMAIN (type) = range;
1644
1645   build_pointer_type (etype);
1646   TREE_TYPE (type) = etype;
1647
1648   layout_type (type);
1649
1650   mpz_clear (offset);
1651   mpz_clear (stride);
1652   mpz_clear (delta);
1653
1654   /* Represent packed arrays as multi-dimensional if they have rank >
1655      1 and with proper bounds, instead of flat arrays.  This makes for
1656      better debug info.  */
1657   if (known_offset)
1658     {
1659       tree gtype = etype, rtype, type_decl;
1660
1661       for (n = as->rank - 1; n >= 0; n--)
1662         {
1663           rtype = build_range_type (gfc_array_index_type,
1664                                     GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, n),
1665                                     GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (type, n));
1666           gtype = build_array_type (gtype, rtype);
1667         }
1668       TYPE_NAME (type) = type_decl = build_decl (input_location,
1669                                                  TYPE_DECL, NULL, gtype);
1670       DECL_ORIGINAL_TYPE (type_decl) = gtype;
1671     }
1672
1673   if (packed != PACKED_STATIC || !known_stride
1674       || (as->corank && gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB))
1675     {
1676       /* For dummy arrays and automatic (heap allocated) arrays we
1677          want a pointer to the array.  */
1678       type = build_pointer_type (type);
1679       if (restricted)
1680         type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1681       GFC_ARRAY_TYPE_P (type) = 1;
1682       TYPE_LANG_SPECIFIC (type) = TYPE_LANG_SPECIFIC (TREE_TYPE (type));
1683     }
1684   return type;
1685 }
1686
1687
1688 /* Return or create the base type for an array descriptor.  */
1689
1690 static tree
1691 gfc_get_array_descriptor_base (int dimen, int codimen, bool restricted,
1692                                enum gfc_array_kind akind)
1693 {
1694   tree fat_type, decl, arraytype, *chain = NULL;
1695   char name[16 + 2*GFC_RANK_DIGITS + 1 + 1];
1696   int idx;
1697
1698   /* Assumed-rank array.  */
1699   if (dimen == -1)
1700     dimen = GFC_MAX_DIMENSIONS;
1701
1702   idx = 2 * (codimen + dimen) + restricted;
1703
1704   gcc_assert (codimen + dimen >= 0 && codimen + dimen <= GFC_MAX_DIMENSIONS);
1705
1706   if (gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB && codimen)
1707     {
1708       if (gfc_array_descriptor_base_caf[idx])
1709         return gfc_array_descriptor_base_caf[idx];
1710     }
1711   else if (gfc_array_descriptor_base[idx])
1712     return gfc_array_descriptor_base[idx];
1713
1714   /* Build the type node.  */
1715   fat_type = make_node (RECORD_TYPE);
1716
1717   sprintf (name, "array_descriptor" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT, dimen + codimen);
1718   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1719   TYPE_NAMELESS (fat_type) = 1;
1720
1721   /* Add the data member as the first element of the descriptor.  */
1722   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1723                                     get_identifier ("data"),
1724                                     (restricted
1725                                      ? prvoid_type_node
1726                                      : ptr_type_node), &chain);
1727
1728   /* Add the base component.  */
1729   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1730                                     get_identifier ("offset"),
1731                                     gfc_array_index_type, &chain);
1732   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1733
1734   /* Add the dtype component.  */
1735   decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1736                                     get_identifier ("dtype"),
1737                                     gfc_array_index_type, &chain);
1738   TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1739
1740   /* Build the array type for the stride and bound components.  */
1741   if (dimen + codimen > 0)
1742     {
1743       arraytype =
1744         build_array_type (gfc_get_desc_dim_type (),
1745                           build_range_type (gfc_array_index_type,
1746                                             gfc_index_zero_node,
1747                                             gfc_rank_cst[codimen + dimen - 1]));
1748
1749       decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type, get_identifier ("dim"),
1750                                         arraytype, &chain);
1751       TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1752     }
1753
1754   if (gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB && codimen
1755       && akind == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
1756     {
1757       decl = gfc_add_field_to_struct_1 (fat_type,
1758                                         get_identifier ("token"),
1759                                         prvoid_type_node, &chain);
1760       TREE_NO_WARNING (decl) = 1;
1761     }
1762
1763   /* Finish off the type.  */
1764   gfc_finish_type (fat_type);
1765   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (fat_type)) = 1;
1766
1767   if (gfc_option.coarray == GFC_FCOARRAY_LIB && codimen
1768       && akind == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
1769     gfc_array_descriptor_base_caf[idx] = fat_type;
1770   else
1771     gfc_array_descriptor_base[idx] = fat_type;
1772
1773   return fat_type;
1774 }
1775
1776
1777 /* Build an array (descriptor) type with given bounds.  */
1778
1779 tree
1780 gfc_get_array_type_bounds (tree etype, int dimen, int codimen, tree * lbound,
1781                            tree * ubound, int packed,
1782                            enum gfc_array_kind akind, bool restricted)
1783 {
1784   char name[8 + 2*GFC_RANK_DIGITS + 1 + GFC_MAX_SYMBOL_LEN];
1785   tree fat_type, base_type, arraytype, lower, upper, stride, tmp, rtype;
1786   const char *type_name;
1787   int n;
1788
1789   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen, codimen, restricted, akind);
1790   fat_type = build_distinct_type_copy (base_type);
1791   /* Make sure that nontarget and target array type have the same canonical
1792      type (and same stub decl for debug info).  */
1793   base_type = gfc_get_array_descriptor_base (dimen, codimen, false, akind);
1794   TYPE_CANONICAL (fat_type) = base_type;
1795   TYPE_STUB_DECL (fat_type) = TYPE_STUB_DECL (base_type);
1796
1797   tmp = TYPE_NAME (etype);
1798   if (tmp && TREE_CODE (tmp) == TYPE_DECL)
1799     tmp = DECL_NAME (tmp);
1800   if (tmp)
1801     type_name = IDENTIFIER_POINTER (tmp);
1802   else
1803     type_name = "unknown";
1804   sprintf (name, "array" GFC_RANK_PRINTF_FORMAT "_%.*s", dimen + codimen,
1805            GFC_MAX_SYMBOL_LEN, type_name);
1806   TYPE_NAME (fat_type) = get_identifier (name);
1807   TYPE_NAMELESS (fat_type) = 1;
1808
1809   GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (fat_type) = 1;
1810   TYPE_LANG_SPECIFIC (fat_type)
1811     = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1812
1813   GFC_TYPE_ARRAY_RANK (fat_type) = dimen;
1814   GFC_TYPE_ARRAY_CORANK (fat_type) = codimen;
1815   GFC_TYPE_ARRAY_DTYPE (fat_type) = NULL_TREE;
1816   GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (fat_type) = akind;
1817
1818   /* Build an array descriptor record type.  */
1819   if (packed != 0)
1820     stride = gfc_index_one_node;
1821   else
1822     stride = NULL_TREE;
1823   for (n = 0; n < dimen + codimen; n++)
1824     {
1825       if (n < dimen)
1826         GFC_TYPE_ARRAY_STRIDE (fat_type, n) = stride;
1827
1828       if (lbound)
1829         lower = lbound[n];
1830       else
1831         lower = NULL_TREE;
1832
1833       if (lower != NULL_TREE)
1834         {
1835           if (INTEGER_CST_P (lower))
1836             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (fat_type, n) = lower;
1837           else
1838             lower = NULL_TREE;
1839         }
1840
1841       if (codimen && n == dimen + codimen - 1)
1842         break;
1843
1844       upper = ubound[n];
1845       if (upper != NULL_TREE)
1846         {
1847           if (INTEGER_CST_P (upper))
1848             GFC_TYPE_ARRAY_UBOUND (fat_type, n) = upper;
1849           else
1850             upper = NULL_TREE;
1851         }
1852
1853       if (n >= dimen)
1854         continue;
1855
1856       if (upper != NULL_TREE && lower != NULL_TREE && stride != NULL_TREE)
1857         {
1858           tmp = fold_build2_loc (input_location, MINUS_EXPR,
1859                                  gfc_array_index_type, upper, lower);
1860           tmp = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
1861                                  gfc_array_index_type, tmp,
1862                                  gfc_index_one_node);
1863           stride = fold_build2_loc (input_location, MULT_EXPR,
1864                                     gfc_array_index_type, tmp, stride);
1865           /* Check the folding worked.  */
1866           gcc_assert (INTEGER_CST_P (stride));
1867         }
1868       else
1869         stride = NULL_TREE;
1870     }
1871   GFC_TYPE_ARRAY_SIZE (fat_type) = stride;
1872
1873   /* TODO: known offsets for descriptors.  */
1874   GFC_TYPE_ARRAY_OFFSET (fat_type) = NULL_TREE;
1875
1876   if (dimen == 0)
1877     {
1878       arraytype =  build_pointer_type (etype);
1879       if (restricted)
1880         arraytype = build_qualified_type (arraytype, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1881
1882       GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (fat_type) = arraytype;
1883       return fat_type;
1884     }
1885
1886   /* We define data as an array with the correct size if possible.
1887      Much better than doing pointer arithmetic.  */
1888   if (stride)
1889     rtype = build_range_type (gfc_array_index_type, gfc_index_zero_node,
1890                               int_const_binop (MINUS_EXPR, stride,
1891                                                integer_one_node));
1892   else
1893     rtype = gfc_array_range_type;
1894   arraytype = build_array_type (etype, rtype);
1895   arraytype = build_pointer_type (arraytype);
1896   if (restricted)
1897     arraytype = build_qualified_type (arraytype, TYPE_QUAL_RESTRICT);
1898   GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (fat_type) = arraytype;
1899
1900   /* This will generate the base declarations we need to emit debug
1901      information for this type.  FIXME: there must be a better way to
1902      avoid divergence between compilations with and without debug
1903      information.  */
1904   {
1905     struct array_descr_info info;
1906     gfc_get_array_descr_info (fat_type, &info);
1907     gfc_get_array_descr_info (build_pointer_type (fat_type), &info);
1908   }
1909
1910   return fat_type;
1911 }
1912 \f
1913 /* Build a pointer type. This function is called from gfc_sym_type().  */
1914
1915 static tree
1916 gfc_build_pointer_type (gfc_symbol * sym, tree type)
1917 {
1918   /* Array pointer types aren't actually pointers.  */
1919   if (sym->attr.dimension)
1920     return type;
1921   else
1922     return build_pointer_type (type);
1923 }
1924
1925 static tree gfc_nonrestricted_type (tree t);
1926 /* Given two record or union type nodes TO and FROM, ensure
1927    that all fields in FROM have a corresponding field in TO,
1928    their type being nonrestrict variants.  This accepts a TO
1929    node that already has a prefix of the fields in FROM.  */
1930 static void
1931 mirror_fields (tree to, tree from)
1932 {
1933   tree fto, ffrom;
1934   tree *chain;
1935
1936   /* Forward to the end of TOs fields.  */
1937   fto = TYPE_FIELDS (to);
1938   ffrom = TYPE_FIELDS (from);
1939   chain = &TYPE_FIELDS (to);
1940   while (fto)
1941     {
1942       gcc_assert (ffrom && DECL_NAME (fto) == DECL_NAME (ffrom));
1943       chain = &DECL_CHAIN (fto);
1944       fto = DECL_CHAIN (fto);
1945       ffrom = DECL_CHAIN (ffrom);
1946     }
1947
1948   /* Now add all fields remaining in FROM (starting with ffrom).  */
1949   for (; ffrom; ffrom = DECL_CHAIN (ffrom))
1950     {
1951       tree newfield = copy_node (ffrom);
1952       DECL_CONTEXT (newfield) = to;
1953       /* The store to DECL_CHAIN might seem redundant with the
1954          stores to *chain, but not clearing it here would mean
1955          leaving a chain into the old fields.  If ever
1956          our called functions would look at them confusion
1957          will arise.  */
1958       DECL_CHAIN (newfield) = NULL_TREE;
1959       *chain = newfield;
1960       chain = &DECL_CHAIN (newfield);
1961
1962       if (TREE_CODE (ffrom) == FIELD_DECL)
1963         {
1964           tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (ffrom));
1965           TREE_TYPE (newfield) = elemtype;
1966         }
1967     }
1968   *chain = NULL_TREE;
1969 }
1970
1971 /* Given a type T, returns a different type of the same structure,
1972    except that all types it refers to (recursively) are always
1973    non-restrict qualified types.  */
1974 static tree
1975 gfc_nonrestricted_type (tree t)
1976 {
1977   tree ret = t;
1978
1979   /* If the type isn't laid out yet, don't copy it.  If something
1980      needs it for real it should wait until the type got finished.  */
1981   if (!TYPE_SIZE (t))
1982     return t;
1983
1984   if (!TYPE_LANG_SPECIFIC (t))
1985     TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
1986       = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct lang_type));
1987   /* If we're dealing with this very node already further up
1988      the call chain (recursion via pointers and struct members)
1989      we haven't yet determined if we really need a new type node.
1990      Assume we don't, return T itself.  */
1991   if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type == error_mark_node)
1992     return t;
1993
1994   /* If we have calculated this all already, just return it.  */
1995   if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type)
1996     return TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type;
1997
1998   /* Mark this type.  */
1999   TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = error_mark_node;
2000
2001   switch (TREE_CODE (t))
2002     {
2003       default:
2004         break;
2005
2006       case POINTER_TYPE:
2007       case REFERENCE_TYPE:
2008         {
2009           tree totype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (t));
2010           if (totype == TREE_TYPE (t))
2011             ret = t;
2012           else if (TREE_CODE (t) == POINTER_TYPE)
2013             ret = build_pointer_type (totype);
2014           else
2015             ret = build_reference_type (totype);
2016           ret = build_qualified_type (ret,
2017                                       TYPE_QUALS (t) & ~TYPE_QUAL_RESTRICT);
2018         }
2019         break;
2020
2021       case ARRAY_TYPE:
2022         {
2023           tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (t));
2024           if (elemtype == TREE_TYPE (t))
2025             ret = t;
2026           else
2027             {
2028               ret = build_variant_type_copy (t);
2029               TREE_TYPE (ret) = elemtype;
2030               if (TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
2031                   && GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t))
2032                 {
2033                   tree dataptr_type = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t);
2034                   dataptr_type = gfc_nonrestricted_type (dataptr_type);
2035                   if (dataptr_type != GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (t))
2036                     {
2037                       TYPE_LANG_SPECIFIC (ret)
2038                         = ggc_alloc_cleared_lang_type (sizeof (struct
2039                                                                lang_type));
2040                       *TYPE_LANG_SPECIFIC (ret) = *TYPE_LANG_SPECIFIC (t);
2041                       GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (ret) = dataptr_type;
2042                     }
2043                 }
2044             }
2045         }
2046         break;
2047
2048       case RECORD_TYPE:
2049       case UNION_TYPE:
2050       case QUAL_UNION_TYPE:
2051         {
2052           tree field;
2053           /* First determine if we need a new type at all.
2054              Careful, the two calls to gfc_nonrestricted_type per field
2055              might return different values.  That happens exactly when
2056              one of the fields reaches back to this very record type
2057              (via pointers).  The first calls will assume that we don't
2058              need to copy T (see the error_mark_node marking).  If there
2059              are any reasons for copying T apart from having to copy T,
2060              we'll indeed copy it, and the second calls to
2061              gfc_nonrestricted_type will use that new node if they
2062              reach back to T.  */
2063           for (field = TYPE_FIELDS (t); field; field = DECL_CHAIN (field))
2064             if (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL)
2065               {
2066                 tree elemtype = gfc_nonrestricted_type (TREE_TYPE (field));
2067                 if (elemtype != TREE_TYPE (field))
2068                   break;
2069               }
2070           if (!field)
2071             break;
2072           ret = build_variant_type_copy (t);
2073           TYPE_FIELDS (ret) = NULL_TREE;
2074
2075           /* Here we make sure that as soon as we know we have to copy
2076              T, that also fields reaching back to us will use the new
2077              copy.  It's okay if that copy still contains the old fields,
2078              we won't look at them.  */
2079           TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = ret;
2080           mirror_fields (ret, t);
2081         }
2082         break;
2083     }
2084
2085   TYPE_LANG_SPECIFIC (t)->nonrestricted_type = ret;
2086   return ret;
2087 }
2088
2089 \f
2090 /* Return the type for a symbol.  Special handling is required for character
2091    types to get the correct level of indirection.
2092    For functions return the return type.
2093    For subroutines return void_type_node.
2094    Calling this multiple times for the same symbol should be avoided,
2095    especially for character and array types.  */
2096
2097 tree
2098 gfc_sym_type (gfc_symbol * sym)
2099 {
2100   tree type;
2101   int byref;
2102   bool restricted;
2103
2104   /* Procedure Pointers inside COMMON blocks.  */
2105   if (sym->attr.proc_pointer && sym->attr.in_common)
2106     {
2107       /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type calls gfc_sym_type.  */
2108       sym->attr.proc_pointer = 0;
2109       type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym));
2110       sym->attr.proc_pointer = 1;
2111       return type;
2112     }
2113
2114   if (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE && !sym->attr.function)
2115     return void_type_node;
2116
2117   /* In the case of a function the fake result variable may have a
2118      type different from the function type, so don't return early in
2119      that case.  */
2120   if (sym->backend_decl && !sym->attr.function)
2121     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
2122
2123   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
2124       && ((sym->attr.function && sym->attr.is_bind_c)
2125           || (sym->attr.result
2126               && sym->ns->proc_name
2127               && sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c)))
2128     type = gfc_character1_type_node;
2129   else
2130     type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
2131
2132   if (sym->attr.dummy && !sym->attr.function && !sym->attr.value)
2133     byref = 1;
2134   else
2135     byref = 0;
2136
2137   restricted = !sym->attr.target && !sym->attr.pointer
2138                && !sym->attr.proc_pointer && !sym->attr.cray_pointee;
2139   if (!restricted)
2140     type = gfc_nonrestricted_type (type);
2141
2142   if (sym->attr.dimension || sym->attr.codimension)
2143     {
2144       if (gfc_is_nodesc_array (sym))
2145         {
2146           /* If this is a character argument of unknown length, just use the
2147              base type.  */
2148           if (sym->ts.type != BT_CHARACTER
2149               || !(sym->attr.dummy || sym->attr.function)
2150               || sym->ts.u.cl->backend_decl)
2151             {
2152               type = gfc_get_nodesc_array_type (type, sym->as,
2153                                                 byref ? PACKED_FULL
2154                                                       : PACKED_STATIC,
2155                                                 restricted);
2156               byref = 0;
2157             }
2158
2159           if (sym->attr.cray_pointee)
2160             GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
2161         }
2162       else
2163         {
2164           enum gfc_array_kind akind = GFC_ARRAY_UNKNOWN;
2165           if (sym->attr.pointer)
2166             akind = sym->attr.contiguous ? GFC_ARRAY_POINTER_CONT
2167                                          : GFC_ARRAY_POINTER;
2168           else if (sym->attr.allocatable)
2169             akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
2170           type = gfc_build_array_type (type, sym->as, akind, restricted,
2171                                        sym->attr.contiguous);
2172         }
2173     }
2174   else
2175     {
2176       if (sym->attr.allocatable || sym->attr.pointer
2177           || gfc_is_associate_pointer (sym))
2178         type = gfc_build_pointer_type (sym, type);
2179       if (sym->attr.pointer || sym->attr.cray_pointee)
2180         GFC_POINTER_TYPE_P (type) = 1;
2181     }
2182
2183   /* We currently pass all parameters by reference.
2184      See f95_get_function_decl.  For dummy function parameters return the
2185      function type.  */
2186   if (byref)
2187     {
2188       /* We must use pointer types for potentially absent variables.  The
2189          optimizers assume a reference type argument is never NULL.  */
2190       if (sym->attr.optional
2191           || (sym->ns->proc_name && sym->ns->proc_name->attr.entry_master))
2192         type = build_pointer_type (type);
2193       else
2194         {
2195           type = build_reference_type (type);
2196           if (restricted)
2197             type = build_qualified_type (type, TYPE_QUAL_RESTRICT);
2198         }
2199     }
2200
2201   return (type);
2202 }
2203 \f
2204 /* Layout and output debug info for a record type.  */
2205
2206 void
2207 gfc_finish_type (tree type)
2208 {
2209   tree decl;
2210
2211   decl = build_decl (input_location,
2212                      TYPE_DECL, NULL_TREE, type);
2213   TYPE_STUB_DECL (type) = decl;
2214   layout_type (type);
2215   rest_of_type_compilation (type, 1);
2216   rest_of_decl_compilation (decl, 1, 0);
2217 }
2218 \f
2219 /* Add a field of given NAME and TYPE to the context of a UNION_TYPE
2220    or RECORD_TYPE pointed to by CONTEXT.  The new field is chained
2221    to the end of the field list pointed to by *CHAIN.
2222
2223    Returns a pointer to the new field.  */
2224
2225 static tree
2226 gfc_add_field_to_struct_1 (tree context, tree name, tree type, tree **chain)
2227 {
2228   tree decl = build_decl (input_location, FIELD_DECL, name, type);
2229
2230   DECL_CONTEXT (decl) = context;
2231   DECL_CHAIN (decl) = NULL_TREE;
2232   if (TYPE_FIELDS (context) == NULL_TREE)
2233     TYPE_FIELDS (context) = decl;
2234   if (chain != NULL)
2235     {
2236       if (*chain != NULL)
2237         **chain = decl;
2238       *chain = &DECL_CHAIN (decl);
2239     }
2240
2241   return decl;
2242 }
2243
2244 /* Like `gfc_add_field_to_struct_1', but adds alignment
2245    information.  */
2246
2247 tree
2248 gfc_add_field_to_struct (tree context, tree name, tree type, tree **chain)
2249 {
2250   tree decl = gfc_add_field_to_struct_1 (context, name, type, chain);
2251
2252   DECL_INITIAL (decl) = 0;
2253   DECL_ALIGN (decl) = 0;
2254   DECL_USER_ALIGN (decl) = 0;
2255
2256   return decl;
2257 }
2258
2259
2260 /* Copy the backend_decl and component backend_decls if
2261    the two derived type symbols are "equal", as described
2262    in 4.4.2 and resolved by gfc_compare_derived_types.  */
2263
2264 int
2265 gfc_copy_dt_decls_ifequal (gfc_symbol *from, gfc_symbol *to,
2266                            bool from_gsym)
2267 {
2268   gfc_component *to_cm;
2269   gfc_component *from_cm;
2270
2271   if (from == to)
2272     return 1;
2273
2274   if (from->backend_decl == NULL
2275         || !gfc_compare_derived_types (from, to))
2276     return 0;
2277
2278   to->backend_decl = from->backend_decl;
2279
2280   to_cm = to->components;
2281   from_cm = from->components;
2282
2283   /* Copy the component declarations.  If a component is itself
2284      a derived type, we need a copy of its component declarations.
2285      This is done by recursing into gfc_get_derived_type and
2286      ensures that the component's component declarations have
2287      been built.  If it is a character, we need the character
2288      length, as well.  */
2289   for (; to_cm; to_cm = to_cm->next, from_cm = from_cm->next)
2290     {
2291       to_cm->backend_decl = from_cm->backend_decl;
2292       if (from_cm->ts.type == BT_DERIVED
2293           && (!from_cm->attr.pointer || from_gsym))
2294         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.u.derived);
2295       else if (from_cm->ts.type == BT_CLASS
2296                && (!CLASS_DATA (from_cm)->attr.class_pointer || from_gsym))
2297         gfc_get_derived_type (to_cm->ts.u.derived);
2298       else if (from_cm->ts.type == BT_CHARACTER)
2299         to_cm->ts.u.cl->backend_decl = from_cm->ts.u.cl->backend_decl;
2300     }
2301
2302   return 1;
2303 }
2304
2305
2306 /* Build a tree node for a procedure pointer component.  */
2307
2308 tree
2309 gfc_get_ppc_type (gfc_component* c)
2310 {
2311   tree t;
2312
2313   /* Explicit interface.  */
2314   if (c->attr.if_source != IFSRC_UNKNOWN && c->ts.interface)
2315     return build_pointer_type (gfc_get_function_type (c->ts.interface));
2316
2317   /* Implicit interface (only return value may be known).  */
2318   if (c->attr.function && !c->attr.dimension && c->ts.type != BT_CHARACTER)
2319     t = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
2320   else
2321     t = void_type_node;
2322
2323   return build_pointer_type (build_function_type_list (t, NULL_TREE));
2324 }
2325
2326
2327 /* Build a tree node for a derived type.  If there are equal
2328    derived types, with different local names, these are built
2329    at the same time.  If an equal derived type has been built
2330    in a parent namespace, this is used.  */
2331
2332 tree
2333 gfc_get_derived_type (gfc_symbol * derived)
2334 {
2335   tree typenode = NULL, field = NULL, field_type = NULL;
2336   tree canonical = NULL_TREE;
2337   tree *chain = NULL;
2338   bool got_canonical = false;
2339   bool unlimited_entity = false;
2340   gfc_component *c;
2341   gfc_dt_list *dt;
2342   gfc_namespace *ns;
2343
2344   if (derived->attr.unlimited_polymorphic)
2345     return ptr_type_node;
2346
2347   if (derived && derived->attr.flavor == FL_PROCEDURE
2348       && derived->attr.generic)
2349     derived = gfc_find_dt_in_generic (derived);
2350
2351   /* See if it's one of the iso_c_binding derived types.  */
2352   if (derived->attr.is_iso_c == 1)
2353     {
2354       if (derived->backend_decl)
2355         return derived->backend_decl;
2356
2357       if (derived->intmod_sym_id == ISOCBINDING_PTR)
2358         derived->backend_decl = ptr_type_node;
2359       else
2360         derived->backend_decl = pfunc_type_node;
2361
2362       derived->ts.kind = gfc_index_integer_kind;
2363       derived->ts.type = BT_INTEGER;
2364       /* Set the f90_type to BT_VOID as a way to recognize something of type
2365          BT_INTEGER that needs to fit a void * for the purpose of the
2366          iso_c_binding derived types.  */
2367       derived->ts.f90_type = BT_VOID;
2368
2369       return derived->backend_decl;
2370     }
2371
2372   /* If use associated, use the module type for this one.  */
2373   if (gfc_option.flag_whole_file
2374         && derived->backend_decl == NULL
2375         && derived->attr.use_assoc
2376         && derived->module
2377         && gfc_get_module_backend_decl (derived))
2378     goto copy_derived_types;
2379
2380   /* If a whole file compilation, the derived types from an earlier
2381      namespace can be used as the canonical type.  */
2382   if (gfc_option.flag_whole_file
2383         && derived->backend_decl == NULL
2384         && !derived->attr.use_assoc
2385         && gfc_global_ns_list)
2386     {
2387       for (ns = gfc_global_ns_list;
2388            ns->translated && !got_canonical;
2389            ns = ns->sibling)
2390         {
2391           dt = ns->derived_types;
2392           for (; dt && !canonical; dt = dt->next)
2393             {
2394               gfc_copy_dt_decls_ifequal (dt->derived, derived, true);
2395               if (derived->backend_decl)
2396                 got_canonical = true;
2397             }
2398         }
2399     }
2400
2401   /* Store up the canonical type to be added to this one.  */
2402   if (got_canonical)
2403     {
2404       if (TYPE_CANONICAL (derived->backend_decl))
2405         canonical = TYPE_CANONICAL (derived->backend_decl);
2406       else
2407         canonical = derived->backend_decl;
2408
2409       derived->backend_decl = NULL_TREE;
2410     }
2411
2412   /* derived->backend_decl != 0 means we saw it before, but its
2413      components' backend_decl may have not been built.  */
2414   if (derived->backend_decl)
2415     {
2416       /* Its components' backend_decl have been built or we are
2417          seeing recursion through the formal arglist of a procedure
2418          pointer component.  */
2419       if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl)
2420             || derived->attr.proc_pointer_comp)
2421         return derived->backend_decl;
2422       else
2423         typenode = derived->backend_decl;
2424     }
2425   else
2426     {
2427       /* We see this derived type first time, so build the type node.  */
2428       typenode = make_node (RECORD_TYPE);
2429       TYPE_NAME (typenode) = get_identifier (derived->name);
2430       TYPE_PACKED (typenode) = gfc_option.flag_pack_derived;
2431       derived->backend_decl = typenode;
2432     }
2433
2434   if (derived->components
2435         && derived->components->ts.type == BT_DERIVED
2436         && strcmp (derived->components->name, "_data") == 0
2437         && derived->components->ts.u.derived->attr.unlimited_polymorphic)
2438     unlimited_entity = true;
2439
2440   /* Go through the derived type components, building them as
2441      necessary. The reason for doing this now is that it is
2442      possible to recurse back to this derived type through a
2443      pointer component (PR24092). If this happens, the fields
2444      will be built and so we can return the type.  */
2445   for (c = derived->components; c; c = c->next)
2446     {
2447       if (c->ts.type != BT_DERIVED && c->ts.type != BT_CLASS)
2448         continue;
2449
2450       if ((!c->attr.pointer && !c->attr.proc_pointer)
2451           || c->ts.u.derived->backend_decl == NULL)
2452         c->ts.u.derived->backend_decl = gfc_get_derived_type (c->ts.u.derived);
2453
2454       if (c->ts.u.derived->attr.is_iso_c)
2455         {
2456           /* Need to copy the modified ts from the derived type.  The
2457              typespec was modified because C_PTR/C_FUNPTR are translated
2458              into (void *) from derived types.  */
2459           c->ts.type = c->ts.u.derived->ts.type;
2460           c->ts.kind = c->ts.u.derived->ts.kind;
2461           c->ts.f90_type = c->ts.u.derived->ts.f90_type;
2462           if (c->initializer)
2463             {
2464               c->initializer->ts.type = c->ts.type;
2465               c->initializer->ts.kind = c->ts.kind;
2466               c->initializer->ts.f90_type = c->ts.f90_type;
2467               c->initializer->expr_type = EXPR_NULL;
2468             }
2469         }
2470     }
2471
2472   if (TYPE_FIELDS (derived->backend_decl))
2473     return derived->backend_decl;
2474
2475   /* Build the type member list. Install the newly created RECORD_TYPE
2476      node as DECL_CONTEXT of each FIELD_DECL.  */
2477   for (c = derived->components; c; c = c->next)
2478     {
2479       if (c->attr.proc_pointer)
2480         field_type = gfc_get_ppc_type (c);
2481       else if (c->ts.type == BT_DERIVED || c->ts.type == BT_CLASS)
2482         field_type = c->ts.u.derived->backend_decl;
2483       else
2484         {
2485           if (c->ts.type == BT_CHARACTER)
2486             {
2487               /* Evaluate the string length.  */
2488               gfc_conv_const_charlen (c->ts.u.cl);
2489               gcc_assert (c->ts.u.cl->backend_decl);
2490             }
2491
2492           field_type = gfc_typenode_for_spec (&c->ts);
2493         }
2494
2495       /* This returns an array descriptor type.  Initialization may be
2496          required.  */
2497       if ((c->attr.dimension || c->attr.codimension) && !c->attr.proc_pointer )
2498         {
2499           if (c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
2500             {
2501               enum gfc_array_kind akind;
2502               if (c->attr.pointer)
2503                 akind = c->attr.contiguous ? GFC_ARRAY_POINTER_CONT
2504                                            : GFC_ARRAY_POINTER;
2505               else
2506                 akind = GFC_ARRAY_ALLOCATABLE;
2507               /* Pointers to arrays aren't actually pointer types.  The
2508                  descriptors are separate, but the data is common.  */
2509               field_type = gfc_build_array_type (field_type, c->as, akind,
2510                                                  !c->attr.target
2511                                                  && !c->attr.pointer,
2512                                                  c->attr.contiguous);
2513             }
2514           else
2515             field_type = gfc_get_nodesc_array_type (field_type, c->as,
2516                                                     PACKED_STATIC,
2517                                                     !c->attr.target);
2518         }
2519       else if ((c->attr.pointer || c->attr.allocatable)
2520                && !c->attr.proc_pointer
2521                && !(unlimited_entity && c == derived->components))
2522         field_type = build_pointer_type (field_type);
2523
2524       if (c->attr.pointer)
2525         field_type = gfc_nonrestricted_type (field_type);
2526
2527       /* vtype fields can point to different types to the base type.  */
2528       if (c->ts.type == BT_DERIVED
2529             && c->ts.u.derived && c->ts.u.derived->attr.vtype)
2530           field_type = build_pointer_type_for_mode (TREE_TYPE (field_type),
2531                                                     ptr_mode, true);
2532
2533       /* Ensure that the CLASS language specific flag is set.  */
2534       if (c->ts.type == BT_CLASS)
2535         {
2536           if (POINTER_TYPE_P (field_type))
2537             GFC_CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (field_type)) = 1;
2538           else
2539             GFC_CLASS_TYPE_P (field_type) = 1;
2540         }
2541
2542       field = gfc_add_field_to_struct (typenode,
2543                                        get_identifier (c->name),
2544                                        field_type, &chain);
2545       if (c->loc.lb)
2546         gfc_set_decl_location (field, &c->loc);
2547       else if (derived->declared_at.lb)
2548         gfc_set_decl_location (field, &derived->declared_at);
2549
2550       DECL_PACKED (field) |= TYPE_PACKED (typenode);
2551
2552       gcc_assert (field);
2553       if (!c->backend_decl)
2554         c->backend_decl = field;
2555     }
2556
2557   /* Now lay out the derived type, including the fields.  */
2558   if (canonical)
2559     TYPE_CANONICAL (typenode) = canonical;
2560
2561   gfc_finish_type (typenode);
2562   gfc_set_decl_location (TYPE_STUB_DECL (typenode), &derived->declared_at);
2563   if (derived->module && derived->ns->proc_name
2564       && derived->ns->proc_name->attr.flavor == FL_MODULE)
2565     {
2566       if (derived->ns->proc_name->backend_decl
2567           && TREE_CODE (derived->ns->proc_name->backend_decl)
2568              == NAMESPACE_DECL)
2569         {
2570           TYPE_CONTEXT (typenode) = derived->ns->proc_name->backend_decl;
2571           DECL_CONTEXT (TYPE_STUB_DECL (typenode))
2572             = derived->ns->proc_name->backend_decl;
2573         }
2574     }
2575
2576   derived->backend_decl = typenode;
2577
2578 copy_derived_types:
2579
2580   for (dt = gfc_derived_types; dt; dt = dt->next)
2581     gfc_copy_dt_decls_ifequal (derived, dt->derived, false);
2582
2583   return derived->backend_decl;
2584 }
2585
2586
2587 int
2588 gfc_return_by_reference (gfc_symbol * sym)
2589 {
2590   if (!sym->attr.function)
2591     return 0;
2592
2593   if (sym->attr.dimension)
2594     return 1;
2595
2596   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER
2597       && !sym->attr.is_bind_c
2598       && (!sym->attr.result
2599           || !sym->ns->proc_name
2600           || !sym->ns->proc_name->attr.is_bind_c))
2601     return 1;
2602
2603   /* Possibly return complex numbers by reference for g77 compatibility.
2604      We don't do this for calls to intrinsics (as the library uses the
2605      -fno-f2c calling convention), nor for calls to functions which always
2606      require an explicit interface, as no compatibility problems can
2607      arise there.  */
2608   if (gfc_option.flag_f2c
2609       && sym->ts.type == BT_COMPLEX
2610       && !sym->attr.intrinsic && !sym->attr.always_explicit)
2611     return 1;
2612
2613   return 0;
2614 }
2615 \f
2616 static tree
2617 gfc_get_mixed_entry_union (gfc_namespace *ns)
2618 {
2619   tree type;
2620   tree *chain = NULL;
2621   char name[GFC_MAX_SYMBOL_LEN + 1];
2622   gfc_entry_list *el, *el2;
2623
2624   gcc_assert (ns->proc_name->attr.mixed_entry_master);
2625   gcc_assert (memcmp (ns->proc_name->name, "master.", 7) == 0);
2626
2627   snprintf (name, GFC_MAX_SYMBOL_LEN, "munion.%s", ns->proc_name->name + 7);
2628
2629   /* Build the type node.  */
2630   type = make_node (UNION_TYPE);
2631
2632   TYPE_NAME (type) = get_identifier (name);
2633
2634   for (el = ns->entries; el; el = el->next)
2635     {
2636       /* Search for duplicates.  */
2637       for (el2 = ns->entries; el2 != el; el2 = el2->next)
2638         if (el2->sym->result == el->sym->result)
2639           break;
2640
2641       if (el == el2)
2642         gfc_add_field_to_struct_1 (type,
2643                                    get_identifier (el->sym->result->name),
2644                                    gfc_sym_type (el->sym->result), &chain);
2645     }
2646
2647   /* Finish off the type.  */
2648   gfc_finish_type (type);
2649   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_STUB_DECL (type)) = 1;
2650   return type;
2651 }
2652 \f
2653 /* Create a "fn spec" based on the formal arguments;
2654    cf. create_function_arglist.  */
2655
2656 static tree
2657 create_fn_spec (gfc_symbol *sym, tree fntype)
2658 {
2659   char spec[150];
2660   size_t spec_len;
2661   gfc_formal_arglist *f;
2662   tree tmp;
2663
2664   memset (&spec, 0, sizeof (spec));
2665   spec[0] = '.';
2666   spec_len = 1;
2667
2668   if (sym->attr.entry_master)
2669     spec[spec_len++] = 'R';
2670   if (gfc_return_by_reference (sym))
2671     {
2672       gfc_symbol *result = sym->result ? sym->result : sym;
2673
2674       if (result->attr.pointer || sym->attr.proc_pointer)
2675         spec[spec_len++] = '.';
2676       else
2677         spec[spec_len++] = 'w';
2678       if (sym->ts.type == BT_CHARACTER)
2679         spec[spec_len++] = 'R';
2680     }
2681
2682   for (f = gfc_sym_get_dummy_args (sym); f; f = f->next)
2683     if (spec_len < sizeof (spec))
2684       {
2685         if (!f->sym || f->sym->attr.pointer || f->sym->attr.target
2686             || f->sym->attr.external || f->sym->attr.cray_pointer
2687             || (f->sym->ts.type == BT_DERIVED
2688                 && (f->sym->ts.u.derived->attr.proc_pointer_comp
2689                     || f->sym->ts.u.derived->attr.pointer_comp))
2690             || (f->sym->ts.type == BT_CLASS
2691                 && (CLASS_DATA (f->sym)->ts.u.derived->attr.proc_pointer_comp
2692                     || CLASS_DATA (f->sym)->ts.u.derived->attr.pointer_comp)))
2693           spec[spec_len++] = '.';
2694         else if (f->sym->attr.intent == INTENT_IN)
2695           spec[spec_len++] = 'r';
2696         else if (f->sym)
2697           spec[spec_len++] = 'w';
2698       }
2699
2700   tmp = build_tree_list (NULL_TREE, build_string (spec_len, spec));
2701   tmp = tree_cons (get_identifier ("fn spec"), tmp, TYPE_ATTRIBUTES (fntype));
2702   return build_type_attribute_variant (fntype, tmp);
2703 }
2704
2705
2706 tree
2707 gfc_get_function_type (gfc_symbol * sym)
2708 {
2709   tree type;
2710   vec<tree, va_gc> *typelist;
2711   gfc_formal_arglist *f;
2712   gfc_symbol *arg;
2713   int alternate_return;
2714   bool is_varargs = true, recursive_type = false;
2715
2716   /* Make sure this symbol is a function, a subroutine or the main
2717      program.  */
2718   gcc_assert (sym->attr.flavor == FL_PROCEDURE
2719               || sym->attr.flavor == FL_PROGRAM);
2720
2721   /* To avoid recursing infinitely on recursive types, we use error_mark_node
2722      so that they can be detected here and handled further down.  */
2723   if (sym->backend_decl == NULL)
2724     sym->backend_decl = error_mark_node;
2725   else if (sym->backend_decl == error_mark_node)
2726     recursive_type = true;
2727   else if (sym->attr.proc_pointer)
2728     return TREE_TYPE (TREE_TYPE (sym->backend_decl));
2729   else
2730     return TREE_TYPE (sym->backend_decl);
2731
2732   alternate_return = 0;
2733   typelist = NULL;
2734
2735   if (sym->attr.entry_master)
2736     /* Additional parameter for selecting an entry point.  */
2737     vec_safe_push (typelist, gfc_array_index_type);
2738
2739   if (sym->result)
2740     arg = sym->result;
2741   else
2742     arg = sym;
2743
2744   if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2745     gfc_conv_const_charlen (arg->ts.u.cl);
2746
2747   /* Some functions we use an extra parameter for the return value.  */
2748   if (gfc_return_by_reference (sym))
2749     {
2750       type = gfc_sym_type (arg);
2751       if (arg->ts.type == BT_COMPLEX
2752           || arg->attr.dimension
2753           || arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2754         type = build_reference_type (type);
2755
2756       vec_safe_push (typelist, type);
2757       if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2758         {
2759           if (!arg->ts.deferred)
2760             /* Transfer by value.  */
2761             vec_safe_push (typelist, gfc_charlen_type_node);
2762           else
2763             /* Deferred character lengths are transferred by reference
2764                so that the value can be returned.  */
2765             vec_safe_push (typelist, build_pointer_type(gfc_charlen_type_node));
2766         }
2767     }
2768
2769   /* Build the argument types for the function.  */
2770   for (f = gfc_sym_get_dummy_args (sym); f; f = f->next)
2771     {
2772       arg = f->sym;
2773       if (arg)
2774         {
2775           /* Evaluate constant character lengths here so that they can be
2776              included in the type.  */
2777           if (arg->ts.type == BT_CHARACTER)
2778             gfc_conv_const_charlen (arg->ts.u.cl);
2779
2780           if (arg->attr.flavor == FL_PROCEDURE)
2781             {
2782               /* We don't know in the general case which argument causes
2783                  recursion.  But we know that it is a procedure.  So we give up
2784                  creating the procedure argument type list at the first
2785                  procedure argument.  */
2786               if (recursive_type)
2787                 goto arg_type_list_done;
2788
2789               type = gfc_get_function_type (arg);
2790               type = build_pointer_type (type);
2791             }
2792           else
2793             type = gfc_sym_type (arg);
2794
2795           /* Parameter Passing Convention
2796
2797              We currently pass all parameters by reference.
2798              Parameters with INTENT(IN) could be passed by value.
2799              The problem arises if a function is called via an implicit
2800              prototype. In this situation the INTENT is not known.
2801              For this reason all parameters to global functions must be
2802              passed by reference.  Passing by value would potentially
2803              generate bad code.  Worse there would be no way of telling that
2804              this code was bad, except that it would give incorrect results.
2805
2806              Contained procedures could pass by value as these are never
2807              used without an explicit interface, and cannot be passed as
2808              actual parameters for a dummy procedure.  */
2809
2810           vec_safe_push (typelist, type);
2811         }
2812       else
2813         {
2814           if (sym->attr.subroutine)
2815             alternate_return = 1;
2816         }
2817     }
2818
2819   /* Add hidden string length parameters.  */
2820   for (f = gfc_sym_get_dummy_args (sym); f; f = f->next)
2821     {
2822       arg = f->sym;
2823       if (arg && arg->ts.type == BT_CHARACTER && !sym->attr.is_bind_c)
2824         {
2825           if (!arg->ts.deferred)
2826             /* Transfer by value.  */
2827             type = gfc_charlen_type_node;
2828           else
2829             /* Deferred character lengths are transferred by reference
2830                so that the value can be returned.  */
2831             type = build_pointer_type (gfc_charlen_type_node);
2832
2833           vec_safe_push (typelist, type);
2834         }
2835     }
2836
2837   if (!vec_safe_is_empty (typelist)
2838       || sym->attr.is_main_program
2839       || sym->attr.if_source != IFSRC_UNKNOWN)
2840     is_varargs = false;
2841
2842 arg_type_list_done:
2843
2844   if (!recursive_type && sym->backend_decl == error_mark_node)
2845     sym->backend_decl = NULL_TREE;
2846
2847   if (alternate_return)
2848     type = integer_type_node;
2849   else if (!sym->attr.function || gfc_return_by_reference (sym))
2850     type = void_type_node;
2851   else if (sym->attr.mixed_entry_master)
2852     type = gfc_get_mixed_entry_union (sym->ns);
2853   else if (gfc_option.flag_f2c
2854            && sym->ts.type == BT_REAL
2855            && sym->ts.kind == gfc_default_real_kind
2856            && !sym->attr.always_explicit)
2857     {
2858       /* Special case: f2c calling conventions require that (scalar)
2859          default REAL functions return the C type double instead.  f2c
2860          compatibility is only an issue with functions that don't
2861          require an explicit interface, as only these could be
2862          implemented in Fortran 77.  */
2863       sym->ts.kind = gfc_default_double_kind;
2864       type = gfc_typenode_for_spec (&sym->ts);
2865       sym->ts.kind = gfc_default_real_kind;
2866     }
2867   else if (sym->result && sym->result->attr.proc_pointer)
2868     /* Procedure pointer return values.  */
2869     {
2870       if (sym->result->attr.result && strcmp (sym->name,"ppr@") != 0)
2871         {
2872           /* Unset proc_pointer as gfc_get_function_type
2873              is called recursively.  */
2874           sym->result->attr.proc_pointer = 0;
2875           type = build_pointer_type (gfc_get_function_type (sym->result));
2876           sym->result->attr.proc_pointer = 1;
2877         }
2878       else
2879        type = gfc_sym_type (sym->result);
2880     }
2881   else
2882     type = gfc_sym_type (sym);
2883
2884   if (is_varargs || recursive_type)
2885     type = build_varargs_function_type_vec (type, typelist);
2886   else
2887     type = build_function_type_vec (type, typelist);
2888   type = create_fn_spec (sym, type);
2889
2890   return type;
2891 }
2892 \f
2893 /* Language hooks for middle-end access to type nodes.  */
2894
2895 /* Return an integer type with BITS bits of precision,
2896    that is unsigned if UNSIGNEDP is nonzero, otherwise signed.  */
2897
2898 tree
2899 gfc_type_for_size (unsigned bits, int unsignedp)
2900 {
2901   if (!unsignedp)
2902     {
2903       int i;
2904       for (i = 0; i <= MAX_INT_KINDS; ++i)
2905         {
2906           tree type = gfc_integer_types[i];
2907           if (type && bits == TYPE_PRECISION (type))
2908             return type;
2909         }
2910
2911       /* Handle TImode as a special case because it is used by some backends
2912          (e.g. ARM) even though it is not available for normal use.  */
2913 #if HOST_BITS_PER_WIDE_INT >= 64
2914       if (bits == TYPE_PRECISION (intTI_type_node))
2915         return intTI_type_node;
2916 #endif
2917
2918       if (bits <= TYPE_PRECISION (intQI_type_node))
2919         return intQI_type_node;
2920       if (bits <= TYPE_PRECISION (intHI_type_node))
2921         return intHI_type_node;
2922       if (bits <= TYPE_PRECISION (intSI_type_node))
2923         return intSI_type_node;
2924       if (bits <= TYPE_PRECISION (intDI_type_node))
2925         return intDI_type_node;
2926       if (bits <= TYPE_PRECISION (intTI_type_node))
2927         return intTI_type_node;
2928     }
2929   else
2930     {
2931       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intQI_type_node))
2932         return unsigned_intQI_type_node;
2933       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intHI_type_node))
2934         return unsigned_intHI_type_node;
2935       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intSI_type_node))
2936         return unsigned_intSI_type_node;
2937       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intDI_type_node))
2938         return unsigned_intDI_type_node;
2939       if (bits <= TYPE_PRECISION (unsigned_intTI_type_node))
2940         return unsigned_intTI_type_node;
2941     }
2942
2943   return NULL_TREE;
2944 }
2945
2946 /* Return a data type that has machine mode MODE.  If the mode is an
2947    integer, then UNSIGNEDP selects between signed and unsigned types.  */
2948
2949 tree
2950 gfc_type_for_mode (enum machine_mode mode, int unsignedp)
2951 {
2952   int i;
2953   tree *base;
2954
2955   if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_FLOAT)
2956     base = gfc_real_types;
2957   else if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_COMPLEX_FLOAT)
2958     base = gfc_complex_types;
2959   else if (SCALAR_INT_MODE_P (mode))
2960     {
2961       tree type = gfc_type_for_size (GET_MODE_PRECISION (mode), unsignedp);
2962       return type != NULL_TREE && mode == TYPE_MODE (type) ? type : NULL_TREE;
2963     }
2964   else if (VECTOR_MODE_P (mode))
2965     {
2966       enum machine_mode inner_mode = GET_MODE_INNER (mode);
2967       tree inner_type = gfc_type_for_mode (inner_mode, unsignedp);
2968       if (inner_type != NULL_TREE)
2969         return build_vector_type_for_mode (inner_type, mode);
2970       return NULL_TREE;
2971     }
2972   else
2973     return NULL_TREE;
2974
2975   for (i = 0; i <= MAX_REAL_KINDS; ++i)
2976     {
2977       tree type = base[i];
2978       if (type && mode == TYPE_MODE (type))
2979         return type;
2980     }
2981
2982   return NULL_TREE;
2983 }
2984
2985 /* Return TRUE if TYPE is a type with a hidden descriptor, fill in INFO
2986    in that case.  */
2987
2988 bool
2989 gfc_get_array_descr_info (const_tree type, struct array_descr_info *info)
2990 {
2991   int rank, dim;
2992   bool indirect = false;
2993   tree etype, ptype, field, t, base_decl;
2994   tree data_off, dim_off, dim_size, elem_size;
2995   tree lower_suboff, upper_suboff, stride_suboff;
2996
2997   if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
2998     {
2999       if (! POINTER_TYPE_P (type))
3000         return false;
3001       type = TREE_TYPE (type);
3002       if (! GFC_DESCRIPTOR_TYPE_P (type))
3003         return false;
3004       indirect = true;
3005     }
3006
3007   rank = GFC_TYPE_ARRAY_RANK (type);
3008   if (rank >= (int) (sizeof (info->dimen) / sizeof (info->dimen[0])))
3009     return false;
3010
3011   etype = GFC_TYPE_ARRAY_DATAPTR_TYPE (type);
3012   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (etype));
3013   etype = TREE_TYPE (etype);
3014
3015   /* If the type is not a scalar coarray.  */
3016   if (TREE_CODE (etype) == ARRAY_TYPE)
3017     etype = TREE_TYPE (etype);
3018
3019   /* Can't handle variable sized elements yet.  */
3020   if (int_size_in_bytes (etype) <= 0)
3021     return false;
3022   /* Nor non-constant lower bounds in assumed shape arrays.  */
3023   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE
3024       || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT)
3025     {
3026       for (dim = 0; dim < rank; dim++)
3027         if (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim) == NULL_TREE
3028             || TREE_CODE (GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim)) != INTEGER_CST)
3029           return false;
3030     }
3031
3032   memset (info, '\0', sizeof (*info));
3033   info->ndimensions = rank;
3034   info->element_type = etype;
3035   ptype = build_pointer_type (gfc_array_index_type);
3036   base_decl = GFC_TYPE_ARRAY_BASE_DECL (type, indirect);
3037   if (!base_decl)
3038     {
3039       base_decl = build_decl (input_location, VAR_DECL, NULL_TREE,
3040                               indirect ? build_pointer_type (ptype) : ptype);
3041       GFC_TYPE_ARRAY_BASE_DECL (type, indirect) = base_decl;
3042     }
3043   info->base_decl = base_decl;
3044   if (indirect)
3045     base_decl = build1 (INDIRECT_REF, ptype, base_decl);
3046
3047   if (GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type))
3048     elem_size = GFC_TYPE_ARRAY_SPAN (type);
3049   else
3050     elem_size = fold_convert (gfc_array_index_type, TYPE_SIZE_UNIT (etype));
3051   field = TYPE_FIELDS (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
3052   data_off = byte_position (field);
3053   field = DECL_CHAIN (field);
3054   field = DECL_CHAIN (field);
3055   field = DECL_CHAIN (field);
3056   dim_off = byte_position (field);
3057   dim_size = TYPE_SIZE_UNIT (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
3058   field = TYPE_FIELDS (TREE_TYPE (TREE_TYPE (field)));
3059   stride_suboff = byte_position (field);
3060   field = DECL_CHAIN (field);
3061   lower_suboff = byte_position (field);
3062   field = DECL_CHAIN (field);
3063   upper_suboff = byte_position (field);
3064
3065   t = base_decl;
3066   if (!integer_zerop (data_off))
3067     t = fold_build_pointer_plus (t, data_off);
3068   t = build1 (NOP_EXPR, build_pointer_type (ptr_type_node), t);
3069   info->data_location = build1 (INDIRECT_REF, ptr_type_node, t);
3070   if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ALLOCATABLE)
3071     info->allocated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
3072                               info->data_location, null_pointer_node);
3073   else if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER
3074            || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_POINTER_CONT)
3075     info->associated = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node,
3076                                info->data_location, null_pointer_node);
3077
3078   for (dim = 0; dim < rank; dim++)
3079     {
3080       t = fold_build_pointer_plus (base_decl,
3081                                    size_binop (PLUS_EXPR,
3082                                                dim_off, lower_suboff));
3083       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
3084       info->dimen[dim].lower_bound = t;
3085       t = fold_build_pointer_plus (base_decl,
3086                                    size_binop (PLUS_EXPR,
3087                                                dim_off, upper_suboff));
3088       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
3089       info->dimen[dim].upper_bound = t;
3090       if (GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE
3091           || GFC_TYPE_ARRAY_AKIND (type) == GFC_ARRAY_ASSUMED_SHAPE_CONT)
3092         {
3093           /* Assumed shape arrays have known lower bounds.  */
3094           info->dimen[dim].upper_bound
3095             = build2 (MINUS_EXPR, gfc_array_index_type,
3096                       info->dimen[dim].upper_bound,
3097                       info->dimen[dim].lower_bound);
3098           info->dimen[dim].lower_bound
3099             = fold_convert (gfc_array_index_type,
3100                             GFC_TYPE_ARRAY_LBOUND (type, dim));
3101           info->dimen[dim].upper_bound
3102             = build2 (PLUS_EXPR, gfc_array_index_type,
3103                       info->dimen[dim].lower_bound,
3104                       info->dimen[dim].upper_bound);
3105         }
3106       t = fold_build_pointer_plus (base_decl,
3107                                    size_binop (PLUS_EXPR,
3108                                                dim_off, stride_suboff));
3109       t = build1 (INDIRECT_REF, gfc_array_index_type, t);
3110       t = build2 (MULT_EXPR, gfc_array_index_type, t, elem_size);
3111       info->dimen[dim].stride = t;
3112       dim_off = size_binop (PLUS_EXPR, dim_off, dim_size);
3113     }
3114
3115   return true;
3116 }
3117
3118 #include "gt-fortran-trans-types.h"