* es.po: Update.
[official-gcc.git] / gcc / fortran / gfortran.texi
blobe65c2decad2cd08d7d211cd41fcd8551b7413291
1 \input texinfo  @c -*-texinfo-*-
2 @c %**start of header
3 @setfilename gfortran.info
4 @set copyrights-gfortran 1999-2016
6 @include gcc-common.texi
8 @settitle The GNU Fortran Compiler
10 @c Create a separate index for command line options
11 @defcodeindex op
12 @c Merge the standard indexes into a single one.
13 @syncodeindex fn cp
14 @syncodeindex vr cp
15 @syncodeindex ky cp
16 @syncodeindex pg cp
17 @syncodeindex tp cp
19 @c TODO: The following "Part" definitions are included here temporarily
20 @c until they are incorporated into the official Texinfo distribution.
21 @c They borrow heavily from Texinfo's \unnchapentry definitions.
23 @tex
24 \gdef\part#1#2{%
25   \pchapsepmacro
26   \gdef\thischapter{}
27   \begingroup
28     \vglue\titlepagetopglue
29     \titlefonts \rm
30     \leftline{Part #1:@* #2}
31     \vskip4pt \hrule height 4pt width \hsize \vskip4pt
32   \endgroup
33   \writetocentry{part}{#2}{#1}
35 \gdef\blankpart{%
36   \writetocentry{blankpart}{}{}
38 % Part TOC-entry definition for summary contents.
39 \gdef\dosmallpartentry#1#2#3#4{%
40   \vskip .5\baselineskip plus.2\baselineskip
41   \begingroup
42     \let\rm=\bf \rm
43     \tocentry{Part #2: #1}{\doshortpageno\bgroup#4\egroup}
44   \endgroup
46 \gdef\dosmallblankpartentry#1#2#3#4{%
47   \vskip .5\baselineskip plus.2\baselineskip
49 % Part TOC-entry definition for regular contents.  This has to be
50 % equated to an existing entry to not cause problems when the PDF
51 % outline is created.
52 \gdef\dopartentry#1#2#3#4{%
53   \unnchapentry{Part #2: #1}{}{#3}{#4}
55 \gdef\doblankpartentry#1#2#3#4{}
56 @end tex
58 @c %**end of header
60 @c Use with @@smallbook.
62 @c %** start of document
64 @c Cause even numbered pages to be printed on the left hand side of
65 @c the page and odd numbered pages to be printed on the right hand
66 @c side of the page.  Using this, you can print on both sides of a
67 @c sheet of paper and have the text on the same part of the sheet.
69 @c The text on right hand pages is pushed towards the right hand
70 @c margin and the text on left hand pages is pushed toward the left
71 @c hand margin.
72 @c (To provide the reverse effect, set bindingoffset to -0.75in.)
74 @c @tex
75 @c \global\bindingoffset=0.75in
76 @c \global\normaloffset =0.75in
77 @c @end tex
79 @copying
80 Copyright @copyright{} @value{copyrights-gfortran} Free Software Foundation, Inc.
82 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
83 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
84 any later version published by the Free Software Foundation; with the
85 Invariant Sections being ``Funding Free Software'', the Front-Cover
86 Texts being (a) (see below), and with the Back-Cover Texts being (b)
87 (see below).  A copy of the license is included in the section entitled
88 ``GNU Free Documentation License''.
90 (a) The FSF's Front-Cover Text is:
92      A GNU Manual
94 (b) The FSF's Back-Cover Text is:
96      You have freedom to copy and modify this GNU Manual, like GNU
97      software.  Copies published by the Free Software Foundation raise
98      funds for GNU development.
99 @end copying
101 @ifinfo
102 @dircategory Software development
103 @direntry
104 * gfortran: (gfortran).                  The GNU Fortran Compiler.
105 @end direntry
106 This file documents the use and the internals of
107 the GNU Fortran compiler, (@command{gfortran}).
109 Published by the Free Software Foundation
110 51 Franklin Street, Fifth Floor
111 Boston, MA 02110-1301 USA
113 @insertcopying
114 @end ifinfo
117 @setchapternewpage odd
118 @titlepage
119 @title Using GNU Fortran
120 @versionsubtitle
121 @author The @t{gfortran} team
122 @page
123 @vskip 0pt plus 1filll
124 Published by the Free Software Foundation@*
125 51 Franklin Street, Fifth Floor@*
126 Boston, MA 02110-1301, USA@*
127 @c Last printed ??ber, 19??.@*
128 @c Printed copies are available for $? each.@*
129 @c ISBN ???
130 @sp 1
131 @insertcopying
132 @end titlepage
134 @c TODO: The following "Part" definitions are included here temporarily
135 @c until they are incorporated into the official Texinfo distribution.
137 @tex
138 \global\let\partentry=\dosmallpartentry
139 \global\let\blankpartentry=\dosmallblankpartentry
140 @end tex
141 @summarycontents
143 @tex
144 \global\let\partentry=\dopartentry
145 \global\let\blankpartentry=\doblankpartentry
146 @end tex
147 @contents
149 @page
151 @c ---------------------------------------------------------------------
152 @c TexInfo table of contents.
153 @c ---------------------------------------------------------------------
155 @ifnottex
156 @node Top
157 @top Introduction
158 @cindex Introduction
160 This manual documents the use of @command{gfortran},
161 the GNU Fortran compiler.  You can find in this manual how to invoke
162 @command{gfortran}, as well as its features and incompatibilities.
164 @ifset DEVELOPMENT
165 @emph{Warning:} This document, and the compiler it describes, are still
166 under development.  While efforts are made to keep it up-to-date, it might
167 not accurately reflect the status of the most recent GNU Fortran compiler.
168 @end ifset
170 @comment
171 @comment  When you add a new menu item, please keep the right hand
172 @comment  aligned to the same column.  Do not use tabs.  This provides
173 @comment  better formatting.
174 @comment
175 @menu
176 * Introduction::
178 Part I: Invoking GNU Fortran
179 * Invoking GNU Fortran:: Command options supported by @command{gfortran}.
180 * Runtime::              Influencing runtime behavior with environment variables.
182 Part II: Language Reference
183 * Fortran 2003 and 2008 status::  Fortran 2003 and 2008 features supported by GNU Fortran.
184 * Compiler Characteristics::      User-visible implementation details.
185 * Extensions::                    Language extensions implemented by GNU Fortran.
186 * Mixed-Language Programming::    Interoperability with C
187 * Coarray Programming::
188 * Intrinsic Procedures:: Intrinsic procedures supported by GNU Fortran.
189 * Intrinsic Modules::    Intrinsic modules supported by GNU Fortran.
191 * Contributing::         How you can help.
192 * Copying::              GNU General Public License says
193                          how you can copy and share GNU Fortran.
194 * GNU Free Documentation License::
195                          How you can copy and share this manual.
196 * Funding::              How to help assure continued work for free software.
197 * Option Index::         Index of command line options
198 * Keyword Index::        Index of concepts
199 @end menu
200 @end ifnottex
202 @c ---------------------------------------------------------------------
203 @c Introduction
204 @c ---------------------------------------------------------------------
206 @node Introduction
207 @chapter Introduction
209 @c The following duplicates the text on the TexInfo table of contents.
210 @iftex
211 This manual documents the use of @command{gfortran}, the GNU Fortran
212 compiler.  You can find in this manual how to invoke @command{gfortran},
213 as well as its features and incompatibilities.
215 @ifset DEVELOPMENT
216 @emph{Warning:} This document, and the compiler it describes, are still
217 under development.  While efforts are made to keep it up-to-date, it
218 might not accurately reflect the status of the most recent GNU Fortran
219 compiler.
220 @end ifset
221 @end iftex
223 The GNU Fortran compiler front end was
224 designed initially as a free replacement for,
225 or alternative to, the Unix @command{f95} command;
226 @command{gfortran} is the command you will use to invoke the compiler.
228 @menu
229 * About GNU Fortran::    What you should know about the GNU Fortran compiler.
230 * GNU Fortran and GCC::  You can compile Fortran, C, or other programs.
231 * Preprocessing and conditional compilation:: The Fortran preprocessor
232 * GNU Fortran and G77::  Why we chose to start from scratch.
233 * Project Status::       Status of GNU Fortran, roadmap, proposed extensions.
234 * Standards::            Standards supported by GNU Fortran.
235 @end menu
238 @c ---------------------------------------------------------------------
239 @c About GNU Fortran
240 @c ---------------------------------------------------------------------
242 @node About GNU Fortran
243 @section About GNU Fortran
245 The GNU Fortran compiler supports the Fortran 77, 90 and 95 standards
246 completely, parts of the Fortran 2003 and Fortran 2008 standards, and
247 several vendor extensions.  The development goal is to provide the
248 following features:
250 @itemize @bullet
251 @item
252 Read a user's program,
253 stored in a file and containing instructions written
254 in Fortran 77, Fortran 90, Fortran 95, Fortran 2003 or Fortran 2008.
255 This file contains @dfn{source code}.
257 @item
258 Translate the user's program into instructions a computer
259 can carry out more quickly than it takes to translate the
260 instructions in the first
261 place.  The result after compilation of a program is
262 @dfn{machine code},
263 code designed to be efficiently translated and processed
264 by a machine such as your computer.
265 Humans usually are not as good writing machine code
266 as they are at writing Fortran (or C++, Ada, or Java),
267 because it is easy to make tiny mistakes writing machine code.
269 @item
270 Provide the user with information about the reasons why
271 the compiler is unable to create a binary from the source code.
272 Usually this will be the case if the source code is flawed.
273 The Fortran 90 standard requires that the compiler can point out
274 mistakes to the user.
275 An incorrect usage of the language causes an @dfn{error message}.
277 The compiler will also attempt to diagnose cases where the
278 user's program contains a correct usage of the language,
279 but instructs the computer to do something questionable.
280 This kind of diagnostics message is called a @dfn{warning message}.
282 @item
283 Provide optional information about the translation passes
284 from the source code to machine code.
285 This can help a user of the compiler to find the cause of
286 certain bugs which may not be obvious in the source code,
287 but may be more easily found at a lower level compiler output.
288 It also helps developers to find bugs in the compiler itself.
290 @item
291 Provide information in the generated machine code that can
292 make it easier to find bugs in the program (using a debugging tool,
293 called a @dfn{debugger}, such as the GNU Debugger @command{gdb}).
295 @item
296 Locate and gather machine code already generated to
297 perform actions requested by statements in the user's program.
298 This machine code is organized into @dfn{modules} and is located
299 and @dfn{linked} to the user program.
300 @end itemize
302 The GNU Fortran compiler consists of several components:
304 @itemize @bullet
305 @item
306 A version of the @command{gcc} command
307 (which also might be installed as the system's @command{cc} command)
308 that also understands and accepts Fortran source code.
309 The @command{gcc} command is the @dfn{driver} program for
310 all the languages in the GNU Compiler Collection (GCC);
311 With @command{gcc},
312 you can compile the source code of any language for
313 which a front end is available in GCC.
315 @item
316 The @command{gfortran} command itself,
317 which also might be installed as the
318 system's @command{f95} command.
319 @command{gfortran} is just another driver program,
320 but specifically for the Fortran compiler only.
321 The difference with @command{gcc} is that @command{gfortran}
322 will automatically link the correct libraries to your program.
324 @item
325 A collection of run-time libraries.
326 These libraries contain the machine code needed to support
327 capabilities of the Fortran language that are not directly
328 provided by the machine code generated by the
329 @command{gfortran} compilation phase,
330 such as intrinsic functions and subroutines,
331 and routines for interaction with files and the operating system.
332 @c and mechanisms to spawn,
333 @c unleash and pause threads in parallelized code.
335 @item
336 The Fortran compiler itself, (@command{f951}).
337 This is the GNU Fortran parser and code generator,
338 linked to and interfaced with the GCC backend library.
339 @command{f951} ``translates'' the source code to
340 assembler code.  You would typically not use this
341 program directly;
342 instead, the @command{gcc} or @command{gfortran} driver
343 programs will call it for you.
344 @end itemize
347 @c ---------------------------------------------------------------------
348 @c GNU Fortran and GCC
349 @c ---------------------------------------------------------------------
351 @node GNU Fortran and GCC
352 @section GNU Fortran and GCC
353 @cindex GNU Compiler Collection
354 @cindex GCC
356 GNU Fortran is a part of GCC, the @dfn{GNU Compiler Collection}.  GCC
357 consists of a collection of front ends for various languages, which
358 translate the source code into a language-independent form called
359 @dfn{GENERIC}.  This is then processed by a common middle end which
360 provides optimization, and then passed to one of a collection of back
361 ends which generate code for different computer architectures and
362 operating systems.
364 Functionally, this is implemented with a driver program (@command{gcc})
365 which provides the command-line interface for the compiler.  It calls
366 the relevant compiler front-end program (e.g., @command{f951} for
367 Fortran) for each file in the source code, and then calls the assembler
368 and linker as appropriate to produce the compiled output.  In a copy of
369 GCC which has been compiled with Fortran language support enabled,
370 @command{gcc} will recognize files with @file{.f}, @file{.for}, @file{.ftn},
371 @file{.f90}, @file{.f95}, @file{.f03} and @file{.f08} extensions as
372 Fortran source code, and compile it accordingly.  A @command{gfortran}
373 driver program is also provided, which is identical to @command{gcc}
374 except that it automatically links the Fortran runtime libraries into the
375 compiled program.
377 Source files with @file{.f}, @file{.for}, @file{.fpp}, @file{.ftn}, @file{.F},
378 @file{.FOR}, @file{.FPP}, and @file{.FTN} extensions are treated as fixed form.
379 Source files with @file{.f90}, @file{.f95}, @file{.f03}, @file{.f08},
380 @file{.F90}, @file{.F95}, @file{.F03} and @file{.F08} extensions are
381 treated as free form.  The capitalized versions of either form are run
382 through preprocessing.  Source files with the lower case @file{.fpp}
383 extension are also run through preprocessing.
385 This manual specifically documents the Fortran front end, which handles
386 the programming language's syntax and semantics.  The aspects of GCC
387 which relate to the optimization passes and the back-end code generation
388 are documented in the GCC manual; see 
389 @ref{Top,,Introduction,gcc,Using the GNU Compiler Collection (GCC)}.
390 The two manuals together provide a complete reference for the GNU
391 Fortran compiler.
394 @c ---------------------------------------------------------------------
395 @c Preprocessing and conditional compilation
396 @c ---------------------------------------------------------------------
398 @node Preprocessing and conditional compilation
399 @section Preprocessing and conditional compilation
400 @cindex CPP
401 @cindex FPP
402 @cindex Conditional compilation
403 @cindex Preprocessing
404 @cindex preprocessor, include file handling
406 Many Fortran compilers including GNU Fortran allow passing the source code
407 through a C preprocessor (CPP; sometimes also called the Fortran preprocessor,
408 FPP) to allow for conditional compilation.  In the case of GNU Fortran,
409 this is the GNU C Preprocessor in the traditional mode.  On systems with
410 case-preserving file names, the preprocessor is automatically invoked if the
411 filename extension is @file{.F}, @file{.FOR}, @file{.FTN}, @file{.fpp},
412 @file{.FPP}, @file{.F90}, @file{.F95}, @file{.F03} or @file{.F08}.  To manually
413 invoke the preprocessor on any file, use @option{-cpp}, to disable
414 preprocessing on files where the preprocessor is run automatically, use
415 @option{-nocpp}.
417 If a preprocessed file includes another file with the Fortran @code{INCLUDE}
418 statement, the included file is not preprocessed.  To preprocess included
419 files, use the equivalent preprocessor statement @code{#include}.
421 If GNU Fortran invokes the preprocessor, @code{__GFORTRAN__}
422 is defined and @code{__GNUC__}, @code{__GNUC_MINOR__} and
423 @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} can be used to determine the version of the
424 compiler.  See @ref{Top,,Overview,cpp,The C Preprocessor} for details.
426 While CPP is the de-facto standard for preprocessing Fortran code,
427 Part 3 of the Fortran 95 standard (ISO/IEC 1539-3:1998) defines
428 Conditional Compilation, which is not widely used and not directly
429 supported by the GNU Fortran compiler.  You can use the program coco
430 to preprocess such files (@uref{http://www.daniellnagle.com/coco.html}).
433 @c ---------------------------------------------------------------------
434 @c GNU Fortran and G77
435 @c ---------------------------------------------------------------------
437 @node GNU Fortran and G77
438 @section GNU Fortran and G77
439 @cindex Fortran 77
440 @cindex @command{g77}
442 The GNU Fortran compiler is the successor to @command{g77}, the Fortran 
443 77 front end included in GCC prior to version 4.  It is an entirely new 
444 program that has been designed to provide Fortran 95 support and 
445 extensibility for future Fortran language standards, as well as providing 
446 backwards compatibility for Fortran 77 and nearly all of the GNU language 
447 extensions supported by @command{g77}.
450 @c ---------------------------------------------------------------------
451 @c Project Status
452 @c ---------------------------------------------------------------------
454 @node Project Status
455 @section Project Status
457 @quotation
458 As soon as @command{gfortran} can parse all of the statements correctly,
459 it will be in the ``larva'' state.
460 When we generate code, the ``puppa'' state.
461 When @command{gfortran} is done,
462 we'll see if it will be a beautiful butterfly,
463 or just a big bug....
465 --Andy Vaught, April 2000
466 @end quotation
468 The start of the GNU Fortran 95 project was announced on
469 the GCC homepage in March 18, 2000
470 (even though Andy had already been working on it for a while,
471 of course).
473 The GNU Fortran compiler is able to compile nearly all
474 standard-compliant Fortran 95, Fortran 90, and Fortran 77 programs,
475 including a number of standard and non-standard extensions, and can be
476 used on real-world programs.  In particular, the supported extensions
477 include OpenMP, Cray-style pointers, some old vendor extensions, and several
478 Fortran 2003 and Fortran 2008 features, including TR 15581.  However, it is
479 still under development and has a few remaining rough edges.
480 There also is initial support for OpenACC.
481 Note that this is an experimental feature, incomplete, and subject to
482 change in future versions of GCC.  See
483 @uref{https://gcc.gnu.org/wiki/OpenACC} for more information.
485 At present, the GNU Fortran compiler passes the
486 @uref{http://www.fortran-2000.com/ArnaudRecipes/fcvs21_f95.html, 
487 NIST Fortran 77 Test Suite}, and produces acceptable results on the
488 @uref{http://www.netlib.org/lapack/faq.html#1.21, LAPACK Test Suite}.
489 It also provides respectable performance on 
490 the @uref{http://www.polyhedron.com/fortran-compiler-comparisons/polyhedron-benchmark-suite,
491 Polyhedron Fortran
492 compiler benchmarks} and the
493 @uref{http://www.netlib.org/benchmark/livermore,
494 Livermore Fortran Kernels test}.  It has been used to compile a number of
495 large real-world programs, including
496 @uref{http://hirlam.org/, the HARMONIE and HIRLAM weather forecasting code} and
497 @uref{http://physical-chemistry.scb.uwa.edu.au/tonto/wiki/index.php/Main_Page,
498 the Tonto quantum chemistry package}; see
499 @url{https://gcc.gnu.org/@/wiki/@/GfortranApps} for an extended list.
501 Among other things, the GNU Fortran compiler is intended as a replacement
502 for G77.  At this point, nearly all programs that could be compiled with
503 G77 can be compiled with GNU Fortran, although there are a few minor known
504 regressions.
506 The primary work remaining to be done on GNU Fortran falls into three
507 categories: bug fixing (primarily regarding the treatment of invalid code
508 and providing useful error messages), improving the compiler optimizations
509 and the performance of compiled code, and extending the compiler to support
510 future standards---in particular, Fortran 2003 and Fortran 2008.
513 @c ---------------------------------------------------------------------
514 @c Standards
515 @c ---------------------------------------------------------------------
517 @node Standards
518 @section Standards
519 @cindex Standards
521 @menu
522 * Varying Length Character Strings::
523 @end menu
525 The GNU Fortran compiler implements
526 ISO/IEC 1539:1997 (Fortran 95).  As such, it can also compile essentially all
527 standard-compliant Fortran 90 and Fortran 77 programs.   It also supports
528 the ISO/IEC TR-15581 enhancements to allocatable arrays.
530 GNU Fortran also have a partial support for ISO/IEC 1539-1:2004 (Fortran
531 2003), ISO/IEC 1539-1:2010 (Fortran 2008), the Technical Specification
532 @code{Further Interoperability of Fortran with C} (ISO/IEC TS 29113:2012).
533 Full support of those standards and future Fortran standards is planned.
534 The current status of the support is can be found in the
535 @ref{Fortran 2003 status}, @ref{Fortran 2008 status}, @ref{TS 29113 status}
536 and @ref{TS 18508 status} sections of the documentation.
538 Additionally, the GNU Fortran compilers supports the OpenMP specification
539 (version 4.0, @url{http://openmp.org/@/wp/@/openmp-specifications/}).
540 There also is initial support for the OpenACC specification (targeting
541 version 2.0, @uref{http://www.openacc.org/}).
542 Note that this is an experimental feature, incomplete, and subject to
543 change in future versions of GCC.  See
544 @uref{https://gcc.gnu.org/wiki/OpenACC} for more information.
546 @node Varying Length Character Strings
547 @subsection Varying Length Character Strings
548 @cindex Varying length character strings
549 @cindex Varying length strings
550 @cindex strings, varying length
552 The Fortran 95 standard specifies in Part 2 (ISO/IEC 1539-2:2000)
553 varying length character strings.  While GNU Fortran currently does not
554 support such strings directly, there exist two Fortran implementations
555 for them, which work with GNU Fortran.  They can be found at
556 @uref{http://www.fortran.com/@/iso_varying_string.f95} and at
557 @uref{ftp://ftp.nag.co.uk/@/sc22wg5/@/ISO_VARYING_STRING/}.
559 Deferred-length character strings of Fortran 2003 supports part of
560 the features of @code{ISO_VARYING_STRING} and should be considered as
561 replacement. (Namely, allocatable or pointers of the type
562 @code{character(len=:)}.)
565 @c =====================================================================
566 @c PART I: INVOCATION REFERENCE
567 @c =====================================================================
569 @tex
570 \part{I}{Invoking GNU Fortran}
571 @end tex
573 @c ---------------------------------------------------------------------
574 @c Compiler Options
575 @c ---------------------------------------------------------------------
577 @include invoke.texi
580 @c ---------------------------------------------------------------------
581 @c Runtime
582 @c ---------------------------------------------------------------------
584 @node Runtime
585 @chapter Runtime:  Influencing runtime behavior with environment variables
586 @cindex environment variable
588 The behavior of the @command{gfortran} can be influenced by
589 environment variables.
591 Malformed environment variables are silently ignored.
593 @menu
594 * TMPDIR:: Directory for scratch files
595 * GFORTRAN_STDIN_UNIT:: Unit number for standard input
596 * GFORTRAN_STDOUT_UNIT:: Unit number for standard output
597 * GFORTRAN_STDERR_UNIT:: Unit number for standard error
598 * GFORTRAN_UNBUFFERED_ALL:: Do not buffer I/O for all units.
599 * GFORTRAN_UNBUFFERED_PRECONNECTED:: Do not buffer I/O for preconnected units.
600 * GFORTRAN_SHOW_LOCUS::  Show location for runtime errors
601 * GFORTRAN_OPTIONAL_PLUS:: Print leading + where permitted
602 * GFORTRAN_DEFAULT_RECL:: Default record length for new files
603 * GFORTRAN_LIST_SEPARATOR::  Separator for list output
604 * GFORTRAN_CONVERT_UNIT::  Set endianness for unformatted I/O
605 * GFORTRAN_ERROR_BACKTRACE:: Show backtrace on run-time errors
606 @end menu
608 @node TMPDIR
609 @section @env{TMPDIR}---Directory for scratch files
611 When opening a file with @code{STATUS='SCRATCH'}, GNU Fortran tries to
612 create the file in one of the potential directories by testing each
613 directory in the order below.
615 @enumerate
616 @item
617 The environment variable @env{TMPDIR}, if it exists.
619 @item
620 On the MinGW target, the directory returned by the @code{GetTempPath}
621 function. Alternatively, on the Cygwin target, the @env{TMP} and
622 @env{TEMP} environment variables, if they exist, in that order.
624 @item
625 The @code{P_tmpdir} macro if it is defined, otherwise the directory
626 @file{/tmp}.
627 @end enumerate
629 @node GFORTRAN_STDIN_UNIT
630 @section @env{GFORTRAN_STDIN_UNIT}---Unit number for standard input
632 This environment variable can be used to select the unit number
633 preconnected to standard input.  This must be a positive integer.
634 The default value is 5.
636 @node GFORTRAN_STDOUT_UNIT
637 @section @env{GFORTRAN_STDOUT_UNIT}---Unit number for standard output
639 This environment variable can be used to select the unit number
640 preconnected to standard output.  This must be a positive integer.
641 The default value is 6.
643 @node GFORTRAN_STDERR_UNIT
644 @section @env{GFORTRAN_STDERR_UNIT}---Unit number for standard error
646 This environment variable can be used to select the unit number
647 preconnected to standard error.  This must be a positive integer.
648 The default value is 0.
650 @node GFORTRAN_UNBUFFERED_ALL
651 @section @env{GFORTRAN_UNBUFFERED_ALL}---Do not buffer I/O on all units
653 This environment variable controls whether all I/O is unbuffered.  If
654 the first letter is @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1}, all I/O is
655 unbuffered.  This will slow down small sequential reads and writes.  If
656 the first letter is @samp{n}, @samp{N} or @samp{0}, I/O is buffered.
657 This is the default.
659 @node GFORTRAN_UNBUFFERED_PRECONNECTED
660 @section @env{GFORTRAN_UNBUFFERED_PRECONNECTED}---Do not buffer I/O on preconnected units
662 The environment variable named @env{GFORTRAN_UNBUFFERED_PRECONNECTED} controls
663 whether I/O on a preconnected unit (i.e.@: STDOUT or STDERR) is unbuffered.  If 
664 the first letter is @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1}, I/O is unbuffered.  This
665 will slow down small sequential reads and writes.  If the first letter
666 is @samp{n}, @samp{N} or @samp{0}, I/O is buffered.  This is the default.
668 @node GFORTRAN_SHOW_LOCUS
669 @section @env{GFORTRAN_SHOW_LOCUS}---Show location for runtime errors
671 If the first letter is @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1}, filename and
672 line numbers for runtime errors are printed.  If the first letter is
673 @samp{n}, @samp{N} or @samp{0}, do not print filename and line numbers
674 for runtime errors.  The default is to print the location.
676 @node GFORTRAN_OPTIONAL_PLUS
677 @section @env{GFORTRAN_OPTIONAL_PLUS}---Print leading + where permitted
679 If the first letter is @samp{y}, @samp{Y} or @samp{1},
680 a plus sign is printed
681 where permitted by the Fortran standard.  If the first letter
682 is @samp{n}, @samp{N} or @samp{0}, a plus sign is not printed
683 in most cases.  Default is not to print plus signs.
685 @node GFORTRAN_DEFAULT_RECL
686 @section @env{GFORTRAN_DEFAULT_RECL}---Default record length for new files
688 This environment variable specifies the default record length, in
689 bytes, for files which are opened without a @code{RECL} tag in the
690 @code{OPEN} statement.  This must be a positive integer.  The
691 default value is 1073741824 bytes (1 GB).
693 @node GFORTRAN_LIST_SEPARATOR
694 @section @env{GFORTRAN_LIST_SEPARATOR}---Separator for list output
696 This environment variable specifies the separator when writing
697 list-directed output.  It may contain any number of spaces and
698 at most one comma.  If you specify this on the command line,
699 be sure to quote spaces, as in
700 @smallexample
701 $ GFORTRAN_LIST_SEPARATOR='  ,  ' ./a.out
702 @end smallexample
703 when @command{a.out} is the compiled Fortran program that you want to run.
704 Default is a single space.
706 @node GFORTRAN_CONVERT_UNIT
707 @section @env{GFORTRAN_CONVERT_UNIT}---Set endianness for unformatted I/O
709 By setting the @env{GFORTRAN_CONVERT_UNIT} variable, it is possible
710 to change the representation of data for unformatted files.
711 The syntax for the @env{GFORTRAN_CONVERT_UNIT} variable is:
712 @smallexample
713 GFORTRAN_CONVERT_UNIT: mode | mode ';' exception | exception ;
714 mode: 'native' | 'swap' | 'big_endian' | 'little_endian' ;
715 exception: mode ':' unit_list | unit_list ;
716 unit_list: unit_spec | unit_list unit_spec ;
717 unit_spec: INTEGER | INTEGER '-' INTEGER ;
718 @end smallexample
719 The variable consists of an optional default mode, followed by
720 a list of optional exceptions, which are separated by semicolons
721 from the preceding default and each other.  Each exception consists
722 of a format and a comma-separated list of units.  Valid values for
723 the modes are the same as for the @code{CONVERT} specifier:
725 @itemize @w{}
726 @item @code{NATIVE} Use the native format.  This is the default.
727 @item @code{SWAP} Swap between little- and big-endian.
728 @item @code{LITTLE_ENDIAN} Use the little-endian format
729 for unformatted files.
730 @item @code{BIG_ENDIAN} Use the big-endian format for unformatted files.
731 @end itemize
732 A missing mode for an exception is taken to mean @code{BIG_ENDIAN}.
733 Examples of values for @env{GFORTRAN_CONVERT_UNIT} are:
734 @itemize @w{}
735 @item @code{'big_endian'}  Do all unformatted I/O in big_endian mode.
736 @item @code{'little_endian;native:10-20,25'}  Do all unformatted I/O 
737 in little_endian mode, except for units 10 to 20 and 25, which are in
738 native format.
739 @item @code{'10-20'}  Units 10 to 20 are big-endian, the rest is native.
740 @end itemize
742 Setting the environment variables should be done on the command
743 line or via the @command{export}
744 command for @command{sh}-compatible shells and via @command{setenv}
745 for @command{csh}-compatible shells.
747 Example for @command{sh}:
748 @smallexample
749 $ gfortran foo.f90
750 $ GFORTRAN_CONVERT_UNIT='big_endian;native:10-20' ./a.out
751 @end smallexample
753 Example code for @command{csh}:
754 @smallexample
755 % gfortran foo.f90
756 % setenv GFORTRAN_CONVERT_UNIT 'big_endian;native:10-20'
757 % ./a.out
758 @end smallexample
760 Using anything but the native representation for unformatted data
761 carries a significant speed overhead.  If speed in this area matters
762 to you, it is best if you use this only for data that needs to be
763 portable.
765 @xref{CONVERT specifier}, for an alternative way to specify the
766 data representation for unformatted files.  @xref{Runtime Options}, for
767 setting a default data representation for the whole program.  The
768 @code{CONVERT} specifier overrides the @option{-fconvert} compile options.
770 @emph{Note that the values specified via the GFORTRAN_CONVERT_UNIT
771 environment variable will override the CONVERT specifier in the
772 open statement}.  This is to give control over data formats to
773 users who do not have the source code of their program available.
775 @node GFORTRAN_ERROR_BACKTRACE
776 @section @env{GFORTRAN_ERROR_BACKTRACE}---Show backtrace on run-time errors
778 If the @env{GFORTRAN_ERROR_BACKTRACE} variable is set to @samp{y},
779 @samp{Y} or @samp{1} (only the first letter is relevant) then a
780 backtrace is printed when a serious run-time error occurs.  To disable
781 the backtracing, set the variable to @samp{n}, @samp{N}, @samp{0}.
782 Default is to print a backtrace unless the @option{-fno-backtrace}
783 compile option was used.
785 @c =====================================================================
786 @c PART II: LANGUAGE REFERENCE
787 @c =====================================================================
789 @tex
790 \part{II}{Language Reference}
791 @end tex
793 @c ---------------------------------------------------------------------
794 @c Fortran 2003 and 2008 Status
795 @c ---------------------------------------------------------------------
797 @node Fortran 2003 and 2008 status
798 @chapter Fortran 2003 and 2008 Status
800 @menu
801 * Fortran 2003 status::
802 * Fortran 2008 status::
803 * TS 29113 status::
804 * TS 18508 status::
805 @end menu
807 @node Fortran 2003 status
808 @section Fortran 2003 status
810 GNU Fortran supports several Fortran 2003 features; an incomplete
811 list can be found below.  See also the
812 @uref{https://gcc.gnu.org/wiki/Fortran2003, wiki page} about Fortran 2003.
814 @itemize
815 @item Procedure pointers including procedure-pointer components with
816 @code{PASS} attribute.
818 @item Procedures which are bound to a derived type (type-bound procedures)
819 including @code{PASS}, @code{PROCEDURE} and @code{GENERIC}, and
820 operators bound to a type.
822 @item Abstract interfaces and type extension with the possibility to
823 override type-bound procedures or to have deferred binding.
825 @item Polymorphic entities (``@code{CLASS}'') for derived types and unlimited
826 polymorphism (``@code{CLASS(*)}'') -- including @code{SAME_TYPE_AS},
827 @code{EXTENDS_TYPE_OF} and @code{SELECT TYPE} for scalars and arrays and
828 finalization.
830 @item Generic interface names, which have the same name as derived types,
831 are now supported. This allows one to write constructor functions.  Note
832 that Fortran does not support static constructor functions.  For static
833 variables, only default initialization or structure-constructor
834 initialization are available.
836 @item The @code{ASSOCIATE} construct.
838 @item Interoperability with C including enumerations, 
840 @item In structure constructors the components with default values may be
841 omitted.
843 @item Extensions to the @code{ALLOCATE} statement, allowing for a
844 type-specification with type parameter and for allocation and initialization
845 from a @code{SOURCE=} expression; @code{ALLOCATE} and @code{DEALLOCATE}
846 optionally return an error message string via @code{ERRMSG=}.
848 @item Reallocation on assignment: If an intrinsic assignment is
849 used, an allocatable variable on the left-hand side is automatically allocated
850 (if unallocated) or reallocated (if the shape is different). Currently, scalar
851 deferred character length left-hand sides are correctly handled but arrays
852 are not yet fully implemented.
854 @item Deferred-length character variables and scalar deferred-length character
855 components of derived types are supported. (Note that array-valued compoents
856 are not yet implemented.)
858 @item Transferring of allocations via @code{MOVE_ALLOC}.
860 @item The @code{PRIVATE} and @code{PUBLIC} attributes may be given individually
861 to derived-type components.
863 @item In pointer assignments, the lower bound may be specified and
864 the remapping of elements is supported.
866 @item For pointers an @code{INTENT} may be specified which affect the
867 association status not the value of the pointer target.
869 @item Intrinsics @code{command_argument_count}, @code{get_command},
870 @code{get_command_argument}, and @code{get_environment_variable}.
872 @item Support for Unicode characters (ISO 10646) and UTF-8, including
873 the @code{SELECTED_CHAR_KIND} and @code{NEW_LINE} intrinsic functions.
875 @item Support for binary, octal and hexadecimal (BOZ) constants in the
876 intrinsic functions @code{INT}, @code{REAL}, @code{CMPLX} and @code{DBLE}.
878 @item Support for namelist variables with allocatable and pointer
879 attribute and nonconstant length type parameter.
881 @item
882 @cindex array, constructors
883 @cindex @code{[...]}
884 Array constructors using square brackets.  That is, @code{[...]} rather
885 than @code{(/.../)}.  Type-specification for array constructors like
886 @code{(/ some-type :: ... /)}.
888 @item Extensions to the specification and initialization expressions,
889 including the support for intrinsics with real and complex arguments.
891 @item Support for the asynchronous input/output syntax; however, the
892 data transfer is currently always synchronously performed. 
894 @item
895 @cindex @code{FLUSH} statement
896 @cindex statement, @code{FLUSH}
897 @code{FLUSH} statement.
899 @item
900 @cindex @code{IOMSG=} specifier
901 @code{IOMSG=} specifier for I/O statements.
903 @item
904 @cindex @code{ENUM} statement
905 @cindex @code{ENUMERATOR} statement
906 @cindex statement, @code{ENUM}
907 @cindex statement, @code{ENUMERATOR}
908 @opindex @code{fshort-enums}
909 Support for the declaration of enumeration constants via the
910 @code{ENUM} and @code{ENUMERATOR} statements.  Interoperability with
911 @command{gcc} is guaranteed also for the case where the
912 @command{-fshort-enums} command line option is given.
914 @item
915 @cindex TR 15581
916 TR 15581:
917 @itemize
918 @item
919 @cindex @code{ALLOCATABLE} dummy arguments
920 @code{ALLOCATABLE} dummy arguments.
921 @item
922 @cindex @code{ALLOCATABLE} function results
923 @code{ALLOCATABLE} function results
924 @item
925 @cindex @code{ALLOCATABLE} components of derived types
926 @code{ALLOCATABLE} components of derived types
927 @end itemize
929 @item
930 @cindex @code{STREAM} I/O
931 @cindex @code{ACCESS='STREAM'} I/O
932 The @code{OPEN} statement supports the @code{ACCESS='STREAM'} specifier,
933 allowing I/O without any record structure.
935 @item
936 Namelist input/output for internal files.
938 @item Minor I/O features: Rounding during formatted output, using of
939 a decimal comma instead of a decimal point, setting whether a plus sign
940 should appear for positive numbers. On systems where @code{strtod} honours
941 the rounding mode, the rounding mode is also supported for input.
943 @item
944 @cindex @code{PROTECTED} statement
945 @cindex statement, @code{PROTECTED}
946 The @code{PROTECTED} statement and attribute.
948 @item
949 @cindex @code{VALUE} statement
950 @cindex statement, @code{VALUE}
951 The @code{VALUE} statement and attribute.
953 @item
954 @cindex @code{VOLATILE} statement
955 @cindex statement, @code{VOLATILE}
956 The @code{VOLATILE} statement and attribute.
958 @item
959 @cindex @code{IMPORT} statement
960 @cindex statement, @code{IMPORT}
961 The @code{IMPORT} statement, allowing to import
962 host-associated derived types.
964 @item The intrinsic modules @code{ISO_FORTRAN_ENVIRONMENT} is supported,
965 which contains parameters of the I/O units, storage sizes. Additionally,
966 procedures for C interoperability are available in the @code{ISO_C_BINDING}
967 module.
969 @item
970 @cindex @code{USE, INTRINSIC} statement
971 @cindex statement, @code{USE, INTRINSIC}
972 @cindex @code{ISO_FORTRAN_ENV} statement
973 @cindex statement, @code{ISO_FORTRAN_ENV}
974 @code{USE} statement with @code{INTRINSIC} and @code{NON_INTRINSIC}
975 attribute; supported intrinsic modules: @code{ISO_FORTRAN_ENV},
976 @code{ISO_C_BINDING}, @code{OMP_LIB} and @code{OMP_LIB_KINDS},
977 and @code{OPENACC}.
979 @item
980 Renaming of operators in the @code{USE} statement.
982 @end itemize
985 @node Fortran 2008 status
986 @section Fortran 2008 status
988 The latest version of the Fortran standard is ISO/IEC 1539-1:2010, informally
989 known as Fortran 2008.  The official version is available from International
990 Organization for Standardization (ISO) or its national member organizations.
991 The the final draft (FDIS) can be downloaded free of charge from
992 @url{http://www.nag.co.uk/@/sc22wg5/@/links.html}.  Fortran is developed by the
993 Working Group 5 of Sub-Committee 22 of the Joint Technical Committee 1 of the
994 International Organization for Standardization and the International
995 Electrotechnical Commission (IEC).  This group is known as
996 @uref{http://www.nag.co.uk/sc22wg5/, WG5}.
998 The GNU Fortran compiler supports several of the new features of Fortran 2008;
999 the @uref{https://gcc.gnu.org/wiki/Fortran2008Status, wiki} has some information
1000 about the current Fortran 2008 implementation status.  In particular, the
1001 following is implemented.
1003 @itemize
1004 @item The @option{-std=f2008} option and support for the file extensions 
1005 @file{.f08} and @file{.F08}.
1007 @item The @code{OPEN} statement now supports the @code{NEWUNIT=} option,
1008 which returns a unique file unit, thus preventing inadvertent use of the
1009 same unit in different parts of the program.
1011 @item The @code{g0} format descriptor and unlimited format items.
1013 @item The mathematical intrinsics @code{ASINH}, @code{ACOSH}, @code{ATANH},
1014 @code{ERF}, @code{ERFC}, @code{GAMMA}, @code{LOG_GAMMA}, @code{BESSEL_J0},
1015 @code{BESSEL_J1}, @code{BESSEL_JN}, @code{BESSEL_Y0}, @code{BESSEL_Y1},
1016 @code{BESSEL_YN}, @code{HYPOT}, @code{NORM2}, and @code{ERFC_SCALED}.
1018 @item Using complex arguments with @code{TAN}, @code{SINH}, @code{COSH},
1019 @code{TANH}, @code{ASIN}, @code{ACOS}, and @code{ATAN} is now possible;
1020 @code{ATAN}(@var{Y},@var{X}) is now an alias for @code{ATAN2}(@var{Y},@var{X}).
1022 @item Support of the @code{PARITY} intrinsic functions.
1024 @item The following bit intrinsics: @code{LEADZ} and @code{TRAILZ} for
1025 counting the number of leading and trailing zero bits, @code{POPCNT} and
1026 @code{POPPAR} for counting the number of one bits and returning the parity;
1027 @code{BGE}, @code{BGT}, @code{BLE}, and @code{BLT} for bitwise comparisons;
1028 @code{DSHIFTL} and @code{DSHIFTR} for combined left and right shifts,
1029 @code{MASKL} and @code{MASKR} for simple left and right justified masks,
1030 @code{MERGE_BITS} for a bitwise merge using a mask, @code{SHIFTA},
1031 @code{SHIFTL} and @code{SHIFTR} for shift operations, and the
1032 transformational bit intrinsics @code{IALL}, @code{IANY} and @code{IPARITY}.
1034 @item Support of the @code{EXECUTE_COMMAND_LINE} intrinsic subroutine.
1036 @item Support for the @code{STORAGE_SIZE} intrinsic inquiry function.
1038 @item The @code{INT@{8,16,32@}} and @code{REAL@{32,64,128@}} kind type
1039 parameters and the array-valued named constants @code{INTEGER_KINDS},
1040 @code{LOGICAL_KINDS}, @code{REAL_KINDS} and @code{CHARACTER_KINDS} of
1041 the intrinsic module @code{ISO_FORTRAN_ENV}.
1043 @item The module procedures @code{C_SIZEOF} of the intrinsic module
1044 @code{ISO_C_BINDINGS} and @code{COMPILER_VERSION} and @code{COMPILER_OPTIONS}
1045 of @code{ISO_FORTRAN_ENV}.
1047 @item Coarray support for serial programs with @option{-fcoarray=single} flag
1048 and experimental support for multiple images with the @option{-fcoarray=lib}
1049 flag.
1051 @item Submodules are supported. It should noted that @code{MODULEs} do not
1052 produce the smod file needed by the descendent @code{SUBMODULEs} unless they
1053 contain at least one @code{MODULE PROCEDURE} interface. The reason for this is
1054 that @code{SUBMODULEs} are useless without @code{MODULE PROCEDUREs}. See
1055 http://j3-fortran.org/doc/meeting/207/15-209.txt for a discussion and a draft
1056 interpretation. Adopting this interpretation has the advantage that code that
1057 does not use submodules does not generate smod files.
1059 @item The @code{DO CONCURRENT} construct is supported.
1061 @item The @code{BLOCK} construct is supported.
1063 @item The @code{STOP} and the new @code{ERROR STOP} statements now
1064 support all constant expressions. Both show the signals which were signaling
1065 at termination.
1067 @item Support for the @code{CONTIGUOUS} attribute.
1069 @item Support for @code{ALLOCATE} with @code{MOLD}.
1071 @item Support for the @code{IMPURE} attribute for procedures, which
1072 allows for @code{ELEMENTAL} procedures without the restrictions of
1073 @code{PURE}.
1075 @item Null pointers (including @code{NULL()}) and not-allocated variables
1076 can be used as actual argument to optional non-pointer, non-allocatable
1077 dummy arguments, denoting an absent argument.
1079 @item Non-pointer variables with @code{TARGET} attribute can be used as
1080 actual argument to @code{POINTER} dummies with @code{INTENT(IN)}.
1082 @item Pointers including procedure pointers and those in a derived
1083 type (pointer components) can now be initialized by a target instead
1084 of only by @code{NULL}.
1086 @item The @code{EXIT} statement (with construct-name) can be now be
1087 used to leave not only the @code{DO} but also the @code{ASSOCIATE},
1088 @code{BLOCK}, @code{IF}, @code{SELECT CASE} and @code{SELECT TYPE}
1089 constructs.
1091 @item Internal procedures can now be used as actual argument.
1093 @item Minor features: obsolesce diagnostics for @code{ENTRY} with
1094 @option{-std=f2008}; a line may start with a semicolon; for internal
1095 and module procedures @code{END} can be used instead of
1096 @code{END SUBROUTINE} and @code{END FUNCTION}; @code{SELECTED_REAL_KIND}
1097 now also takes a @code{RADIX} argument; intrinsic types are supported
1098 for @code{TYPE}(@var{intrinsic-type-spec}); multiple type-bound procedures
1099 can be declared in a single @code{PROCEDURE} statement; implied-shape
1100 arrays are supported for named constants (@code{PARAMETER}).
1101 @end itemize
1105 @node TS 29113 status
1106 @section Technical Specification 29113 Status
1108 GNU Fortran supports some of the new features of the Technical
1109 Specification (TS) 29113 on Further Interoperability of Fortran with C.
1110 The @uref{https://gcc.gnu.org/wiki/TS29113Status, wiki} has some information
1111 about the current TS 29113 implementation status.  In particular, the
1112 following is implemented.
1114 See also @ref{Further Interoperability of Fortran with C}.
1116 @itemize
1117 @item The @option{-std=f2008ts} option.
1119 @item The @code{OPTIONAL} attribute is allowed for dummy arguments
1120 of @code{BIND(C) procedures.}
1122 @item The @code{RANK} intrinsic is supported.
1124 @item GNU Fortran's implementation for variables with @code{ASYNCHRONOUS}
1125 attribute is compatible with TS 29113.
1127 @item Assumed types (@code{TYPE(*)}.
1129 @item Assumed-rank (@code{DIMENSION(..)}). However, the array descriptor
1130 of the TS is not yet supported.
1131 @end itemize
1134 @node TS 18508 status
1135 @section Technical Specification 18508 Status
1137 GNU Fortran supports the following new features of the Technical
1138 Specification 18508 on Additional Parallel Features in Fortran:
1140 @itemize
1141 @item The new atomic ADD, CAS, FETCH and ADD/OR/XOR, OR and XOR intrinsics.
1143 @item The @code{CO_MIN} and @code{CO_MAX} and @code{SUM} reduction intrinsics.
1144 And the @code{CO_BROADCAST} and @code{CO_REDUCE} intrinsic, except that those
1145 do not support polymorphic types or types with allocatable, pointer or
1146 polymorphic components.
1148 @item Events (@code{EVENT POST}, @code{EVENT WAIT}, @code{EVENT_QUERY})
1149 @end itemize
1152 @c ---------------------------------------------------------------------
1153 @c Compiler Characteristics
1154 @c ---------------------------------------------------------------------
1156 @node Compiler Characteristics
1157 @chapter Compiler Characteristics
1159 This chapter describes certain characteristics of the GNU Fortran
1160 compiler, that are not specified by the Fortran standard, but which
1161 might in some way or another become visible to the programmer.
1163 @menu
1164 * KIND Type Parameters::
1165 * Internal representation of LOGICAL variables::
1166 * Thread-safety of the runtime library::
1167 * Data consistency and durability::
1168 * Files opened without an explicit ACTION= specifier::
1169 * File operations on symbolic links::
1170 @end menu
1173 @node KIND Type Parameters
1174 @section KIND Type Parameters
1175 @cindex kind
1177 The @code{KIND} type parameters supported by GNU Fortran for the primitive
1178 data types are:
1180 @table @code
1182 @item INTEGER
1183 1, 2, 4, 8*, 16*, default: 4**
1185 @item LOGICAL
1186 1, 2, 4, 8*, 16*, default: 4**
1188 @item REAL
1189 4, 8, 10*, 16*, default: 4***
1191 @item COMPLEX
1192 4, 8, 10*, 16*, default: 4***
1194 @item DOUBLE PRECISION
1195 4, 8, 10*, 16*, default: 8***
1197 @item CHARACTER
1198 1, 4, default: 1
1200 @end table
1202 @noindent
1203 * not available on all systems @*
1204 ** unless @option{-fdefault-integer-8} is used @*
1205 *** unless @option{-fdefault-real-8} is used (see @ref{Fortran Dialect Options})
1207 @noindent
1208 The @code{KIND} value matches the storage size in bytes, except for
1209 @code{COMPLEX} where the storage size is twice as much (or both real and
1210 imaginary part are a real value of the given size).  It is recommended to use
1211 the @ref{SELECTED_CHAR_KIND}, @ref{SELECTED_INT_KIND} and
1212 @ref{SELECTED_REAL_KIND} intrinsics or the @code{INT8}, @code{INT16},
1213 @code{INT32}, @code{INT64}, @code{REAL32}, @code{REAL64}, and @code{REAL128}
1214 parameters of the @code{ISO_FORTRAN_ENV} module instead of the concrete values.
1215 The available kind parameters can be found in the constant arrays
1216 @code{CHARACTER_KINDS}, @code{INTEGER_KINDS}, @code{LOGICAL_KINDS} and
1217 @code{REAL_KINDS} in the @ref{ISO_FORTRAN_ENV} module.  For C interoperability,
1218 the kind parameters of the @ref{ISO_C_BINDING} module should be used.
1221 @node Internal representation of LOGICAL variables
1222 @section Internal representation of LOGICAL variables
1223 @cindex logical, variable representation
1225 The Fortran standard does not specify how variables of @code{LOGICAL}
1226 type are represented, beyond requiring that @code{LOGICAL} variables
1227 of default kind have the same storage size as default @code{INTEGER}
1228 and @code{REAL} variables.  The GNU Fortran internal representation is
1229 as follows.
1231 A @code{LOGICAL(KIND=N)} variable is represented as an
1232 @code{INTEGER(KIND=N)} variable, however, with only two permissible
1233 values: @code{1} for @code{.TRUE.} and @code{0} for
1234 @code{.FALSE.}.  Any other integer value results in undefined behavior.
1236 See also @ref{Argument passing conventions} and @ref{Interoperability with C}.
1239 @node Thread-safety of the runtime library
1240 @section Thread-safety of the runtime library
1241 @cindex thread-safety, threads
1243 GNU Fortran can be used in programs with multiple threads, e.g.@: by
1244 using OpenMP, by calling OS thread handling functions via the
1245 @code{ISO_C_BINDING} facility, or by GNU Fortran compiled library code
1246 being called from a multi-threaded program.
1248 The GNU Fortran runtime library, (@code{libgfortran}), supports being
1249 called concurrently from multiple threads with the following
1250 exceptions. 
1252 During library initialization, the C @code{getenv} function is used,
1253 which need not be thread-safe.  Similarly, the @code{getenv}
1254 function is used to implement the @code{GET_ENVIRONMENT_VARIABLE} and
1255 @code{GETENV} intrinsics.  It is the responsibility of the user to
1256 ensure that the environment is not being updated concurrently when any
1257 of these actions are taking place.
1259 The @code{EXECUTE_COMMAND_LINE} and @code{SYSTEM} intrinsics are
1260 implemented with the @code{system} function, which need not be
1261 thread-safe.  It is the responsibility of the user to ensure that
1262 @code{system} is not called concurrently.
1264 For platforms not supporting thread-safe POSIX functions, further
1265 functionality might not be thread-safe.  For details, please consult
1266 the documentation for your operating system.
1268 The GNU Fortran runtime library uses various C library functions that
1269 depend on the locale, such as @code{strtod} and @code{snprintf}.  In
1270 order to work correctly in locale-aware programs that set the locale
1271 using @code{setlocale}, the locale is reset to the default ``C''
1272 locale while executing a formatted @code{READ} or @code{WRITE}
1273 statement.  On targets supporting the POSIX 2008 per-thread locale
1274 functions (e.g. @code{newlocale}, @code{uselocale},
1275 @code{freelocale}), these are used and thus the global locale set
1276 using @code{setlocale} or the per-thread locales in other threads are
1277 not affected.  However, on targets lacking this functionality, the
1278 global LC_NUMERIC locale is set to ``C'' during the formatted I/O.
1279 Thus, on such targets it's not safe to call @code{setlocale}
1280 concurrently from another thread while a Fortran formatted I/O
1281 operation is in progress.  Also, other threads doing something
1282 dependent on the LC_NUMERIC locale might not work correctly if a
1283 formatted I/O operation is in progress in another thread.
1285 @node Data consistency and durability
1286 @section Data consistency and durability
1287 @cindex consistency, durability
1289 This section contains a brief overview of data and metadata
1290 consistency and durability issues when doing I/O.
1292 With respect to durability, GNU Fortran makes no effort to ensure that
1293 data is committed to stable storage. If this is required, the GNU
1294 Fortran programmer can use the intrinsic @code{FNUM} to retrieve the
1295 low level file descriptor corresponding to an open Fortran unit. Then,
1296 using e.g. the @code{ISO_C_BINDING} feature, one can call the
1297 underlying system call to flush dirty data to stable storage, such as
1298 @code{fsync} on POSIX, @code{_commit} on MingW, or @code{fcntl(fd,
1299 F_FULLSYNC, 0)} on Mac OS X. The following example shows how to call
1300 fsync:
1302 @smallexample
1303   ! Declare the interface for POSIX fsync function
1304   interface
1305     function fsync (fd) bind(c,name="fsync")
1306     use iso_c_binding, only: c_int
1307       integer(c_int), value :: fd
1308       integer(c_int) :: fsync
1309     end function fsync
1310   end interface
1312   ! Variable declaration
1313   integer :: ret
1315   ! Opening unit 10
1316   open (10,file="foo")
1318   ! ...
1319   ! Perform I/O on unit 10
1320   ! ...
1322   ! Flush and sync
1323   flush(10)
1324   ret = fsync(fnum(10))
1326   ! Handle possible error
1327   if (ret /= 0) stop "Error calling FSYNC"
1328 @end smallexample
1330 With respect to consistency, for regular files GNU Fortran uses
1331 buffered I/O in order to improve performance. This buffer is flushed
1332 automatically when full and in some other situations, e.g. when
1333 closing a unit. It can also be explicitly flushed with the
1334 @code{FLUSH} statement. Also, the buffering can be turned off with the
1335 @code{GFORTRAN_UNBUFFERED_ALL} and
1336 @code{GFORTRAN_UNBUFFERED_PRECONNECTED} environment variables. Special
1337 files, such as terminals and pipes, are always unbuffered. Sometimes,
1338 however, further things may need to be done in order to allow other
1339 processes to see data that GNU Fortran has written, as follows.
1341 The Windows platform supports a relaxed metadata consistency model,
1342 where file metadata is written to the directory lazily. This means
1343 that, for instance, the @code{dir} command can show a stale size for a
1344 file. One can force a directory metadata update by closing the unit,
1345 or by calling @code{_commit} on the file descriptor. Note, though,
1346 that @code{_commit} will force all dirty data to stable storage, which
1347 is often a very slow operation.
1349 The Network File System (NFS) implements a relaxed consistency model
1350 called open-to-close consistency. Closing a file forces dirty data and
1351 metadata to be flushed to the server, and opening a file forces the
1352 client to contact the server in order to revalidate cached
1353 data. @code{fsync} will also force a flush of dirty data and metadata
1354 to the server. Similar to @code{open} and @code{close}, acquiring and
1355 releasing @code{fcntl} file locks, if the server supports them, will
1356 also force cache validation and flushing dirty data and metadata.
1359 @node Files opened without an explicit ACTION= specifier
1360 @section Files opened without an explicit ACTION= specifier
1361 @cindex open, action
1363 The Fortran standard says that if an @code{OPEN} statement is executed
1364 without an explicit @code{ACTION=} specifier, the default value is
1365 processor dependent.  GNU Fortran behaves as follows:
1367 @enumerate
1368 @item Attempt to open the file with @code{ACTION='READWRITE'}
1369 @item If that fails, try to open with @code{ACTION='READ'}
1370 @item If that fails, try to open with @code{ACTION='WRITE'}
1371 @item If that fails, generate an error
1372 @end enumerate
1375 @node File operations on symbolic links
1376 @section File operations on symbolic links
1377 @cindex file, symbolic link
1379 This section documents the behavior of GNU Fortran for file operations on
1380 symbolic links, on systems that support them. 
1382 @itemize
1384 @item Results of INQUIRE statements of the ``inquire by file'' form will
1385 relate to the target of the symbolic link. For example,
1386 @code{INQUIRE(FILE="foo",EXIST=ex)} will set @var{ex} to @var{.true.} if
1387 @var{foo} is a symbolic link pointing to an existing file, and @var{.false.}
1388 if @var{foo} points to an non-existing file (``dangling'' symbolic link).
1390 @item Using the @code{OPEN} statement with a @code{STATUS="NEW"} specifier
1391 on a symbolic link will result in an error condition, whether the symbolic
1392 link points to an existing target or is dangling.
1394 @item If a symbolic link was connected, using the @code{CLOSE} statement
1395 with a @code{STATUS="DELETE"} specifier will cause the symbolic link itself
1396 to be deleted, not its target.
1398 @end itemize
1402 @c ---------------------------------------------------------------------
1403 @c Extensions
1404 @c ---------------------------------------------------------------------
1406 @c Maybe this chapter should be merged with the 'Standards' section,
1407 @c whenever that is written :-)
1409 @node Extensions
1410 @chapter Extensions
1411 @cindex extensions
1413 The two sections below detail the extensions to standard Fortran that are
1414 implemented in GNU Fortran, as well as some of the popular or
1415 historically important extensions that are not (or not yet) implemented.
1416 For the latter case, we explain the alternatives available to GNU Fortran
1417 users, including replacement by standard-conforming code or GNU
1418 extensions.
1420 @menu
1421 * Extensions implemented in GNU Fortran::
1422 * Extensions not implemented in GNU Fortran::
1423 @end menu
1426 @node Extensions implemented in GNU Fortran
1427 @section Extensions implemented in GNU Fortran
1428 @cindex extensions, implemented
1430 GNU Fortran implements a number of extensions over standard
1431 Fortran.  This chapter contains information on their syntax and
1432 meaning.  There are currently two categories of GNU Fortran
1433 extensions, those that provide functionality beyond that provided
1434 by any standard, and those that are supported by GNU Fortran
1435 purely for backward compatibility with legacy compilers.  By default,
1436 @option{-std=gnu} allows the compiler to accept both types of
1437 extensions, but to warn about the use of the latter.  Specifying
1438 either @option{-std=f95}, @option{-std=f2003} or @option{-std=f2008}
1439 disables both types of extensions, and @option{-std=legacy} allows both
1440 without warning.  The special compile flag @option{-fdec} enables additional
1441 compatibility extensions along with those enabled by @option{-std=legacy}.
1443 @menu
1444 * Old-style kind specifications::
1445 * Old-style variable initialization::
1446 * Extensions to namelist::
1447 * X format descriptor without count field::
1448 * Commas in FORMAT specifications::
1449 * Missing period in FORMAT specifications::
1450 * I/O item lists::
1451 * @code{Q} exponent-letter::
1452 * BOZ literal constants::
1453 * Real array indices::
1454 * Unary operators::
1455 * Implicitly convert LOGICAL and INTEGER values::
1456 * Hollerith constants support::
1457 * Cray pointers::
1458 * CONVERT specifier::
1459 * OpenMP::
1460 * OpenACC::
1461 * Argument list functions::
1462 * Read/Write after EOF marker::
1463 * STRUCTURE and RECORD::
1464 * UNION and MAP::
1465 * Type variants for integer intrinsics::
1466 * AUTOMATIC and STATIC attributes::
1467 * Extended math intrinsics::
1468 * Form feed as whitespace::
1469 * TYPE as an alias for PRINT::
1470 * %LOC as an rvalue::
1471 * .XOR. operator::
1472 * Bitwise logical operators::
1473 * Extended I/O specifiers::
1474 @end menu
1476 @node Old-style kind specifications
1477 @subsection Old-style kind specifications
1478 @cindex kind, old-style
1480 GNU Fortran allows old-style kind specifications in declarations.  These
1481 look like:
1482 @smallexample
1483       TYPESPEC*size x,y,z
1484 @end smallexample
1485 @noindent
1486 where @code{TYPESPEC} is a basic type (@code{INTEGER}, @code{REAL},
1487 etc.), and where @code{size} is a byte count corresponding to the
1488 storage size of a valid kind for that type.  (For @code{COMPLEX}
1489 variables, @code{size} is the total size of the real and imaginary
1490 parts.)  The statement then declares @code{x}, @code{y} and @code{z} to
1491 be of type @code{TYPESPEC} with the appropriate kind.  This is
1492 equivalent to the standard-conforming declaration
1493 @smallexample
1494       TYPESPEC(k) x,y,z
1495 @end smallexample
1496 @noindent
1497 where @code{k} is the kind parameter suitable for the intended precision.  As
1498 kind parameters are implementation-dependent, use the @code{KIND},
1499 @code{SELECTED_INT_KIND} and @code{SELECTED_REAL_KIND} intrinsics to retrieve
1500 the correct value, for instance @code{REAL*8 x} can be replaced by:
1501 @smallexample
1502 INTEGER, PARAMETER :: dbl = KIND(1.0d0)
1503 REAL(KIND=dbl) :: x
1504 @end smallexample
1506 @node Old-style variable initialization
1507 @subsection Old-style variable initialization
1509 GNU Fortran allows old-style initialization of variables of the
1510 form:
1511 @smallexample
1512       INTEGER i/1/,j/2/
1513       REAL x(2,2) /3*0.,1./
1514 @end smallexample
1515 The syntax for the initializers is as for the @code{DATA} statement, but
1516 unlike in a @code{DATA} statement, an initializer only applies to the
1517 variable immediately preceding the initialization.  In other words,
1518 something like @code{INTEGER I,J/2,3/} is not valid.  This style of
1519 initialization is only allowed in declarations without double colons
1520 (@code{::}); the double colons were introduced in Fortran 90, which also
1521 introduced a standard syntax for initializing variables in type
1522 declarations.
1524 Examples of standard-conforming code equivalent to the above example
1525 are:
1526 @smallexample
1527 ! Fortran 90
1528       INTEGER :: i = 1, j = 2
1529       REAL :: x(2,2) = RESHAPE((/0.,0.,0.,1./),SHAPE(x))
1530 ! Fortran 77
1531       INTEGER i, j
1532       REAL x(2,2)
1533       DATA i/1/, j/2/, x/3*0.,1./
1534 @end smallexample
1536 Note that variables which are explicitly initialized in declarations
1537 or in @code{DATA} statements automatically acquire the @code{SAVE}
1538 attribute.
1540 @node Extensions to namelist
1541 @subsection Extensions to namelist
1542 @cindex Namelist
1544 GNU Fortran fully supports the Fortran 95 standard for namelist I/O
1545 including array qualifiers, substrings and fully qualified derived types.
1546 The output from a namelist write is compatible with namelist read.  The
1547 output has all names in upper case and indentation to column 1 after the
1548 namelist name.  Two extensions are permitted:
1550 Old-style use of @samp{$} instead of @samp{&}
1551 @smallexample
1552 $MYNML
1553  X(:)%Y(2) = 1.0 2.0 3.0
1554  CH(1:4) = "abcd"
1555 $END
1556 @end smallexample
1558 It should be noted that the default terminator is @samp{/} rather than
1559 @samp{&END}.
1561 Querying of the namelist when inputting from stdin.  After at least
1562 one space, entering @samp{?} sends to stdout the namelist name and the names of
1563 the variables in the namelist:
1564 @smallexample
1567 &mynml
1569  x%y
1570  ch
1571 &end
1572 @end smallexample
1574 Entering @samp{=?} outputs the namelist to stdout, as if
1575 @code{WRITE(*,NML = mynml)} had been called:
1576 @smallexample
1579 &MYNML
1580  X(1)%Y=  0.000000    ,  1.000000    ,  0.000000    ,
1581  X(2)%Y=  0.000000    ,  2.000000    ,  0.000000    ,
1582  X(3)%Y=  0.000000    ,  3.000000    ,  0.000000    ,
1583  CH=abcd,  /
1584 @end smallexample
1586 To aid this dialog, when input is from stdin, errors send their
1587 messages to stderr and execution continues, even if @code{IOSTAT} is set.
1589 @code{PRINT} namelist is permitted.  This causes an error if
1590 @option{-std=f95} is used.
1591 @smallexample
1592 PROGRAM test_print
1593   REAL, dimension (4)  ::  x = (/1.0, 2.0, 3.0, 4.0/)
1594   NAMELIST /mynml/ x
1595   PRINT mynml
1596 END PROGRAM test_print
1597 @end smallexample
1599 Expanded namelist reads are permitted.  This causes an error if 
1600 @option{-std=f95} is used.  In the following example, the first element
1601 of the array will be given the value 0.00 and the two succeeding
1602 elements will be given the values 1.00 and 2.00.
1603 @smallexample
1604 &MYNML
1605   X(1,1) = 0.00 , 1.00 , 2.00
1607 @end smallexample
1609 When writing a namelist, if no @code{DELIM=} is specified, by default a
1610 double quote is used to delimit character strings. If -std=F95, F2003,
1611 or F2008, etc, the delim status is set to 'none'.  Defaulting to
1612 quotes ensures that namelists with character strings can be subsequently
1613 read back in accurately.
1615 @node X format descriptor without count field
1616 @subsection @code{X} format descriptor without count field
1618 To support legacy codes, GNU Fortran permits the count field of the
1619 @code{X} edit descriptor in @code{FORMAT} statements to be omitted.
1620 When omitted, the count is implicitly assumed to be one.
1622 @smallexample
1623        PRINT 10, 2, 3
1624 10     FORMAT (I1, X, I1)
1625 @end smallexample
1627 @node Commas in FORMAT specifications
1628 @subsection Commas in @code{FORMAT} specifications
1630 To support legacy codes, GNU Fortran allows the comma separator
1631 to be omitted immediately before and after character string edit
1632 descriptors in @code{FORMAT} statements.
1634 @smallexample
1635        PRINT 10, 2, 3
1636 10     FORMAT ('FOO='I1' BAR='I2)
1637 @end smallexample
1640 @node Missing period in FORMAT specifications
1641 @subsection Missing period in @code{FORMAT} specifications
1643 To support legacy codes, GNU Fortran allows missing periods in format
1644 specifications if and only if @option{-std=legacy} is given on the
1645 command line.  This is considered non-conforming code and is
1646 discouraged.
1648 @smallexample
1649        REAL :: value
1650        READ(*,10) value
1651 10     FORMAT ('F4')
1652 @end smallexample
1654 @node I/O item lists
1655 @subsection I/O item lists
1656 @cindex I/O item lists
1658 To support legacy codes, GNU Fortran allows the input item list
1659 of the @code{READ} statement, and the output item lists of the
1660 @code{WRITE} and @code{PRINT} statements, to start with a comma.
1662 @node @code{Q} exponent-letter
1663 @subsection @code{Q} exponent-letter
1664 @cindex @code{Q} exponent-letter
1666 GNU Fortran accepts real literal constants with an exponent-letter
1667 of @code{Q}, for example, @code{1.23Q45}.  The constant is interpreted
1668 as a @code{REAL(16)} entity on targets that support this type.  If
1669 the target does not support @code{REAL(16)} but has a @code{REAL(10)}
1670 type, then the real-literal-constant will be interpreted as a
1671 @code{REAL(10)} entity.  In the absence of @code{REAL(16)} and
1672 @code{REAL(10)}, an error will occur.
1674 @node BOZ literal constants
1675 @subsection BOZ literal constants
1676 @cindex BOZ literal constants
1678 Besides decimal constants, Fortran also supports binary (@code{b}),
1679 octal (@code{o}) and hexadecimal (@code{z}) integer constants.  The
1680 syntax is: @samp{prefix quote digits quote}, were the prefix is
1681 either @code{b}, @code{o} or @code{z}, quote is either @code{'} or
1682 @code{"} and the digits are for binary @code{0} or @code{1}, for
1683 octal between @code{0} and @code{7}, and for hexadecimal between
1684 @code{0} and @code{F}.  (Example: @code{b'01011101'}.)
1686 Up to Fortran 95, BOZ literals were only allowed to initialize
1687 integer variables in DATA statements.  Since Fortran 2003 BOZ literals
1688 are also allowed as argument of @code{REAL}, @code{DBLE}, @code{INT}
1689 and @code{CMPLX}; the result is the same as if the integer BOZ
1690 literal had been converted by @code{TRANSFER} to, respectively,
1691 @code{real}, @code{double precision}, @code{integer} or @code{complex}.
1692 As GNU Fortran extension the intrinsic procedures @code{FLOAT},
1693 @code{DFLOAT}, @code{COMPLEX} and @code{DCMPLX} are treated alike.
1695 As an extension, GNU Fortran allows hexadecimal BOZ literal constants to
1696 be specified using the @code{X} prefix, in addition to the standard
1697 @code{Z} prefix.  The BOZ literal can also be specified by adding a
1698 suffix to the string, for example, @code{Z'ABC'} and @code{'ABC'Z} are
1699 equivalent.
1701 Furthermore, GNU Fortran allows using BOZ literal constants outside
1702 DATA statements and the four intrinsic functions allowed by Fortran 2003.
1703 In DATA statements, in direct assignments, where the right-hand side
1704 only contains a BOZ literal constant, and for old-style initializers of
1705 the form @code{integer i /o'0173'/}, the constant is transferred
1706 as if @code{TRANSFER} had been used; for @code{COMPLEX} numbers, only
1707 the real part is initialized unless @code{CMPLX} is used.  In all other
1708 cases, the BOZ literal constant is converted to an @code{INTEGER} value with
1709 the largest decimal representation.  This value is then converted
1710 numerically to the type and kind of the variable in question.
1711 (For instance, @code{real :: r = b'0000001' + 1} initializes @code{r}
1712 with @code{2.0}.) As different compilers implement the extension
1713 differently, one should be careful when doing bitwise initialization
1714 of non-integer variables.
1716 Note that initializing an @code{INTEGER} variable with a statement such
1717 as @code{DATA i/Z'FFFFFFFF'/} will give an integer overflow error rather
1718 than the desired result of @math{-1} when @code{i} is a 32-bit integer
1719 on a system that supports 64-bit integers.  The @samp{-fno-range-check}
1720 option can be used as a workaround for legacy code that initializes
1721 integers in this manner.
1723 @node Real array indices
1724 @subsection Real array indices
1725 @cindex array, indices of type real
1727 As an extension, GNU Fortran allows the use of @code{REAL} expressions
1728 or variables as array indices.
1730 @node Unary operators
1731 @subsection Unary operators
1732 @cindex operators, unary
1734 As an extension, GNU Fortran allows unary plus and unary minus operators
1735 to appear as the second operand of binary arithmetic operators without
1736 the need for parenthesis.
1738 @smallexample
1739        X = Y * -Z
1740 @end smallexample
1742 @node Implicitly convert LOGICAL and INTEGER values
1743 @subsection Implicitly convert @code{LOGICAL} and @code{INTEGER} values
1744 @cindex conversion, to integer
1745 @cindex conversion, to logical
1747 As an extension for backwards compatibility with other compilers, GNU
1748 Fortran allows the implicit conversion of @code{LOGICAL} values to
1749 @code{INTEGER} values and vice versa.  When converting from a
1750 @code{LOGICAL} to an @code{INTEGER}, @code{.FALSE.} is interpreted as
1751 zero, and @code{.TRUE.} is interpreted as one.  When converting from
1752 @code{INTEGER} to @code{LOGICAL}, the value zero is interpreted as
1753 @code{.FALSE.} and any nonzero value is interpreted as @code{.TRUE.}.
1755 @smallexample
1756         LOGICAL :: l
1757         l = 1
1758 @end smallexample
1759 @smallexample
1760         INTEGER :: i
1761         i = .TRUE.
1762 @end smallexample
1764 However, there is no implicit conversion of @code{INTEGER} values in
1765 @code{if}-statements, nor of @code{LOGICAL} or @code{INTEGER} values
1766 in I/O operations.
1768 @node Hollerith constants support
1769 @subsection Hollerith constants support
1770 @cindex Hollerith constants
1772 GNU Fortran supports Hollerith constants in assignments, function
1773 arguments, and @code{DATA} and @code{ASSIGN} statements.  A Hollerith
1774 constant is written as a string of characters preceded by an integer
1775 constant indicating the character count, and the letter @code{H} or
1776 @code{h}, and stored in bytewise fashion in a numeric (@code{INTEGER},
1777 @code{REAL}, or @code{complex}) or @code{LOGICAL} variable.  The
1778 constant will be padded or truncated to fit the size of the variable in
1779 which it is stored.
1781 Examples of valid uses of Hollerith constants:
1782 @smallexample
1783       complex*16 x(2)
1784       data x /16Habcdefghijklmnop, 16Hqrstuvwxyz012345/
1785       x(1) = 16HABCDEFGHIJKLMNOP
1786       call foo (4h abc)
1787 @end smallexample
1789 Invalid Hollerith constants examples:
1790 @smallexample
1791       integer*4 a
1792       a = 8H12345678 ! Valid, but the Hollerith constant will be truncated.
1793       a = 0H         ! At least one character is needed.
1794 @end smallexample
1796 In general, Hollerith constants were used to provide a rudimentary
1797 facility for handling character strings in early Fortran compilers,
1798 prior to the introduction of @code{CHARACTER} variables in Fortran 77;
1799 in those cases, the standard-compliant equivalent is to convert the
1800 program to use proper character strings.  On occasion, there may be a
1801 case where the intent is specifically to initialize a numeric variable
1802 with a given byte sequence.  In these cases, the same result can be
1803 obtained by using the @code{TRANSFER} statement, as in this example.
1804 @smallexample
1805       INTEGER(KIND=4) :: a
1806       a = TRANSFER ("abcd", a)     ! equivalent to: a = 4Habcd
1807 @end smallexample
1810 @node Cray pointers
1811 @subsection Cray pointers
1812 @cindex pointer, Cray
1814 Cray pointers are part of a non-standard extension that provides a
1815 C-like pointer in Fortran.  This is accomplished through a pair of
1816 variables: an integer "pointer" that holds a memory address, and a
1817 "pointee" that is used to dereference the pointer.
1819 Pointer/pointee pairs are declared in statements of the form:
1820 @smallexample
1821         pointer ( <pointer> , <pointee> )
1822 @end smallexample
1824 @smallexample
1825         pointer ( <pointer1> , <pointee1> ), ( <pointer2> , <pointee2> ), ...
1826 @end smallexample
1827 The pointer is an integer that is intended to hold a memory address.
1828 The pointee may be an array or scalar.  A pointee can be an assumed
1829 size array---that is, the last dimension may be left unspecified by
1830 using a @code{*} in place of a value---but a pointee cannot be an
1831 assumed shape array.  No space is allocated for the pointee.
1833 The pointee may have its type declared before or after the pointer
1834 statement, and its array specification (if any) may be declared
1835 before, during, or after the pointer statement.  The pointer may be
1836 declared as an integer prior to the pointer statement.  However, some
1837 machines have default integer sizes that are different than the size
1838 of a pointer, and so the following code is not portable:
1839 @smallexample
1840         integer ipt
1841         pointer (ipt, iarr)
1842 @end smallexample
1843 If a pointer is declared with a kind that is too small, the compiler
1844 will issue a warning; the resulting binary will probably not work
1845 correctly, because the memory addresses stored in the pointers may be
1846 truncated.  It is safer to omit the first line of the above example;
1847 if explicit declaration of ipt's type is omitted, then the compiler
1848 will ensure that ipt is an integer variable large enough to hold a
1849 pointer.
1851 Pointer arithmetic is valid with Cray pointers, but it is not the same
1852 as C pointer arithmetic.  Cray pointers are just ordinary integers, so
1853 the user is responsible for determining how many bytes to add to a
1854 pointer in order to increment it.  Consider the following example:
1855 @smallexample
1856         real target(10)
1857         real pointee(10)
1858         pointer (ipt, pointee)
1859         ipt = loc (target)
1860         ipt = ipt + 1       
1861 @end smallexample
1862 The last statement does not set @code{ipt} to the address of
1863 @code{target(1)}, as it would in C pointer arithmetic.  Adding @code{1}
1864 to @code{ipt} just adds one byte to the address stored in @code{ipt}.
1866 Any expression involving the pointee will be translated to use the
1867 value stored in the pointer as the base address.
1869 To get the address of elements, this extension provides an intrinsic
1870 function @code{LOC()}.  The @code{LOC()} function is equivalent to the
1871 @code{&} operator in C, except the address is cast to an integer type:
1872 @smallexample
1873         real ar(10)
1874         pointer(ipt, arpte(10))
1875         real arpte
1876         ipt = loc(ar)  ! Makes arpte is an alias for ar
1877         arpte(1) = 1.0 ! Sets ar(1) to 1.0
1878 @end smallexample
1879 The pointer can also be set by a call to the @code{MALLOC} intrinsic
1880 (see @ref{MALLOC}).
1882 Cray pointees often are used to alias an existing variable.  For
1883 example:
1884 @smallexample
1885         integer target(10)
1886         integer iarr(10)
1887         pointer (ipt, iarr)
1888         ipt = loc(target)
1889 @end smallexample
1890 As long as @code{ipt} remains unchanged, @code{iarr} is now an alias for
1891 @code{target}.  The optimizer, however, will not detect this aliasing, so
1892 it is unsafe to use @code{iarr} and @code{target} simultaneously.  Using
1893 a pointee in any way that violates the Fortran aliasing rules or
1894 assumptions is illegal.  It is the user's responsibility to avoid doing
1895 this; the compiler works under the assumption that no such aliasing
1896 occurs.
1898 Cray pointers will work correctly when there is no aliasing (i.e., when
1899 they are used to access a dynamically allocated block of memory), and
1900 also in any routine where a pointee is used, but any variable with which
1901 it shares storage is not used.  Code that violates these rules may not
1902 run as the user intends.  This is not a bug in the optimizer; any code
1903 that violates the aliasing rules is illegal.  (Note that this is not
1904 unique to GNU Fortran; any Fortran compiler that supports Cray pointers
1905 will ``incorrectly'' optimize code with illegal aliasing.)
1907 There are a number of restrictions on the attributes that can be applied
1908 to Cray pointers and pointees.  Pointees may not have the
1909 @code{ALLOCATABLE}, @code{INTENT}, @code{OPTIONAL}, @code{DUMMY},
1910 @code{TARGET}, @code{INTRINSIC}, or @code{POINTER} attributes.  Pointers
1911 may not have the @code{DIMENSION}, @code{POINTER}, @code{TARGET},
1912 @code{ALLOCATABLE}, @code{EXTERNAL}, or @code{INTRINSIC} attributes, nor
1913 may they be function results.  Pointees may not occur in more than one
1914 pointer statement.  A pointee cannot be a pointer.  Pointees cannot occur
1915 in equivalence, common, or data statements.
1917 A Cray pointer may also point to a function or a subroutine.  For
1918 example, the following excerpt is valid:
1919 @smallexample
1920   implicit none
1921   external sub
1922   pointer (subptr,subpte)
1923   external subpte
1924   subptr = loc(sub)
1925   call subpte()
1926   [...]
1927   subroutine sub
1928   [...]
1929   end subroutine sub
1930 @end smallexample
1932 A pointer may be modified during the course of a program, and this
1933 will change the location to which the pointee refers.  However, when
1934 pointees are passed as arguments, they are treated as ordinary
1935 variables in the invoked function.  Subsequent changes to the pointer
1936 will not change the base address of the array that was passed.
1938 @node CONVERT specifier
1939 @subsection @code{CONVERT} specifier
1940 @cindex @code{CONVERT} specifier
1942 GNU Fortran allows the conversion of unformatted data between little-
1943 and big-endian representation to facilitate moving of data
1944 between different systems.  The conversion can be indicated with
1945 the @code{CONVERT} specifier on the @code{OPEN} statement.
1946 @xref{GFORTRAN_CONVERT_UNIT}, for an alternative way of specifying
1947 the data format via an environment variable.
1949 Valid values for @code{CONVERT} are:
1950 @itemize @w{}
1951 @item @code{CONVERT='NATIVE'} Use the native format.  This is the default.
1952 @item @code{CONVERT='SWAP'} Swap between little- and big-endian.
1953 @item @code{CONVERT='LITTLE_ENDIAN'} Use the little-endian representation
1954 for unformatted files.
1955 @item @code{CONVERT='BIG_ENDIAN'} Use the big-endian representation for
1956 unformatted files.
1957 @end itemize
1959 Using the option could look like this:
1960 @smallexample
1961   open(file='big.dat',form='unformatted',access='sequential', &
1962        convert='big_endian')
1963 @end smallexample
1965 The value of the conversion can be queried by using
1966 @code{INQUIRE(CONVERT=ch)}.  The values returned are
1967 @code{'BIG_ENDIAN'} and @code{'LITTLE_ENDIAN'}.
1969 @code{CONVERT} works between big- and little-endian for
1970 @code{INTEGER} values of all supported kinds and for @code{REAL}
1971 on IEEE systems of kinds 4 and 8.  Conversion between different
1972 ``extended double'' types on different architectures such as
1973 m68k and x86_64, which GNU Fortran
1974 supports as @code{REAL(KIND=10)} and @code{REAL(KIND=16)}, will
1975 probably not work.
1977 @emph{Note that the values specified via the GFORTRAN_CONVERT_UNIT
1978 environment variable will override the CONVERT specifier in the
1979 open statement}.  This is to give control over data formats to
1980 users who do not have the source code of their program available.
1982 Using anything but the native representation for unformatted data
1983 carries a significant speed overhead.  If speed in this area matters
1984 to you, it is best if you use this only for data that needs to be
1985 portable.
1987 @node OpenMP
1988 @subsection OpenMP
1989 @cindex OpenMP
1991 OpenMP (Open Multi-Processing) is an application programming
1992 interface (API) that supports multi-platform shared memory 
1993 multiprocessing programming in C/C++ and Fortran on many 
1994 architectures, including Unix and Microsoft Windows platforms.
1995 It consists of a set of compiler directives, library routines,
1996 and environment variables that influence run-time behavior.
1998 GNU Fortran strives to be compatible to the 
1999 @uref{http://openmp.org/wp/openmp-specifications/,
2000 OpenMP Application Program Interface v4.0}.
2002 To enable the processing of the OpenMP directive @code{!$omp} in
2003 free-form source code; the @code{c$omp}, @code{*$omp} and @code{!$omp}
2004 directives in fixed form; the @code{!$} conditional compilation sentinels
2005 in free form; and the @code{c$}, @code{*$} and @code{!$} sentinels
2006 in fixed form, @command{gfortran} needs to be invoked with the
2007 @option{-fopenmp}.  This also arranges for automatic linking of the
2008 GNU Offloading and Multi Processing Runtime Library
2009 @ref{Top,,libgomp,libgomp,GNU Offloading and Multi Processing Runtime
2010 Library}.
2012 The OpenMP Fortran runtime library routines are provided both in a
2013 form of a Fortran 90 module named @code{omp_lib} and in a form of
2014 a Fortran @code{include} file named @file{omp_lib.h}.
2016 An example of a parallelized loop taken from Appendix A.1 of
2017 the OpenMP Application Program Interface v2.5:
2018 @smallexample
2019 SUBROUTINE A1(N, A, B)
2020   INTEGER I, N
2021   REAL B(N), A(N)
2022 !$OMP PARALLEL DO !I is private by default
2023   DO I=2,N
2024     B(I) = (A(I) + A(I-1)) / 2.0
2025   ENDDO
2026 !$OMP END PARALLEL DO
2027 END SUBROUTINE A1
2028 @end smallexample
2030 Please note:
2031 @itemize
2032 @item
2033 @option{-fopenmp} implies @option{-frecursive}, i.e., all local arrays
2034 will be allocated on the stack.  When porting existing code to OpenMP,
2035 this may lead to surprising results, especially to segmentation faults
2036 if the stacksize is limited.
2038 @item
2039 On glibc-based systems, OpenMP enabled applications cannot be statically
2040 linked due to limitations of the underlying pthreads-implementation.  It
2041 might be possible to get a working solution if 
2042 @command{-Wl,--whole-archive -lpthread -Wl,--no-whole-archive} is added
2043 to the command line.  However, this is not supported by @command{gcc} and
2044 thus not recommended.
2045 @end itemize
2047 @node OpenACC
2048 @subsection OpenACC
2049 @cindex OpenACC
2051 OpenACC is an application programming interface (API) that supports
2052 offloading of code to accelerator devices.  It consists of a set of
2053 compiler directives, library routines, and environment variables that
2054 influence run-time behavior.
2056 GNU Fortran strives to be compatible to the
2057 @uref{http://www.openacc.org/, OpenACC Application Programming
2058 Interface v2.0}.
2060 To enable the processing of the OpenACC directive @code{!$acc} in
2061 free-form source code; the @code{c$acc}, @code{*$acc} and @code{!$acc}
2062 directives in fixed form; the @code{!$} conditional compilation
2063 sentinels in free form; and the @code{c$}, @code{*$} and @code{!$}
2064 sentinels in fixed form, @command{gfortran} needs to be invoked with
2065 the @option{-fopenacc}.  This also arranges for automatic linking of
2066 the GNU Offloading and Multi Processing Runtime Library
2067 @ref{Top,,libgomp,libgomp,GNU Offloading and Multi Processing Runtime
2068 Library}.
2070 The OpenACC Fortran runtime library routines are provided both in a
2071 form of a Fortran 90 module named @code{openacc} and in a form of a
2072 Fortran @code{include} file named @file{openacc_lib.h}.
2074 Note that this is an experimental feature, incomplete, and subject to
2075 change in future versions of GCC.  See
2076 @uref{https://gcc.gnu.org/wiki/OpenACC} for more information.
2078 @node Argument list functions
2079 @subsection Argument list functions @code{%VAL}, @code{%REF} and @code{%LOC}
2080 @cindex argument list functions
2081 @cindex @code{%VAL}
2082 @cindex @code{%REF}
2083 @cindex @code{%LOC}
2085 GNU Fortran supports argument list functions @code{%VAL}, @code{%REF} 
2086 and @code{%LOC} statements, for backward compatibility with g77. 
2087 It is recommended that these should be used only for code that is 
2088 accessing facilities outside of GNU Fortran, such as operating system 
2089 or windowing facilities.  It is best to constrain such uses to isolated 
2090 portions of a program--portions that deal specifically and exclusively 
2091 with low-level, system-dependent facilities.  Such portions might well 
2092 provide a portable interface for use by the program as a whole, but are 
2093 themselves not portable, and should be thoroughly tested each time they 
2094 are rebuilt using a new compiler or version of a compiler.
2096 @code{%VAL} passes a scalar argument by value, @code{%REF} passes it by 
2097 reference and @code{%LOC} passes its memory location.  Since gfortran 
2098 already passes scalar arguments by reference, @code{%REF} is in effect 
2099 a do-nothing.  @code{%LOC} has the same effect as a Fortran pointer.
2101 An example of passing an argument by value to a C subroutine foo.:
2102 @smallexample
2104 C prototype      void foo_ (float x);
2106       external foo
2107       real*4 x
2108       x = 3.14159
2109       call foo (%VAL (x))
2110       end
2111 @end smallexample
2113 For details refer to the g77 manual
2114 @uref{https://gcc.gnu.org/@/onlinedocs/@/gcc-3.4.6/@/g77/@/index.html#Top}.
2116 Also, @code{c_by_val.f} and its partner @code{c_by_val.c} of the
2117 GNU Fortran testsuite are worth a look.
2119 @node Read/Write after EOF marker
2120 @subsection Read/Write after EOF marker
2121 @cindex @code{EOF}
2122 @cindex @code{BACKSPACE}
2123 @cindex @code{REWIND}
2125 Some legacy codes rely on allowing @code{READ} or @code{WRITE} after the
2126 EOF file marker in order to find the end of a file. GNU Fortran normally
2127 rejects these codes with a run-time error message and suggests the user
2128 consider @code{BACKSPACE} or @code{REWIND} to properly position
2129 the file before the EOF marker.  As an extension, the run-time error may
2130 be disabled using -std=legacy.
2133 @node STRUCTURE and RECORD
2134 @subsection @code{STRUCTURE} and @code{RECORD}
2135 @cindex @code{STRUCTURE}
2136 @cindex @code{RECORD}
2138 Record structures are a pre-Fortran-90 vendor extension to create
2139 user-defined aggregate data types.  Support for record structures in GNU
2140 Fortran can be enabled with the @option{-fdec-structure} compile flag.
2141 If you have a choice, you should instead use Fortran 90's ``derived types'',
2142 which have a different syntax.
2144 In many cases, record structures can easily be converted to derived types.
2145 To convert, replace @code{STRUCTURE /}@var{structure-name}@code{/}
2146 by @code{TYPE} @var{type-name}.  Additionally, replace
2147 @code{RECORD /}@var{structure-name}@code{/} by
2148 @code{TYPE(}@var{type-name}@code{)}. Finally, in the component access,
2149 replace the period (@code{.}) by the percent sign (@code{%}).
2151 Here is an example of code using the non portable record structure syntax:
2153 @example
2154 ! Declaring a structure named ``item'' and containing three fields:
2155 ! an integer ID, an description string and a floating-point price.
2156 STRUCTURE /item/
2157   INTEGER id
2158   CHARACTER(LEN=200) description
2159   REAL price
2160 END STRUCTURE
2162 ! Define two variables, an single record of type ``item''
2163 ! named ``pear'', and an array of items named ``store_catalog''
2164 RECORD /item/ pear, store_catalog(100)
2166 ! We can directly access the fields of both variables
2167 pear.id = 92316
2168 pear.description = "juicy D'Anjou pear"
2169 pear.price = 0.15
2170 store_catalog(7).id = 7831
2171 store_catalog(7).description = "milk bottle"
2172 store_catalog(7).price = 1.2
2174 ! We can also manipulate the whole structure
2175 store_catalog(12) = pear
2176 print *, store_catalog(12)
2177 @end example
2179 @noindent
2180 This code can easily be rewritten in the Fortran 90 syntax as following:
2182 @example
2183 ! ``STRUCTURE /name/ ... END STRUCTURE'' becomes
2184 ! ``TYPE name ... END TYPE''
2185 TYPE item
2186   INTEGER id
2187   CHARACTER(LEN=200) description
2188   REAL price
2189 END TYPE
2191 ! ``RECORD /name/ variable'' becomes ``TYPE(name) variable''
2192 TYPE(item) pear, store_catalog(100)
2194 ! Instead of using a dot (.) to access fields of a record, the
2195 ! standard syntax uses a percent sign (%)
2196 pear%id = 92316
2197 pear%description = "juicy D'Anjou pear"
2198 pear%price = 0.15
2199 store_catalog(7)%id = 7831
2200 store_catalog(7)%description = "milk bottle"
2201 store_catalog(7)%price = 1.2
2203 ! Assignments of a whole variable do not change
2204 store_catalog(12) = pear
2205 print *, store_catalog(12)
2206 @end example
2208 @noindent
2209 GNU Fortran implements STRUCTURES like derived types with the following
2210 rules and exceptions:
2212 @itemize @bullet
2213 @item Structures act like derived types with the @code{SEQUENCE} attribute.
2214 Otherwise they may contain no specifiers.
2216 @item Structures may share names with other symbols. For example, the following
2217 is invalid for derived types, but valid for structures:
2219 @smallexample
2220 structure /header/
2221   ! ...
2222 end structure
2223 record /header/ header
2224 @end smallexample
2226 @item Structure types may be declared nested within another parent structure.
2227 The syntax is:
2228 @smallexample
2229 structure /type-name/
2230     ...
2231     structure [/<type-name>/] <field-list>
2233 @end smallexample
2235 The type name may be ommitted, in which case the structure type itself is
2236 anonymous, and other structures of the same type cannot be instantiated. The
2237 following shows some examples:
2239 @example
2240 structure /appointment/
2241   ! nested structure definition: app_time is an array of two 'time'
2242   structure /time/ app_time (2) 
2243     integer(1) hour, minute
2244   end structure
2245   character(10) memo
2246 end structure
2248 ! The 'time' structure is still usable
2249 record /time/ now
2250 now = time(5, 30)
2254 structure /appointment/
2255   ! anonymous nested structure definition
2256   structure start, end
2257     integer(1) hour, minute
2258   end structure
2259   character(10) memo
2260 end structure
2261 @end example
2263 @item Structures may contain @code{UNION} blocks. For more detail see the
2264 section on @ref{UNION and MAP}.
2266 @item Structures support old-style initialization of components, like
2267 those described in @ref{Old-style variable initialization}. For array
2268 initializers, an initializer may contain a repeat specification of the form
2269 @code{<literal-integer> * <constant-initializer>}. The value of the integer
2270 indicates the number of times to repeat the constant initializer when expanding
2271 the initializer list.
2272 @end itemize
2274 @node UNION and MAP
2275 @subsection @code{UNION} and @code{MAP}
2276 @cindex @code{UNION}
2277 @cindex @code{MAP}
2279 Unions are an old vendor extension which were commonly used with the
2280 non-standard @ref{STRUCTURE and RECORD} extensions. Use of @code{UNION} and
2281 @code{MAP} is automatically enabled with @option{-fdec-structure}.
2283 A @code{UNION} declaration occurs within a structure; within the definition of
2284 each union is a number of @code{MAP} blocks. Each @code{MAP} shares storage
2285 with its sibling maps (in the same union), and the size of the union is the
2286 size of the largest map within it, just as with unions in C. The major
2287 difference is that component references do not indicate which union or map the
2288 component is in (the compiler gets to figure that out).
2290 Here is a small example:
2291 @smallexample
2292 structure /myunion/
2293 union
2294   map
2295     character(2) w0, w1, w2
2296   end map
2297   map
2298     character(6) long
2299   end map
2300 end union
2301 end structure
2303 record /myunion/ rec
2304 ! After this assignment...
2305 rec.long = 'hello!'
2307 ! The following is true:
2308 ! rec.w0 === 'he'
2309 ! rec.w1 === 'll'
2310 ! rec.w2 === 'o!'
2311 @end smallexample
2313 The two maps share memory, and the size of the union is ultimately six bytes:
2315 @example
2316 0    1    2    3    4   5   6     Byte offset
2317 -------------------------------
2318 |    |    |    |    |    |    |
2319 -------------------------------
2321 ^    W0   ^    W1   ^    W2   ^
2322  \-------/ \-------/ \-------/
2324 ^             LONG            ^
2325  \---------------------------/
2326 @end example
2328 Following is an example mirroring the layout of an Intel x86_64 register:
2330 @example
2331 structure /reg/
2332   union ! U0                ! rax
2333     map
2334       character(16) rx
2335     end map
2336     map
2337       character(8) rh         ! rah
2338       union ! U1
2339         map
2340           character(8) rl     ! ral
2341         end map
2342         map
2343           character(8) ex     ! eax
2344         end map
2345         map
2346           character(4) eh     ! eah
2347           union ! U2
2348             map
2349               character(4) el ! eal
2350             end map
2351             map
2352               character(4) x  ! ax
2353             end map
2354             map
2355               character(2) h  ! ah
2356               character(2) l  ! al
2357             end map
2358           end union
2359         end map
2360       end union
2361     end map
2362   end union
2363 end structure
2364 record /reg/ a
2366 ! After this assignment...
2367 a.rx     =     'AAAAAAAA.BBB.C.D'
2369 ! The following is true:
2370 a.rx === 'AAAAAAAA.BBB.C.D'
2371 a.rh === 'AAAAAAAA'
2372 a.rl ===         '.BBB.C.D'
2373 a.ex ===         '.BBB.C.D'
2374 a.eh ===         '.BBB'
2375 a.el ===             '.C.D'
2376 a.x  ===             '.C.D'
2377 a.h  ===             '.C'
2378 a.l  ===               '.D'
2379 @end example
2381 @node Type variants for integer intrinsics
2382 @subsection Type variants for integer intrinsics
2383 @cindex intrinsics, integer
2385 Similar to the D/C prefixes to real functions to specify the input/output
2386 types, GNU Fortran offers B/I/J/K prefixes to integer functions for
2387 compatibility with DEC programs. The types implied by each are:
2389 @example
2390 @code{B} - @code{INTEGER(kind=1)}
2391 @code{I} - @code{INTEGER(kind=2)}
2392 @code{J} - @code{INTEGER(kind=4)}
2393 @code{K} - @code{INTEGER(kind=8)}
2394 @end example
2396 GNU Fortran supports these with the flag @option{-fdec-intrinsic-ints}.
2397 Intrinsics for which prefixed versions are available and in what form are noted
2398 in @ref{Intrinsic Procedures}. The complete list of supported intrinsics is
2399 here:
2401 @multitable @columnfractions .2 .2 .2 .2 .2
2403 @headitem Intrinsic @tab B @tab I @tab J @tab K
2405 @item @code{@ref{ABS}}
2406   @tab @code{BABS} @tab @code{IIABS} @tab @code{JIABS} @tab @code{KIABS}
2407 @item @code{@ref{BTEST}}
2408   @tab @code{BBTEST} @tab @code{BITEST} @tab @code{BJTEST} @tab @code{BKTEST}
2409 @item @code{@ref{IAND}}
2410   @tab @code{BIAND} @tab @code{IIAND} @tab @code{JIAND} @tab @code{KIAND}
2411 @item @code{@ref{IBCLR}}
2412   @tab @code{BBCLR} @tab @code{IIBCLR} @tab @code{JIBCLR} @tab @code{KIBCLR}
2413 @item @code{@ref{IBITS}}
2414   @tab @code{BBITS} @tab @code{IIBITS} @tab @code{JIBITS} @tab @code{KIBITS}
2415 @item @code{@ref{IBSET}}
2416   @tab @code{BBSET} @tab @code{IIBSET} @tab @code{JIBSET} @tab @code{KIBSET}
2417 @item @code{@ref{IEOR}}
2418   @tab @code{BIEOR} @tab @code{IIEOR} @tab @code{JIEOR} @tab @code{KIEOR}
2419 @item @code{@ref{IOR}}
2420   @tab @code{BIOR} @tab @code{IIOR} @tab @code{JIOR} @tab @code{KIOR}
2421 @item @code{@ref{ISHFT}}
2422   @tab @code{BSHFT} @tab @code{IISHFT} @tab @code{JISHFT} @tab @code{KISHFT}
2423 @item @code{@ref{ISHFTC}}
2424   @tab @code{BSHFTC} @tab @code{IISHFTC} @tab @code{JISHFTC} @tab @code{KISHFTC}
2425 @item @code{@ref{MOD}}
2426   @tab @code{BMOD} @tab @code{IMOD} @tab @code{JMOD} @tab @code{KMOD}
2427 @item @code{@ref{NOT}}
2428   @tab @code{BNOT} @tab @code{INOT} @tab @code{JNOT} @tab @code{KNOT}
2429 @item @code{@ref{REAL}}
2430   @tab @code{--} @tab @code{FLOATI} @tab @code{FLOATJ} @tab @code{FLOATK}
2431 @end multitable
2433 @node AUTOMATIC and STATIC attributes
2434 @subsection @code{AUTOMATIC} and @code{STATIC} attributes
2435 @cindex variable attributes
2436 @cindex @code{AUTOMATIC}
2437 @cindex @code{STATIC}
2439 With @option{-fdec-static} GNU Fortran supports the DEC extended attributes
2440 @code{STATIC} and @code{AUTOMATIC} to provide explicit specification of entity
2441 storage.  These follow the syntax of the Fortran standard @code{SAVE} attribute.
2443 @code{STATIC} is exactly equivalent to @code{SAVE}, and specifies that
2444 an entity should be allocated in static memory.  As an example, @code{STATIC}
2445 local variables will retain their values across multiple calls to a function.
2447 Entities marked @code{AUTOMATIC} will be stack automatic whenever possible.
2448 @code{AUTOMATIC} is the default for local variables smaller than
2449 @option{-fmax-stack-var-size}, unless @option{-fno-automatic} is given.  This
2450 attribute overrides @option{-fno-automatic}, @option{-fmax-stack-var-size}, and
2451 blanket @code{SAVE} statements.
2454 Examples:
2456 @example
2457 subroutine f
2458   integer, automatic :: i  ! automatic variable
2459   integer x, y             ! static variables
2460   save
2461   ...
2462 endsubroutine
2463 @end example
2464 @example
2465 subroutine f
2466   integer a, b, c, x, y, z
2467   static :: x
2468   save y
2469   automatic z, c
2470   ! a, b, c, and z are automatic
2471   ! x and y are static
2472 endsubroutine
2473 @end example
2474 @example
2475 ! Compiled with -fno-automatic
2476 subroutine f
2477   integer a, b, c, d
2478   automatic :: a
2479   ! a is automatic; b, c, and d are static
2480 endsubroutine
2481 @end example
2483 @node Extended math intrinsics
2484 @subsection Extended math intrinsics
2485 @cindex intrinsics, math
2486 @cindex intrinsics, trigonometric functions
2488 GNU Fortran supports an extended list of mathematical intrinsics with the
2489 compile flag @option{-fdec-math} for compatability with legacy code.
2490 These intrinsics are described fully in @ref{Intrinsic Procedures} where it is
2491 noted that they are extensions and should be avoided whenever possible.
2493 Specifically, @option{-fdec-math} enables the @ref{COTAN} intrinsic, and
2494 trigonometric intrinsics which accept or produce values in degrees instead of
2495 radians.  Here is a summary of the new intrinsics:
2497 @multitable @columnfractions .5 .5
2498 @headitem Radians @tab Degrees
2499 @item @code{@ref{ACOS}}   @tab @code{@ref{ACOSD}}*
2500 @item @code{@ref{ASIN}}   @tab @code{@ref{ASIND}}*
2501 @item @code{@ref{ATAN}}   @tab @code{@ref{ATAND}}*
2502 @item @code{@ref{ATAN2}}  @tab @code{@ref{ATAN2D}}*
2503 @item @code{@ref{COS}}    @tab @code{@ref{COSD}}*
2504 @item @code{@ref{COTAN}}* @tab @code{@ref{COTAND}}*
2505 @item @code{@ref{SIN}}    @tab @code{@ref{SIND}}*
2506 @item @code{@ref{TAN}}    @tab @code{@ref{TAND}}*
2507 @end multitable
2509 * Enabled with @option{-fdec-math}.
2511 For advanced users, it may be important to know the implementation of these
2512 functions. They are simply wrappers around the standard radian functions, which
2513 have more accurate builtin versions. These functions convert their arguments
2514 (or results) to degrees (or radians) by taking the value modulus 360 (or 2*pi)
2515 and then multiplying it by a constant radian-to-degree (or degree-to-radian)
2516 factor, as appropriate. The factor is computed at compile-time as 180/pi (or
2517 pi/180).
2519 @node Form feed as whitespace
2520 @subsection Form feed as whitespace
2521 @cindex form feed whitespace
2523 Historically, legacy compilers allowed insertion of form feed characters ('\f',
2524 ASCII 0xC) at the beginning of lines for formatted output to line printers,
2525 though the Fortran standard does not mention this. GNU Fortran supports the
2526 interpretation of form feed characters in source as whitespace for
2527 compatibility.
2529 @node TYPE as an alias for PRINT
2530 @subsection TYPE as an alias for PRINT
2531 @cindex type alias print
2532 For compatibility, GNU Fortran will interpret @code{TYPE} statements as
2533 @code{PRINT} statements with the flag @option{-fdec}.  With this flag asserted,
2534 the following two examples are equivalent:
2536 @smallexample
2537 TYPE *, 'hello world'
2538 @end smallexample
2540 @smallexample
2541 PRINT *, 'hello world'
2542 @end smallexample
2544 @node %LOC as an rvalue
2545 @subsection %LOC as an rvalue
2546 @cindex LOC
2547 Normally @code{%LOC} is allowed only in parameter lists.  However the intrinsic
2548 function @code{LOC} does the same thing, and is usable as the right-hand-side of
2549 assignments. For compatibility, GNU Fortran supports the use of @code{%LOC} as
2550 an alias for the builtin @code{LOC} with @option{-std=legacy}.  With this
2551 feature enabled the following two examples are equivalent:
2553 @smallexample
2554 integer :: i, l
2555 l = %loc(i)
2556 call sub(l)
2557 @end smallexample
2559 @smallexample
2560 integer :: i
2561 call sub(%loc(i))
2562 @end smallexample
2564 @node .XOR. operator
2565 @subsection .XOR. operator
2566 @cindex operators, xor
2568 GNU Fortran supports @code{.XOR.} as a logical operator with @code{-std=legacy}
2569 for compatibility with legacy code. @code{.XOR.} is equivalent to
2570 @code{.NEQV.}. That is, the output is true if and only if the inputs differ.
2572 @node Bitwise logical operators
2573 @subsection Bitwise logical operators
2574 @cindex logical, bitwise
2576 With @option{-fdec}, GNU Fortran relaxes the type constraints on
2577 logical operators to allow integer operands, and performs the corresponding
2578 bitwise operation instead.  This flag is for compatibility only, and should be
2579 avoided in new code.  Consider:
2581 @smallexample
2582   INTEGER :: i, j
2583   i = z'33'
2584   j = z'cc'
2585   print *, i .AND. j
2586 @end smallexample
2588 In this example, compiled with @option{-fdec}, GNU Fortran will
2589 replace the @code{.AND.} operation with a call to the intrinsic
2590 @code{@ref{IAND}} function, yielding the bitwise-and of @code{i} and @code{j}.
2592 Note that this conversion will occur if at least one operand is of integral
2593 type.  As a result, a logical operand will be converted to an integer when the
2594 other operand is an integer in a logical operation.  In this case,
2595 @code{.TRUE.} is converted to @code{1} and @code{.FALSE.} to @code{0}.
2597 Here is the mapping of logical operator to bitwise intrinsic used with
2598 @option{-fdec}:
2600 @multitable @columnfractions .25 .25 .5
2601 @headitem Operator @tab Intrinsic @tab Bitwise operation
2602 @item @code{.NOT.} @tab @code{@ref{NOT}} @tab complement
2603 @item @code{.AND.} @tab @code{@ref{IAND}} @tab intersection
2604 @item @code{.OR.} @tab @code{@ref{IOR}} @tab union
2605 @item @code{.NEQV.} @tab @code{@ref{IEOR}} @tab exclusive or
2606 @item @code{.EQV.} @tab @code{@ref{NOT}(@ref{IEOR})} @tab complement of exclusive or
2607 @end multitable
2609 @node Extended I/O specifiers
2610 @subsection Extended I/O specifiers
2611 @cindex @code{CARRIAGECONTROL}
2612 @cindex @code{READONLY}
2613 @cindex @code{SHARE}
2614 @cindex @code{SHARED}
2615 @cindex @code{NOSHARED}
2616 @cindex I/O specifiers
2618 GNU Fortran supports the additional legacy I/O specifiers
2619 @code{CARRIAGECONTROL}, @code{READONLY}, and @code{SHARE} with the
2620 compile flag @option{-fdec}, for compatibility.
2622 @table @code
2623 @item CARRIAGECONTROL
2624 The @code{CARRIAGECONTROL} specifier allows a user to control line
2625 termination settings between output records for an I/O unit. The specifier has
2626 no meaning for readonly files. When @code{CARRAIGECONTROL} is specified upon
2627 opening a unit for formatted writing, the exact @code{CARRIAGECONTROL} setting
2628 determines what characters to write between output records. The syntax is:
2630 @smallexample
2631 OPEN(..., CARRIAGECONTROL=cc)
2632 @end smallexample
2634 Where @emph{cc} is a character expression that evaluates to one of the
2635 following values:
2637 @multitable @columnfractions .2 .8
2638 @item @code{'LIST'} @tab One line feed between records (default)
2639 @item @code{'FORTRAN'} @tab Legacy interpretation of the first character (see below)
2640 @item @code{'NONE'} @tab No separator between records
2641 @end multitable
2643 With @code{CARRIAGECONTROL='FORTRAN'}, when a record is written, the first
2644 character of the input record is not written, and instead determines the output
2645 record separator as follows:
2647 @multitable @columnfractions .3 .3 .4
2648 @headitem Leading character @tab Meaning @tab Output separating character(s)
2649 @item @code{'+'} @tab Overprinting @tab Carriage return only
2650 @item @code{'-'} @tab New line @tab Line feed and carriage return
2651 @item @code{'0'} @tab Skip line @tab Two line feeds and carriage return
2652 @item @code{'1'} @tab New page @tab Form feed and carriage return
2653 @item @code{'$'} @tab Prompting @tab Line feed (no carriage return)
2654 @item @code{CHAR(0)} @tab Overprinting (no advance) @tab None
2655 @end multitable
2657 @item READONLY
2658 The @code{READONLY} specifier may be given upon opening a unit, and is
2659 equivalent to specifying @code{ACTION='READ'}, except that the file may not be
2660 deleted on close (i.e. @code{CLOSE} with @code{STATUS="DELETE"}). The syntax
2663 @smallexample
2664 @code{OPEN(..., READONLY)}
2665 @end smallexample
2667 @item SHARE
2668 The @code{SHARE} specifier allows system-level locking on a unit upon opening
2669 it for controlled access from multiple processes/threads. The @code{SHARE}
2670 specifier has several forms:
2672 @smallexample
2673 OPEN(..., SHARE=sh)
2674 OPEN(..., SHARED)
2675 OPEN(..., NOSHARED)
2676 @end smallexample
2678 Where @emph{sh} in the first form is a character expression that evaluates to
2679 a value as seen in the table below. The latter two forms are aliases
2680 for particular values of @emph{sh}:
2682 @multitable @columnfractions .3 .3 .4
2683 @headitem Explicit form @tab Short form @tab Meaning
2684 @item @code{SHARE='DENYRW'} @tab @code{NOSHARED} @tab Exclusive (write) lock
2685 @item @code{SHARE='DENYNONE'} @tab @code{SHARED} @tab Shared (read) lock
2686 @end multitable
2688 In general only one process may hold an exclusive (write) lock for a given file
2689 at a time, whereas many processes may hold shared (read) locks for the same
2690 file.
2692 The behavior of locking may vary with your operating system. On POSIX systems,
2693 locking is implemented with @code{fcntl}. Consult your corresponding operating
2694 system's manual pages for further details. Locking via @code{SHARE=} is not
2695 supported on other systems.
2697 @end table
2699 @node Extensions not implemented in GNU Fortran
2700 @section Extensions not implemented in GNU Fortran
2701 @cindex extensions, not implemented
2703 The long history of the Fortran language, its wide use and broad
2704 userbase, the large number of different compiler vendors and the lack of
2705 some features crucial to users in the first standards have lead to the
2706 existence of a number of important extensions to the language.  While
2707 some of the most useful or popular extensions are supported by the GNU
2708 Fortran compiler, not all existing extensions are supported.  This section
2709 aims at listing these extensions and offering advice on how best make
2710 code that uses them running with the GNU Fortran compiler.
2712 @c More can be found here:
2713 @c   -- https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-3.4.6/g77/Missing-Features.html
2714 @c   -- the list of Fortran and libgfortran bugs closed as WONTFIX:
2715 @c      http://tinyurl.com/2u4h5y
2717 @menu
2718 * ENCODE and DECODE statements::
2719 * Variable FORMAT expressions::
2720 @c * Q edit descriptor::
2721 @c * TYPE and ACCEPT I/O Statements::
2722 @c * DEFAULTFILE, DISPOSE and RECORDTYPE I/O specifiers::
2723 @c * Omitted arguments in procedure call::
2724 * Alternate complex function syntax::
2725 * Volatile COMMON blocks::
2726 * OPEN( ... NAME=)::
2727 @end menu
2729 @node ENCODE and DECODE statements
2730 @subsection @code{ENCODE} and @code{DECODE} statements
2731 @cindex @code{ENCODE}
2732 @cindex @code{DECODE}
2734 GNU Fortran does not support the @code{ENCODE} and @code{DECODE}
2735 statements.  These statements are best replaced by @code{READ} and
2736 @code{WRITE} statements involving internal files (@code{CHARACTER}
2737 variables and arrays), which have been part of the Fortran standard since
2738 Fortran 77.  For example, replace a code fragment like
2740 @smallexample
2741       INTEGER*1 LINE(80)
2742       REAL A, B, C
2743 c     ... Code that sets LINE
2744       DECODE (80, 9000, LINE) A, B, C
2745  9000 FORMAT (1X, 3(F10.5))
2746 @end smallexample
2748 @noindent
2749 with the following:
2751 @smallexample
2752       CHARACTER(LEN=80) LINE
2753       REAL A, B, C
2754 c     ... Code that sets LINE
2755       READ (UNIT=LINE, FMT=9000) A, B, C
2756  9000 FORMAT (1X, 3(F10.5))
2757 @end smallexample
2759 Similarly, replace a code fragment like
2761 @smallexample
2762       INTEGER*1 LINE(80)
2763       REAL A, B, C
2764 c     ... Code that sets A, B and C
2765       ENCODE (80, 9000, LINE) A, B, C
2766  9000 FORMAT (1X, 'OUTPUT IS ', 3(F10.5))
2767 @end smallexample
2769 @noindent
2770 with the following:
2772 @smallexample
2773       CHARACTER(LEN=80) LINE
2774       REAL A, B, C
2775 c     ... Code that sets A, B and C
2776       WRITE (UNIT=LINE, FMT=9000) A, B, C
2777  9000 FORMAT (1X, 'OUTPUT IS ', 3(F10.5))
2778 @end smallexample
2781 @node Variable FORMAT expressions
2782 @subsection Variable @code{FORMAT} expressions
2783 @cindex @code{FORMAT}
2785 A variable @code{FORMAT} expression is format statement which includes
2786 angle brackets enclosing a Fortran expression: @code{FORMAT(I<N>)}.  GNU
2787 Fortran does not support this legacy extension.  The effect of variable
2788 format expressions can be reproduced by using the more powerful (and
2789 standard) combination of internal output and string formats.  For example,
2790 replace a code fragment like this:
2792 @smallexample
2793       WRITE(6,20) INT1
2794  20   FORMAT(I<N+1>)
2795 @end smallexample
2797 @noindent
2798 with the following:
2800 @smallexample
2801 c     Variable declaration
2802       CHARACTER(LEN=20) FMT
2803 c     
2804 c     Other code here...
2806       WRITE(FMT,'("(I", I0, ")")') N+1
2807       WRITE(6,FMT) INT1
2808 @end smallexample
2810 @noindent
2811 or with:
2813 @smallexample
2814 c     Variable declaration
2815       CHARACTER(LEN=20) FMT
2816 c     
2817 c     Other code here...
2819       WRITE(FMT,*) N+1
2820       WRITE(6,"(I" // ADJUSTL(FMT) // ")") INT1
2821 @end smallexample
2824 @node Alternate complex function syntax
2825 @subsection Alternate complex function syntax
2826 @cindex Complex function
2828 Some Fortran compilers, including @command{g77}, let the user declare
2829 complex functions with the syntax @code{COMPLEX FUNCTION name*16()}, as
2830 well as @code{COMPLEX*16 FUNCTION name()}.  Both are non-standard, legacy
2831 extensions.  @command{gfortran} accepts the latter form, which is more
2832 common, but not the former.
2835 @node Volatile COMMON blocks
2836 @subsection Volatile @code{COMMON} blocks
2837 @cindex @code{VOLATILE}
2838 @cindex @code{COMMON}
2840 Some Fortran compilers, including @command{g77}, let the user declare
2841 @code{COMMON} with the @code{VOLATILE} attribute. This is
2842 invalid standard Fortran syntax and is not supported by
2843 @command{gfortran}.  Note that @command{gfortran} accepts
2844 @code{VOLATILE} variables in @code{COMMON} blocks since revision 4.3.
2847 @node OPEN( ... NAME=)
2848 @subsection @code{OPEN( ... NAME=)}
2849 @cindex @code{NAM}
2851 Some Fortran compilers, including @command{g77}, let the user declare
2852 @code{OPEN( ... NAME=)}. This is
2853 invalid standard Fortran syntax and is not supported by
2854 @command{gfortran}.  @code{OPEN( ... NAME=)} should be replaced
2855 with @code{OPEN( ... FILE=)}.
2859 @c ---------------------------------------------------------------------
2860 @c ---------------------------------------------------------------------
2861 @c Mixed-Language Programming
2862 @c ---------------------------------------------------------------------
2864 @node Mixed-Language Programming
2865 @chapter Mixed-Language Programming
2866 @cindex Interoperability
2867 @cindex Mixed-language programming
2869 @menu
2870 * Interoperability with C::
2871 * GNU Fortran Compiler Directives::
2872 * Non-Fortran Main Program::
2873 * Naming and argument-passing conventions::
2874 @end menu
2876 This chapter is about mixed-language interoperability, but also applies
2877 if one links Fortran code compiled by different compilers.  In most cases,
2878 use of the C Binding features of the Fortran 2003 standard is sufficient,
2879 and their use is highly recommended.
2882 @node Interoperability with C
2883 @section Interoperability with C
2885 @menu
2886 * Intrinsic Types::
2887 * Derived Types and struct::
2888 * Interoperable Global Variables::
2889 * Interoperable Subroutines and Functions::
2890 * Working with Pointers::
2891 * Further Interoperability of Fortran with C::
2892 @end menu
2894 Since Fortran 2003 (ISO/IEC 1539-1:2004(E)) there is a
2895 standardized way to generate procedure and derived-type
2896 declarations and global variables which are interoperable with C
2897 (ISO/IEC 9899:1999).  The @code{bind(C)} attribute has been added
2898 to inform the compiler that a symbol shall be interoperable with C;
2899 also, some constraints are added.  Note, however, that not
2900 all C features have a Fortran equivalent or vice versa.  For instance,
2901 neither C's unsigned integers nor C's functions with variable number
2902 of arguments have an equivalent in Fortran.
2904 Note that array dimensions are reversely ordered in C and that arrays in
2905 C always start with index 0 while in Fortran they start by default with
2906 1.  Thus, an array declaration @code{A(n,m)} in Fortran matches
2907 @code{A[m][n]} in C and accessing the element @code{A(i,j)} matches
2908 @code{A[j-1][i-1]}.  The element following @code{A(i,j)} (C: @code{A[j-1][i-1]};
2909 assuming @math{i < n}) in memory is @code{A(i+1,j)} (C: @code{A[j-1][i]}).
2911 @node Intrinsic Types
2912 @subsection Intrinsic Types
2914 In order to ensure that exactly the same variable type and kind is used
2915 in C and Fortran, the named constants shall be used which are defined in the
2916 @code{ISO_C_BINDING} intrinsic module.  That module contains named constants
2917 for kind parameters and character named constants for the escape sequences
2918 in C.  For a list of the constants, see @ref{ISO_C_BINDING}.
2920 For logical types, please note that the Fortran standard only guarantees
2921 interoperability between C99's @code{_Bool} and Fortran's @code{C_Bool}-kind
2922 logicals and C99 defines that @code{true} has the value 1 and @code{false}
2923 the value 0.  Using any other integer value with GNU Fortran's @code{LOGICAL}
2924 (with any kind parameter) gives an undefined result.  (Passing other integer
2925 values than 0 and 1 to GCC's @code{_Bool} is also undefined, unless the
2926 integer is explicitly or implicitly casted to @code{_Bool}.)
2930 @node Derived Types and struct
2931 @subsection Derived Types and struct
2933 For compatibility of derived types with @code{struct}, one needs to use
2934 the @code{BIND(C)} attribute in the type declaration.  For instance, the
2935 following type declaration
2937 @smallexample
2938  USE ISO_C_BINDING
2939  TYPE, BIND(C) :: myType
2940    INTEGER(C_INT) :: i1, i2
2941    INTEGER(C_SIGNED_CHAR) :: i3
2942    REAL(C_DOUBLE) :: d1
2943    COMPLEX(C_FLOAT_COMPLEX) :: c1
2944    CHARACTER(KIND=C_CHAR) :: str(5)
2945  END TYPE
2946 @end smallexample
2948 matches the following @code{struct} declaration in C
2950 @smallexample
2951  struct @{
2952    int i1, i2;
2953    /* Note: "char" might be signed or unsigned.  */
2954    signed char i3;
2955    double d1;
2956    float _Complex c1;
2957    char str[5];
2958  @} myType;
2959 @end smallexample
2961 Derived types with the C binding attribute shall not have the @code{sequence}
2962 attribute, type parameters, the @code{extends} attribute, nor type-bound
2963 procedures.  Every component must be of interoperable type and kind and may not
2964 have the @code{pointer} or @code{allocatable} attribute.  The names of the
2965 components are irrelevant for interoperability.
2967 As there exist no direct Fortran equivalents, neither unions nor structs
2968 with bit field or variable-length array members are interoperable.
2970 @node Interoperable Global Variables
2971 @subsection Interoperable Global Variables
2973 Variables can be made accessible from C using the C binding attribute,
2974 optionally together with specifying a binding name.  Those variables
2975 have to be declared in the declaration part of a @code{MODULE},
2976 be of interoperable type, and have neither the @code{pointer} nor
2977 the @code{allocatable} attribute.
2979 @smallexample
2980   MODULE m
2981     USE myType_module
2982     USE ISO_C_BINDING
2983     integer(C_INT), bind(C, name="_MyProject_flags") :: global_flag
2984     type(myType), bind(C) :: tp
2985   END MODULE
2986 @end smallexample
2988 Here, @code{_MyProject_flags} is the case-sensitive name of the variable
2989 as seen from C programs while @code{global_flag} is the case-insensitive
2990 name as seen from Fortran.  If no binding name is specified, as for
2991 @var{tp}, the C binding name is the (lowercase) Fortran binding name.
2992 If a binding name is specified, only a single variable may be after the
2993 double colon.  Note of warning: You cannot use a global variable to
2994 access @var{errno} of the C library as the C standard allows it to be
2995 a macro.  Use the @code{IERRNO} intrinsic (GNU extension) instead.
2997 @node Interoperable Subroutines and Functions
2998 @subsection Interoperable Subroutines and Functions
3000 Subroutines and functions have to have the @code{BIND(C)} attribute to
3001 be compatible with C.  The dummy argument declaration is relatively
3002 straightforward.  However, one needs to be careful because C uses
3003 call-by-value by default while Fortran behaves usually similar to
3004 call-by-reference.  Furthermore, strings and pointers are handled
3005 differently.  Note that in Fortran 2003 and 2008 only explicit size
3006 and assumed-size arrays are supported but not assumed-shape or
3007 deferred-shape (i.e. allocatable or pointer) arrays.  However, those
3008 are allowed since the Technical Specification 29113, see
3009 @ref{Further Interoperability of Fortran with C}
3011 To pass a variable by value, use the @code{VALUE} attribute.
3012 Thus, the following C prototype
3014 @smallexample
3015 @code{int func(int i, int *j)}
3016 @end smallexample
3018 matches the Fortran declaration
3020 @smallexample
3021   integer(c_int) function func(i,j)
3022     use iso_c_binding, only: c_int
3023     integer(c_int), VALUE :: i
3024     integer(c_int) :: j
3025 @end smallexample
3027 Note that pointer arguments also frequently need the @code{VALUE} attribute,
3028 see @ref{Working with Pointers}.
3030 Strings are handled quite differently in C and Fortran.  In C a string
3031 is a @code{NUL}-terminated array of characters while in Fortran each string
3032 has a length associated with it and is thus not terminated (by e.g.
3033 @code{NUL}).  For example, if one wants to use the following C function,
3035 @smallexample
3036   #include <stdio.h>
3037   void print_C(char *string) /* equivalent: char string[]  */
3038   @{
3039      printf("%s\n", string);
3040   @}
3041 @end smallexample
3043 to print ``Hello World'' from Fortran, one can call it using
3045 @smallexample
3046   use iso_c_binding, only: C_CHAR, C_NULL_CHAR
3047   interface
3048     subroutine print_c(string) bind(C, name="print_C")
3049       use iso_c_binding, only: c_char
3050       character(kind=c_char) :: string(*)
3051     end subroutine print_c
3052   end interface
3053   call print_c(C_CHAR_"Hello World"//C_NULL_CHAR)
3054 @end smallexample
3056 As the example shows, one needs to ensure that the
3057 string is @code{NUL} terminated.  Additionally, the dummy argument
3058 @var{string} of @code{print_C} is a length-one assumed-size
3059 array; using @code{character(len=*)} is not allowed.  The example
3060 above uses @code{c_char_"Hello World"} to ensure the string
3061 literal has the right type; typically the default character
3062 kind and @code{c_char} are the same and thus @code{"Hello World"}
3063 is equivalent.  However, the standard does not guarantee this.
3065 The use of strings is now further illustrated using the C library
3066 function @code{strncpy}, whose prototype is
3068 @smallexample
3069   char *strncpy(char *restrict s1, const char *restrict s2, size_t n);
3070 @end smallexample
3072 The function @code{strncpy} copies at most @var{n} characters from
3073 string @var{s2} to @var{s1} and returns @var{s1}.  In the following
3074 example, we ignore the return value:
3076 @smallexample
3077   use iso_c_binding
3078   implicit none
3079   character(len=30) :: str,str2
3080   interface
3081     ! Ignore the return value of strncpy -> subroutine
3082     ! "restrict" is always assumed if we do not pass a pointer
3083     subroutine strncpy(dest, src, n) bind(C)
3084       import
3085       character(kind=c_char),  intent(out) :: dest(*)
3086       character(kind=c_char),  intent(in)  :: src(*)
3087       integer(c_size_t), value, intent(in) :: n
3088     end subroutine strncpy
3089   end interface
3090   str = repeat('X',30) ! Initialize whole string with 'X'
3091   call strncpy(str, c_char_"Hello World"//C_NULL_CHAR, &
3092                len(c_char_"Hello World",kind=c_size_t))
3093   print '(a)', str ! prints: "Hello WorldXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"
3094   end
3095 @end smallexample
3097 The intrinsic procedures are described in @ref{Intrinsic Procedures}.
3099 @node Working with Pointers
3100 @subsection Working with Pointers
3102 C pointers are represented in Fortran via the special opaque derived type
3103 @code{type(c_ptr)} (with private components).  Thus one needs to
3104 use intrinsic conversion procedures to convert from or to C pointers.
3106 For some applications, using an assumed type (@code{TYPE(*)}) can be an
3107 alternative to a C pointer; see
3108 @ref{Further Interoperability of Fortran with C}.
3110 For example,
3112 @smallexample
3113   use iso_c_binding
3114   type(c_ptr) :: cptr1, cptr2
3115   integer, target :: array(7), scalar
3116   integer, pointer :: pa(:), ps
3117   cptr1 = c_loc(array(1)) ! The programmer needs to ensure that the
3118                           ! array is contiguous if required by the C
3119                           ! procedure
3120   cptr2 = c_loc(scalar)
3121   call c_f_pointer(cptr2, ps)
3122   call c_f_pointer(cptr2, pa, shape=[7])
3123 @end smallexample
3125 When converting C to Fortran arrays, the one-dimensional @code{SHAPE} argument
3126 has to be passed.
3128 If a pointer is a dummy-argument of an interoperable procedure, it usually
3129 has to be declared using the @code{VALUE} attribute.  @code{void*}
3130 matches @code{TYPE(C_PTR), VALUE}, while @code{TYPE(C_PTR)} alone
3131 matches @code{void**}.
3133 Procedure pointers are handled analogously to pointers; the C type is
3134 @code{TYPE(C_FUNPTR)} and the intrinsic conversion procedures are
3135 @code{C_F_PROCPOINTER} and @code{C_FUNLOC}.
3137 Let us consider two examples of actually passing a procedure pointer from
3138 C to Fortran and vice versa.  Note that these examples are also very
3139 similar to passing ordinary pointers between both languages. First,
3140 consider this code in C:
3142 @smallexample
3143 /* Procedure implemented in Fortran.  */
3144 void get_values (void (*)(double));
3146 /* Call-back routine we want called from Fortran.  */
3147 void
3148 print_it (double x)
3150   printf ("Number is %f.\n", x);
3153 /* Call Fortran routine and pass call-back to it.  */
3154 void
3155 foobar ()
3157   get_values (&print_it);
3159 @end smallexample
3161 A matching implementation for @code{get_values} in Fortran, that correctly
3162 receives the procedure pointer from C and is able to call it, is given
3163 in the following @code{MODULE}:
3165 @smallexample
3166 MODULE m
3167   IMPLICIT NONE
3169   ! Define interface of call-back routine.
3170   ABSTRACT INTERFACE
3171     SUBROUTINE callback (x)
3172       USE, INTRINSIC :: ISO_C_BINDING
3173       REAL(KIND=C_DOUBLE), INTENT(IN), VALUE :: x
3174     END SUBROUTINE callback
3175   END INTERFACE
3177 CONTAINS
3179   ! Define C-bound procedure.
3180   SUBROUTINE get_values (cproc) BIND(C)
3181     USE, INTRINSIC :: ISO_C_BINDING
3182     TYPE(C_FUNPTR), INTENT(IN), VALUE :: cproc
3184     PROCEDURE(callback), POINTER :: proc
3186     ! Convert C to Fortran procedure pointer.
3187     CALL C_F_PROCPOINTER (cproc, proc)
3189     ! Call it.
3190     CALL proc (1.0_C_DOUBLE)
3191     CALL proc (-42.0_C_DOUBLE)
3192     CALL proc (18.12_C_DOUBLE)
3193   END SUBROUTINE get_values
3195 END MODULE m
3196 @end smallexample
3198 Next, we want to call a C routine that expects a procedure pointer argument
3199 and pass it a Fortran procedure (which clearly must be interoperable!).
3200 Again, the C function may be:
3202 @smallexample
3204 call_it (int (*func)(int), int arg)
3206   return func (arg);
3208 @end smallexample
3210 It can be used as in the following Fortran code:
3212 @smallexample
3213 MODULE m
3214   USE, INTRINSIC :: ISO_C_BINDING
3215   IMPLICIT NONE
3217   ! Define interface of C function.
3218   INTERFACE
3219     INTEGER(KIND=C_INT) FUNCTION call_it (func, arg) BIND(C)
3220       USE, INTRINSIC :: ISO_C_BINDING
3221       TYPE(C_FUNPTR), INTENT(IN), VALUE :: func
3222       INTEGER(KIND=C_INT), INTENT(IN), VALUE :: arg
3223     END FUNCTION call_it
3224   END INTERFACE
3226 CONTAINS
3228   ! Define procedure passed to C function.
3229   ! It must be interoperable!
3230   INTEGER(KIND=C_INT) FUNCTION double_it (arg) BIND(C)
3231     INTEGER(KIND=C_INT), INTENT(IN), VALUE :: arg
3232     double_it = arg + arg
3233   END FUNCTION double_it
3235   ! Call C function.
3236   SUBROUTINE foobar ()
3237     TYPE(C_FUNPTR) :: cproc
3238     INTEGER(KIND=C_INT) :: i
3240     ! Get C procedure pointer.
3241     cproc = C_FUNLOC (double_it)
3243     ! Use it.
3244     DO i = 1_C_INT, 10_C_INT
3245       PRINT *, call_it (cproc, i)
3246     END DO
3247   END SUBROUTINE foobar
3249 END MODULE m
3250 @end smallexample
3252 @node Further Interoperability of Fortran with C
3253 @subsection Further Interoperability of Fortran with C
3255 The Technical Specification ISO/IEC TS 29113:2012 on further
3256 interoperability of Fortran with C extends the interoperability support
3257 of Fortran 2003 and Fortran 2008. Besides removing some restrictions
3258 and constraints, it adds assumed-type (@code{TYPE(*)}) and assumed-rank
3259 (@code{dimension}) variables and allows for interoperability of
3260 assumed-shape, assumed-rank and deferred-shape arrays, including
3261 allocatables and pointers.
3263 Note: Currently, GNU Fortran does not support the array descriptor
3264 (dope vector) as specified in the Technical Specification, but uses
3265 an array descriptor with different fields. The Chasm Language
3266 Interoperability Tools, @url{http://chasm-interop.sourceforge.net/},
3267 provide an interface to GNU Fortran's array descriptor.
3269 The Technical Specification adds the following new features, which
3270 are supported by GNU Fortran:
3272 @itemize @bullet
3274 @item The @code{ASYNCHRONOUS} attribute has been clarified and
3275 extended to allow its use with asynchronous communication in
3276 user-provided libraries such as in implementations of the
3277 Message Passing Interface specification.
3279 @item Many constraints have been relaxed, in particular for
3280 the @code{C_LOC} and @code{C_F_POINTER} intrinsics.
3282 @item The @code{OPTIONAL} attribute is now allowed for dummy
3283 arguments; an absent argument matches a @code{NULL} pointer.
3285 @item Assumed types (@code{TYPE(*)}) have been added, which may
3286 only be used for dummy arguments.  They are unlimited polymorphic
3287 but contrary to @code{CLASS(*)} they do not contain any type
3288 information, similar to C's @code{void *} pointers.  Expressions
3289 of any type and kind can be passed; thus, it can be used as
3290 replacement for @code{TYPE(C_PTR)}, avoiding the use of
3291 @code{C_LOC} in the caller.
3293 Note, however, that @code{TYPE(*)} only accepts scalar arguments,
3294 unless the @code{DIMENSION} is explicitly specified.  As
3295 @code{DIMENSION(*)} only supports array (including array elements) but
3296 no scalars, it is not a full replacement for @code{C_LOC}.  On the
3297 other hand, assumed-type assumed-rank dummy arguments
3298 (@code{TYPE(*), DIMENSION(..)}) allow for both scalars and arrays, but
3299 require special code on the callee side to handle the array descriptor.
3301 @item Assumed-rank arrays (@code{DIMENSION(..)}) as dummy argument
3302 allow that scalars and arrays of any rank can be passed as actual
3303 argument. As the Technical Specification does not provide for direct
3304 means to operate with them, they have to be used either from the C side
3305 or be converted using @code{C_LOC} and @code{C_F_POINTER} to scalars
3306 or arrays of a specific rank. The rank can be determined using the
3307 @code{RANK} intrinisic.
3308 @end itemize
3311 Currently unimplemented:
3313 @itemize @bullet
3315 @item GNU Fortran always uses an array descriptor, which does not
3316 match the one of the Technical Specification. The
3317 @code{ISO_Fortran_binding.h} header file and the C functions it
3318 specifies are not available.
3320 @item Using assumed-shape, assumed-rank and deferred-shape arrays in
3321 @code{BIND(C)} procedures is not fully supported. In particular,
3322 C interoperable strings of other length than one are not supported
3323 as this requires the new array descriptor.
3324 @end itemize
3327 @node GNU Fortran Compiler Directives
3328 @section GNU Fortran Compiler Directives
3330 The Fortran standard describes how a conforming program shall
3331 behave; however, the exact implementation is not standardized.  In order
3332 to allow the user to choose specific implementation details, compiler
3333 directives can be used to set attributes of variables and procedures
3334 which are not part of the standard.  Whether a given attribute is
3335 supported and its exact effects depend on both the operating system and
3336 on the processor; see
3337 @ref{Top,,C Extensions,gcc,Using the GNU Compiler Collection (GCC)}
3338 for details.
3340 For procedures and procedure pointers, the following attributes can
3341 be used to change the calling convention:
3343 @itemize
3344 @item @code{CDECL} -- standard C calling convention
3345 @item @code{STDCALL} -- convention where the called procedure pops the stack
3346 @item @code{FASTCALL} -- part of the arguments are passed via registers
3347 instead using the stack
3348 @end itemize
3350 Besides changing the calling convention, the attributes also influence
3351 the decoration of the symbol name, e.g., by a leading underscore or by
3352 a trailing at-sign followed by the number of bytes on the stack.  When
3353 assigning a procedure to a procedure pointer, both should use the same
3354 calling convention.
3356 On some systems, procedures and global variables (module variables and
3357 @code{COMMON} blocks) need special handling to be accessible when they
3358 are in a shared library.  The following attributes are available:
3360 @itemize
3361 @item @code{DLLEXPORT} -- provide a global pointer to a pointer in the DLL
3362 @item @code{DLLIMPORT} -- reference the function or variable using a
3363 global pointer
3364 @end itemize
3366 For dummy arguments, the @code{NO_ARG_CHECK} attribute can be used; in
3367 other compilers, it is also known as @code{IGNORE_TKR}.  For dummy arguments
3368 with this attribute actual arguments of any type and kind (similar to
3369 @code{TYPE(*)}), scalars and arrays of any rank (no equivalent
3370 in Fortran standard) are accepted.  As with @code{TYPE(*)}, the argument
3371 is unlimited polymorphic and no type information is available.
3372 Additionally, the argument may only be passed to dummy arguments
3373 with the @code{NO_ARG_CHECK} attribute and as argument to the
3374 @code{PRESENT} intrinsic function and to @code{C_LOC} of the
3375 @code{ISO_C_BINDING} module.
3377 Variables with @code{NO_ARG_CHECK} attribute shall be of assumed-type
3378 (@code{TYPE(*)}; recommended) or of type @code{INTEGER}, @code{LOGICAL},
3379 @code{REAL} or @code{COMPLEX}. They shall not have the @code{ALLOCATE},
3380 @code{CODIMENSION}, @code{INTENT(OUT)}, @code{POINTER} or @code{VALUE}
3381 attribute; furthermore, they shall be either scalar or of assumed-size
3382 (@code{dimension(*)}). As @code{TYPE(*)}, the @code{NO_ARG_CHECK} attribute
3383 requires an explicit interface.
3385 @itemize
3386 @item @code{NO_ARG_CHECK} -- disable the type, kind and rank checking
3387 @end itemize
3390 The attributes are specified using the syntax
3392 @code{!GCC$ ATTRIBUTES} @var{attribute-list} @code{::} @var{variable-list}
3394 where in free-form source code only whitespace is allowed before @code{!GCC$}
3395 and in fixed-form source code @code{!GCC$}, @code{cGCC$} or @code{*GCC$} shall
3396 start in the first column.
3398 For procedures, the compiler directives shall be placed into the body
3399 of the procedure; for variables and procedure pointers, they shall be in
3400 the same declaration part as the variable or procedure pointer.
3404 @node Non-Fortran Main Program
3405 @section Non-Fortran Main Program
3407 @menu
3408 * _gfortran_set_args:: Save command-line arguments
3409 * _gfortran_set_options:: Set library option flags
3410 * _gfortran_set_convert:: Set endian conversion
3411 * _gfortran_set_record_marker:: Set length of record markers
3412 * _gfortran_set_fpe:: Set when a Floating Point Exception should be raised
3413 * _gfortran_set_max_subrecord_length:: Set subrecord length
3414 @end menu
3416 Even if you are doing mixed-language programming, it is very
3417 likely that you do not need to know or use the information in this
3418 section.  Since it is about the internal structure of GNU Fortran,
3419 it may also change in GCC minor releases.
3421 When you compile a @code{PROGRAM} with GNU Fortran, a function
3422 with the name @code{main} (in the symbol table of the object file)
3423 is generated, which initializes the libgfortran library and then
3424 calls the actual program which uses the name @code{MAIN__}, for
3425 historic reasons.  If you link GNU Fortran compiled procedures
3426 to, e.g., a C or C++ program or to a Fortran program compiled by
3427 a different compiler, the libgfortran library is not initialized
3428 and thus a few intrinsic procedures do not work properly, e.g.
3429 those for obtaining the command-line arguments.
3431 Therefore, if your @code{PROGRAM} is not compiled with
3432 GNU Fortran and the GNU Fortran compiled procedures require
3433 intrinsics relying on the library initialization, you need to
3434 initialize the library yourself.  Using the default options,
3435 gfortran calls @code{_gfortran_set_args} and
3436 @code{_gfortran_set_options}.  The initialization of the former
3437 is needed if the called procedures access the command line
3438 (and for backtracing); the latter sets some flags based on the
3439 standard chosen or to enable backtracing.  In typical programs,
3440 it is not necessary to call any initialization function.
3442 If your @code{PROGRAM} is compiled with GNU Fortran, you shall
3443 not call any of the following functions.  The libgfortran
3444 initialization functions are shown in C syntax but using C
3445 bindings they are also accessible from Fortran.
3448 @node _gfortran_set_args
3449 @subsection @code{_gfortran_set_args} --- Save command-line arguments
3450 @fnindex _gfortran_set_args
3451 @cindex libgfortran initialization, set_args
3453 @table @asis
3454 @item @emph{Description}:
3455 @code{_gfortran_set_args} saves the command-line arguments; this
3456 initialization is required if any of the command-line intrinsics
3457 is called.  Additionally, it shall be called if backtracing is
3458 enabled (see @code{_gfortran_set_options}).
3460 @item @emph{Syntax}:
3461 @code{void _gfortran_set_args (int argc, char *argv[])}
3463 @item @emph{Arguments}:
3464 @multitable @columnfractions .15 .70
3465 @item @var{argc} @tab number of command line argument strings
3466 @item @var{argv} @tab the command-line argument strings; argv[0]
3467 is the pathname of the executable itself.
3468 @end multitable
3470 @item @emph{Example}:
3471 @smallexample
3472 int main (int argc, char *argv[])
3474   /* Initialize libgfortran.  */
3475   _gfortran_set_args (argc, argv);
3476   return 0;
3478 @end smallexample
3479 @end table
3482 @node _gfortran_set_options
3483 @subsection @code{_gfortran_set_options} --- Set library option flags
3484 @fnindex _gfortran_set_options
3485 @cindex libgfortran initialization, set_options
3487 @table @asis
3488 @item @emph{Description}:
3489 @code{_gfortran_set_options} sets several flags related to the Fortran
3490 standard to be used, whether backtracing should be enabled
3491 and whether range checks should be performed.  The syntax allows for
3492 upward compatibility since the number of passed flags is specified; for
3493 non-passed flags, the default value is used.  See also
3494 @pxref{Code Gen Options}.  Please note that not all flags are actually
3495 used.
3497 @item @emph{Syntax}:
3498 @code{void _gfortran_set_options (int num, int options[])}
3500 @item @emph{Arguments}:
3501 @multitable @columnfractions .15 .70
3502 @item @var{num} @tab number of options passed
3503 @item @var{argv} @tab The list of flag values
3504 @end multitable
3506 @item @emph{option flag list}:
3507 @multitable @columnfractions .15 .70
3508 @item @var{option}[0] @tab Allowed standard; can give run-time errors
3509 if e.g. an input-output edit descriptor is invalid in a given standard.
3510 Possible values are (bitwise or-ed) @code{GFC_STD_F77} (1),
3511 @code{GFC_STD_F95_OBS} (2), @code{GFC_STD_F95_DEL} (4), @code{GFC_STD_F95}
3512 (8), @code{GFC_STD_F2003} (16), @code{GFC_STD_GNU} (32),
3513 @code{GFC_STD_LEGACY} (64), @code{GFC_STD_F2008} (128),
3514 @code{GFC_STD_F2008_OBS} (256) and GFC_STD_F2008_TS (512). Default:
3515 @code{GFC_STD_F95_OBS | GFC_STD_F95_DEL | GFC_STD_F95 | GFC_STD_F2003
3516 | GFC_STD_F2008 | GFC_STD_F2008_TS | GFC_STD_F2008_OBS | GFC_STD_F77
3517 | GFC_STD_GNU | GFC_STD_LEGACY}.
3518 @item @var{option}[1] @tab Standard-warning flag; prints a warning to
3519 standard error.  Default: @code{GFC_STD_F95_DEL | GFC_STD_LEGACY}.
3520 @item @var{option}[2] @tab If non zero, enable pedantic checking.
3521 Default: off.
3522 @item @var{option}[3] @tab Unused.
3523 @item @var{option}[4] @tab If non zero, enable backtracing on run-time
3524 errors.  Default: off. (Default in the compiler: on.)
3525 Note: Installs a signal handler and requires command-line
3526 initialization using @code{_gfortran_set_args}.
3527 @item @var{option}[5] @tab If non zero, supports signed zeros.
3528 Default: enabled.
3529 @item @var{option}[6] @tab Enables run-time checking.  Possible values
3530 are (bitwise or-ed): GFC_RTCHECK_BOUNDS (1), GFC_RTCHECK_ARRAY_TEMPS (2),
3531 GFC_RTCHECK_RECURSION (4), GFC_RTCHECK_DO (16), GFC_RTCHECK_POINTER (32).
3532 Default: disabled.
3533 @item @var{option}[7] @tab Unused.
3534 @item @var{option}[8] @tab Show a warning when invoking @code{STOP} and
3535 @code{ERROR STOP} if a floating-point exception occurred. Possible values
3536 are (bitwise or-ed) @code{GFC_FPE_INVALID} (1), @code{GFC_FPE_DENORMAL} (2),
3537 @code{GFC_FPE_ZERO} (4), @code{GFC_FPE_OVERFLOW} (8),
3538 @code{GFC_FPE_UNDERFLOW} (16), @code{GFC_FPE_INEXACT} (32). Default: None (0).
3539 (Default in the compiler: @code{GFC_FPE_INVALID | GFC_FPE_DENORMAL |
3540 GFC_FPE_ZERO | GFC_FPE_OVERFLOW | GFC_FPE_UNDERFLOW}.)
3541 @end multitable
3543 @item @emph{Example}:
3544 @smallexample
3545   /* Use gfortran 4.9 default options.  */
3546   static int options[] = @{68, 511, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 31@};
3547   _gfortran_set_options (9, &options);
3548 @end smallexample
3549 @end table
3552 @node _gfortran_set_convert
3553 @subsection @code{_gfortran_set_convert} --- Set endian conversion
3554 @fnindex _gfortran_set_convert
3555 @cindex libgfortran initialization, set_convert
3557 @table @asis
3558 @item @emph{Description}:
3559 @code{_gfortran_set_convert} set the representation of data for
3560 unformatted files.
3562 @item @emph{Syntax}:
3563 @code{void _gfortran_set_convert (int conv)}
3565 @item @emph{Arguments}:
3566 @multitable @columnfractions .15 .70
3567 @item @var{conv} @tab Endian conversion, possible values:
3568 GFC_CONVERT_NATIVE (0, default), GFC_CONVERT_SWAP (1),
3569 GFC_CONVERT_BIG (2), GFC_CONVERT_LITTLE (3).
3570 @end multitable
3572 @item @emph{Example}:
3573 @smallexample
3574 int main (int argc, char *argv[])
3576   /* Initialize libgfortran.  */
3577   _gfortran_set_args (argc, argv);
3578   _gfortran_set_convert (1);
3579   return 0;
3581 @end smallexample
3582 @end table
3585 @node _gfortran_set_record_marker
3586 @subsection @code{_gfortran_set_record_marker} --- Set length of record markers
3587 @fnindex _gfortran_set_record_marker
3588 @cindex libgfortran initialization, set_record_marker
3590 @table @asis
3591 @item @emph{Description}:
3592 @code{_gfortran_set_record_marker} sets the length of record markers
3593 for unformatted files.
3595 @item @emph{Syntax}:
3596 @code{void _gfortran_set_record_marker (int val)}
3598 @item @emph{Arguments}:
3599 @multitable @columnfractions .15 .70
3600 @item @var{val} @tab Length of the record marker; valid values
3601 are 4 and 8.  Default is 4.
3602 @end multitable
3604 @item @emph{Example}:
3605 @smallexample
3606 int main (int argc, char *argv[])
3608   /* Initialize libgfortran.  */
3609   _gfortran_set_args (argc, argv);
3610   _gfortran_set_record_marker (8);
3611   return 0;
3613 @end smallexample
3614 @end table
3617 @node _gfortran_set_fpe
3618 @subsection @code{_gfortran_set_fpe} --- Enable floating point exception traps
3619 @fnindex _gfortran_set_fpe
3620 @cindex libgfortran initialization, set_fpe
3622 @table @asis
3623 @item @emph{Description}:
3624 @code{_gfortran_set_fpe} enables floating point exception traps for
3625 the specified exceptions.  On most systems, this will result in a
3626 SIGFPE signal being sent and the program being aborted.
3628 @item @emph{Syntax}:
3629 @code{void _gfortran_set_fpe (int val)}
3631 @item @emph{Arguments}:
3632 @multitable @columnfractions .15 .70
3633 @item @var{option}[0] @tab IEEE exceptions.  Possible values are
3634 (bitwise or-ed) zero (0, default) no trapping,
3635 @code{GFC_FPE_INVALID} (1), @code{GFC_FPE_DENORMAL} (2),
3636 @code{GFC_FPE_ZERO} (4), @code{GFC_FPE_OVERFLOW} (8),
3637 @code{GFC_FPE_UNDERFLOW} (16), and @code{GFC_FPE_INEXACT} (32).
3638 @end multitable
3640 @item @emph{Example}:
3641 @smallexample
3642 int main (int argc, char *argv[])
3644   /* Initialize libgfortran.  */
3645   _gfortran_set_args (argc, argv);
3646   /* FPE for invalid operations such as SQRT(-1.0).  */
3647   _gfortran_set_fpe (1);
3648   return 0;
3650 @end smallexample
3651 @end table
3654 @node _gfortran_set_max_subrecord_length
3655 @subsection @code{_gfortran_set_max_subrecord_length} --- Set subrecord length
3656 @fnindex _gfortran_set_max_subrecord_length
3657 @cindex libgfortran initialization, set_max_subrecord_length
3659 @table @asis
3660 @item @emph{Description}:
3661 @code{_gfortran_set_max_subrecord_length} set the maximum length
3662 for a subrecord.  This option only makes sense for testing and
3663 debugging of unformatted I/O.
3665 @item @emph{Syntax}:
3666 @code{void _gfortran_set_max_subrecord_length (int val)}
3668 @item @emph{Arguments}:
3669 @multitable @columnfractions .15 .70
3670 @item @var{val} @tab the maximum length for a subrecord;
3671 the maximum permitted value is 2147483639, which is also
3672 the default.
3673 @end multitable
3675 @item @emph{Example}:
3676 @smallexample
3677 int main (int argc, char *argv[])
3679   /* Initialize libgfortran.  */
3680   _gfortran_set_args (argc, argv);
3681   _gfortran_set_max_subrecord_length (8);
3682   return 0;
3684 @end smallexample
3685 @end table
3688 @node Naming and argument-passing conventions
3689 @section Naming and argument-passing conventions
3691 This section gives an overview about the naming convention of procedures
3692 and global variables and about the argument passing conventions used by
3693 GNU Fortran.  If a C binding has been specified, the naming convention
3694 and some of the argument-passing conventions change.  If possible,
3695 mixed-language and mixed-compiler projects should use the better defined
3696 C binding for interoperability.  See @pxref{Interoperability with C}.
3698 @menu
3699 * Naming conventions::
3700 * Argument passing conventions::
3701 @end menu
3704 @node Naming conventions
3705 @subsection Naming conventions
3707 According the Fortran standard, valid Fortran names consist of a letter
3708 between @code{A} to @code{Z}, @code{a} to @code{z}, digits @code{0},
3709 @code{1} to @code{9} and underscores (@code{_}) with the restriction
3710 that names may only start with a letter.  As vendor extension, the
3711 dollar sign (@code{$}) is additionally permitted with the option
3712 @option{-fdollar-ok}, but not as first character and only if the
3713 target system supports it.
3715 By default, the procedure name is the lower-cased Fortran name with an
3716 appended underscore (@code{_}); using @option{-fno-underscoring} no
3717 underscore is appended while @code{-fsecond-underscore} appends two
3718 underscores.  Depending on the target system and the calling convention,
3719 the procedure might be additionally dressed; for instance, on 32bit
3720 Windows with @code{stdcall}, an at-sign @code{@@} followed by an integer
3721 number is appended.  For the changing the calling convention, see
3722 @pxref{GNU Fortran Compiler Directives}.
3724 For common blocks, the same convention is used, i.e. by default an
3725 underscore is appended to the lower-cased Fortran name.  Blank commons
3726 have the name @code{__BLNK__}.
3728 For procedures and variables declared in the specification space of a
3729 module, the name is formed by @code{__}, followed by the lower-cased
3730 module name, @code{_MOD_}, and the lower-cased Fortran name.  Note that
3731 no underscore is appended.
3734 @node Argument passing conventions
3735 @subsection Argument passing conventions
3737 Subroutines do not return a value (matching C99's @code{void}) while
3738 functions either return a value as specified in the platform ABI or
3739 the result variable is passed as hidden argument to the function and
3740 no result is returned.  A hidden result variable is used when the
3741 result variable is an array or of type @code{CHARACTER}.
3743 Arguments are passed according to the platform ABI. In particular,
3744 complex arguments might not be compatible to a struct with two real
3745 components for the real and imaginary part. The argument passing
3746 matches the one of C99's @code{_Complex}.  Functions with scalar
3747 complex result variables return their value and do not use a
3748 by-reference argument.  Note that with the @option{-ff2c} option,
3749 the argument passing is modified and no longer completely matches
3750 the platform ABI.  Some other Fortran compilers use @code{f2c}
3751 semantic by default; this might cause problems with
3752 interoperablility.
3754 GNU Fortran passes most arguments by reference, i.e. by passing a
3755 pointer to the data.  Note that the compiler might use a temporary
3756 variable into which the actual argument has been copied, if required
3757 semantically (copy-in/copy-out).
3759 For arguments with @code{ALLOCATABLE} and @code{POINTER}
3760 attribute (including procedure pointers), a pointer to the pointer
3761 is passed such that the pointer address can be modified in the
3762 procedure.
3764 For dummy arguments with the @code{VALUE} attribute: Scalar arguments
3765 of the type @code{INTEGER}, @code{LOGICAL}, @code{REAL} and
3766 @code{COMPLEX} are passed by value according to the platform ABI.
3767 (As vendor extension and not recommended, using @code{%VAL()} in the
3768 call to a procedure has the same effect.) For @code{TYPE(C_PTR)} and
3769 procedure pointers, the pointer itself is passed such that it can be
3770 modified without affecting the caller.
3771 @c FIXME: Document how VALUE is handled for CHARACTER, TYPE,
3772 @c CLASS and arrays, i.e. whether the copy-in is done in the caller
3773 @c or in the callee.
3775 For Boolean (@code{LOGICAL}) arguments, please note that GCC expects
3776 only the integer value 0 and 1.  If a GNU Fortran @code{LOGICAL}
3777 variable contains another integer value, the result is undefined.
3778 As some other Fortran compilers use @math{-1} for @code{.TRUE.},
3779 extra care has to be taken -- such as passing the value as
3780 @code{INTEGER}.  (The same value restriction also applies to other
3781 front ends of GCC, e.g. to GCC's C99 compiler for @code{_Bool}
3782 or GCC's Ada compiler for @code{Boolean}.)
3784 For arguments of @code{CHARACTER} type, the character length is passed
3785 as hidden argument.  For deferred-length strings, the value is passed
3786 by reference, otherwise by value.  The character length has the type
3787 @code{INTEGER(kind=4)}.  Note with C binding, @code{CHARACTER(len=1)}
3788 result variables are returned according to the platform ABI and no
3789 hidden length argument is used for dummy arguments; with @code{VALUE},
3790 those variables are passed by value.
3792 For @code{OPTIONAL} dummy arguments, an absent argument is denoted
3793 by a NULL pointer, except for scalar dummy arguments of type
3794 @code{INTEGER}, @code{LOGICAL}, @code{REAL} and @code{COMPLEX}
3795 which have the @code{VALUE} attribute.  For those, a hidden Boolean
3796 argument (@code{logical(kind=C_bool),value}) is used to indicate
3797 whether the argument is present.
3799 Arguments which are assumed-shape, assumed-rank or deferred-rank
3800 arrays or, with @option{-fcoarray=lib}, allocatable scalar coarrays use
3801 an array descriptor.  All other arrays pass the address of the
3802 first element of the array.  With @option{-fcoarray=lib}, the token
3803 and the offset belonging to nonallocatable coarrays dummy arguments
3804 are passed as hidden argument along the character length hidden
3805 arguments.  The token is an oparque pointer identifying the coarray
3806 and the offset is a passed-by-value integer of kind @code{C_PTRDIFF_T},
3807 denoting the byte offset between the base address of the coarray and
3808 the passed scalar or first element of the passed array.
3810 The arguments are passed in the following order
3811 @itemize @bullet
3812 @item Result variable, when the function result is passed by reference
3813 @item Character length of the function result, if it is a of type
3814 @code{CHARACTER} and no C binding is used
3815 @item The arguments in the order in which they appear in the Fortran
3816 declaration
3817 @item The the present status for optional arguments with value attribute,
3818 which are internally passed by value
3819 @item The character length and/or coarray token and offset for the first
3820 argument which is a @code{CHARACTER} or a nonallocatable coarray dummy
3821 argument, followed by the hidden arguments of the next dummy argument
3822 of such a type
3823 @end itemize
3826 @c ---------------------------------------------------------------------
3827 @c Coarray Programming
3828 @c ---------------------------------------------------------------------
3830 @node Coarray Programming
3831 @chapter Coarray Programming
3832 @cindex Coarrays
3834 @menu
3835 * Type and enum ABI Documentation::
3836 * Function ABI Documentation::
3837 @end menu
3840 @node Type and enum ABI Documentation
3841 @section Type and enum ABI Documentation
3843 @menu
3844 * caf_token_t::
3845 * caf_register_t::
3846 * caf_reference_t::
3847 @end menu
3849 @node caf_token_t
3850 @subsection @code{caf_token_t}
3852 Typedef of type @code{void *} on the compiler side. Can be any data
3853 type on the library side.
3855 @node caf_register_t
3856 @subsection @code{caf_register_t}
3858 Indicates which kind of coarray variable should be registered.
3860 @verbatim
3861 typedef enum caf_register_t {
3862   CAF_REGTYPE_COARRAY_STATIC,
3863   CAF_REGTYPE_COARRAY_ALLOC,
3864   CAF_REGTYPE_LOCK_STATIC,
3865   CAF_REGTYPE_LOCK_ALLOC,
3866   CAF_REGTYPE_CRITICAL,
3867   CAF_REGTYPE_EVENT_STATIC,
3868   CAF_REGTYPE_EVENT_ALLOC
3870 caf_register_t;
3871 @end verbatim
3873 @node caf_reference_t
3874 @subsection @code{caf_reference_t}
3876 The structure used for implementing arbitrary reference chains.
3877 A @code{CAF_REFERENCE_T} allows to specify a component reference or any kind
3878 of array reference of any rank supported by gfortran.  For array references all
3879 kinds as known by the compiler/Fortran standard are supported indicated by
3880 a @code{MODE}.
3882 @verbatim
3883 typedef enum caf_ref_type_t {
3884   /* Reference a component of a derived type, either regular one or an
3885      allocatable or pointer type.  For regular ones idx in caf_reference_t is
3886      set to -1.  */
3887   CAF_REF_COMPONENT,
3888   /* Reference an allocatable array.  */
3889   CAF_REF_ARRAY,
3890   /* Reference a non-allocatable/non-pointer array.  I.e., the coarray object
3891      has no array descriptor associated and the addressing is done
3892      completely using the ref.  */
3893   CAF_REF_STATIC_ARRAY
3894 } caf_ref_type_t;
3895 @end verbatim
3897 @verbatim
3898 typedef enum caf_array_ref_t {
3899   /* No array ref.  This terminates the array ref.  */
3900   CAF_ARR_REF_NONE = 0,
3901   /* Reference array elements given by a vector.  Only for this mode
3902      caf_reference_t.u.a.dim[i].v is valid.  */
3903   CAF_ARR_REF_VECTOR,
3904   /* A full array ref (:).  */
3905   CAF_ARR_REF_FULL,
3906   /* Reference a range on elements given by start, end and stride.  */
3907   CAF_ARR_REF_RANGE,
3908   /* Only a single item is referenced given in the start member.  */
3909   CAF_ARR_REF_SINGLE,
3910   /* An array ref of the kind (i:), where i is an arbitrary valid index in the
3911      array.  The index i is given in the start member.  */
3912   CAF_ARR_REF_OPEN_END,
3913   /* An array ref of the kind (:i), where the lower bound of the array ref
3914      is given by the remote side.  The index i is given in the end member.  */
3915   CAF_ARR_REF_OPEN_START
3916 } caf_array_ref_t;
3917 @end verbatim
3919 @verbatim
3920 /* References to remote components of a derived type.  */
3921 typedef struct caf_reference_t {
3922   /* A pointer to the next ref or NULL.  */
3923   struct caf_reference_t *next;
3924   /* The type of the reference.  */
3925   /* caf_ref_type_t, replaced by int to allow specification in fortran FE.  */
3926   int type;
3927   /* The size of an item referenced in bytes.  I.e. in an array ref this is
3928      the factor to advance the array pointer with to get to the next item.
3929      For component refs this gives just the size of the element referenced.  */
3930   size_t item_size;
3931   union {
3932     struct {
3933       /* The offset (in bytes) of the component in the derived type.
3934          Unused for allocatable or pointer components.  */
3935       ptrdiff_t offset;
3936       /* The offset (in bytes) to the caf_token associated with this
3937          component.  NULL, when not allocatable/pointer ref.  */
3938       ptrdiff_t caf_token_offset;
3939     } c;
3940     struct {
3941       /* The mode of the array ref.  See CAF_ARR_REF_*.  */
3942       /* caf_array_ref_t, replaced by unsigend char to allow specification in
3943          fortran FE.  */
3944      unsigned char mode[GFC_MAX_DIMENSIONS];
3945       /* The type of a static array.  Unset for array's with descriptors.  */
3946       int static_array_type;
3947       /* Subscript refs (s) or vector refs (v).  */
3948       union {
3949         struct {
3950           /* The start and end boundary of the ref and the stride.  */
3951           index_type start, end, stride;
3952         } s;
3953         struct {
3954           /* nvec entries of kind giving the elements to reference.  */
3955           void *vector;
3956           /* The number of entries in vector.  */
3957           size_t nvec;
3958           /* The integer kind used for the elements in vector.  */
3959           int kind;
3960         } v;
3961       } dim[GFC_MAX_DIMENSIONS];
3962     } a;
3963   } u;
3964 } caf_reference_t;
3965 @end verbatim
3967 The references make up a single linked list of reference operations.  The
3968 @code{NEXT} member links to the next reference or NULL to indicate the end of
3969 the chain.  Component and array refs can be arbitrarly mixed as long as they
3970 comply to the Fortran standard.
3972 @emph{NOTES}
3973 The member @code{STATIC_ARRAY_TYPE} is used only when the @code{TYPE} is
3974 @code{CAF_REF_STATIC_ARRAY}.  The member gives the type of the data referenced.
3975 Because no array descriptor is available for a descriptor-less array and
3976 type conversion still needs to take place the type is transported here.
3978 At the moment @code{CAF_ARR_REF_VECTOR} is not implemented in the front end for
3979 descriptor-less arrays.  The library caf_single has untested support for it.
3982 @node Function ABI Documentation
3983 @section Function ABI Documentation
3985 @menu
3986 * _gfortran_caf_init:: Initialiation function
3987 * _gfortran_caf_finish:: Finalization function
3988 * _gfortran_caf_this_image:: Querying the image number
3989 * _gfortran_caf_num_images:: Querying the maximal number of images
3990 * _gfortran_caf_register:: Registering coarrays
3991 * _gfortran_caf_deregister:: Deregistering coarrays
3992 * _gfortran_caf_send:: Sending data from a local image to a remote image
3993 * _gfortran_caf_get:: Getting data from a remote image
3994 * _gfortran_caf_sendget:: Sending data between remote images
3995 * _gfortran_caf_send_by_ref:: Sending data from a local image to a remote image using enhanced references
3996 * _gfortran_caf_get_by_ref:: Getting data from a remote image using enhanced references
3997 * _gfortran_caf_sendget_by_ref:: Sending data between remote images using enhanced references
3998 * _gfortran_caf_lock:: Locking a lock variable
3999 * _gfortran_caf_unlock:: Unlocking a lock variable
4000 * _gfortran_caf_event_post:: Post an event
4001 * _gfortran_caf_event_wait:: Wait that an event occurred
4002 * _gfortran_caf_event_query:: Query event count
4003 * _gfortran_caf_sync_all:: All-image barrier
4004 * _gfortran_caf_sync_images:: Barrier for selected images
4005 * _gfortran_caf_sync_memory:: Wait for completion of segment-memory operations
4006 * _gfortran_caf_error_stop:: Error termination with exit code
4007 * _gfortran_caf_error_stop_str:: Error termination with string
4008 * _gfortran_caf_atomic_define:: Atomic variable assignment
4009 * _gfortran_caf_atomic_ref:: Atomic variable reference
4010 * _gfortran_caf_atomic_cas:: Atomic compare and swap
4011 * _gfortran_caf_atomic_op:: Atomic operation
4012 * _gfortran_caf_co_broadcast:: Sending data to all images
4013 * _gfortran_caf_co_max:: Collective maximum reduction
4014 * _gfortran_caf_co_min:: Collective minimum reduction
4015 * _gfortran_caf_co_sum:: Collective summing reduction
4016 * _gfortran_caf_co_reduce:: Generic collective reduction
4017 @end menu
4020 @node _gfortran_caf_init
4021 @subsection @code{_gfortran_caf_init} --- Initialiation function
4022 @cindex Coarray, _gfortran_caf_init
4024 @table @asis
4025 @item @emph{Description}:
4026 This function is called at startup of the program before the Fortran main
4027 program, if the latter has been compiled with @option{-fcoarray=lib}.
4028 It takes as arguments the command-line arguments of the program.  It is
4029 permitted to pass to @code{NULL} pointers as argument; if non-@code{NULL},
4030 the library is permitted to modify the arguments.
4032 @item @emph{Syntax}:
4033 @code{void _gfortran_caf_init (int *argc, char ***argv)}
4035 @item @emph{Arguments}:
4036 @multitable @columnfractions .15 .70
4037 @item @var{argc} @tab intent(inout) An integer pointer with the number of
4038 arguments passed to the program or @code{NULL}.
4039 @item @var{argv} @tab intent(inout) A pointer to an array of strings with the
4040 command-line arguments or @code{NULL}.
4041 @end multitable
4043 @item @emph{NOTES}
4044 The function is modelled after the initialization function of the Message
4045 Passing Interface (MPI) specification.  Due to the way coarray registration
4046 works, it might not be the first call to the libaray.  If the main program is
4047 not written in Fortran and only a library uses coarrays, it can happen that
4048 this function is never called.  Therefore, it is recommended that the library
4049 does not rely on the passed arguments and whether the call has been done.
4050 @end table
4053 @node _gfortran_caf_finish
4054 @subsection @code{_gfortran_caf_finish} --- Finalization function
4055 @cindex Coarray, _gfortran_caf_finish
4057 @table @asis
4058 @item @emph{Description}:
4059 This function is called at the end of the Fortran main program, if it has
4060 been compiled with the @option{-fcoarray=lib} option.
4062 @item @emph{Syntax}:
4063 @code{void _gfortran_caf_finish (void)}
4065 @item @emph{NOTES}
4066 For non-Fortran programs, it is recommended to call the function at the end
4067 of the main program.  To ensure that the shutdown is also performed for
4068 programs where this function is not explicitly invoked, for instance
4069 non-Fortran programs or calls to the system's exit() function, the library
4070 can use a destructor function.  Note that programs can also be terminated
4071 using the STOP and ERROR STOP statements; those use different library calls.
4072 @end table
4075 @node _gfortran_caf_this_image
4076 @subsection @code{_gfortran_caf_this_image} --- Querying the image number
4077 @cindex Coarray, _gfortran_caf_this_image
4079 @table @asis
4080 @item @emph{Description}:
4081 This function returns the current image number, which is a positive number.
4083 @item @emph{Syntax}:
4084 @code{int _gfortran_caf_this_image (int distance)}
4086 @item @emph{Arguments}:
4087 @multitable @columnfractions .15 .70
4088 @item @var{distance} @tab As specified for the @code{this_image} intrinsic
4089 in TS18508. Shall be a nonnegative number.
4090 @end multitable
4092 @item @emph{NOTES}
4093 If the Fortran intrinsic @code{this_image} is invoked without an argument, which
4094 is the only permitted form in Fortran 2008, GCC passes @code{0} as
4095 first argument.
4096 @end table
4099 @node _gfortran_caf_num_images
4100 @subsection @code{_gfortran_caf_num_images} --- Querying the maximal number of images
4101 @cindex Coarray, _gfortran_caf_num_images
4103 @table @asis
4104 @item @emph{Description}:
4105 This function returns the number of images in the current team, if
4106 @var{distance} is 0 or the number of images in the parent team at the specified
4107 distance. If failed is -1, the function returns the number of all images at
4108 the specified distance; if it is 0, the function returns the number of
4109 nonfailed images, and if it is 1, it returns the number of failed images.
4111 @item @emph{Syntax}:
4112 @code{int _gfortran_caf_num_images(int distance, int failed)}
4114 @item @emph{Arguments}:
4115 @multitable @columnfractions .15 .70
4116 @item @var{distance} @tab the distance from this image to the ancestor.
4117 Shall be positive.
4118 @item @var{failed} @tab shall be -1, 0, or 1
4119 @end multitable
4121 @item @emph{NOTES}
4122 This function follows TS18508. If the num_image intrinsic has no arguments,
4123 the the compiler passes @code{distance=0} and @code{failed=-1} to the function.
4124 @end table
4127 @node _gfortran_caf_register
4128 @subsection @code{_gfortran_caf_register} --- Registering coarrays
4129 @cindex Coarray, _gfortran_caf_register
4131 @table @asis
4132 @item @emph{Description}:
4133 Registers memory for a coarray and creates a token to identify the coarray.  The
4134 routine is called for both coarrays with @code{SAVE} attribute and using an
4135 explicit @code{ALLOCATE} statement.  If an error occurs and @var{STAT} is a
4136 @code{NULL} pointer, the function shall abort with printing an error message
4137 and starting the error termination.  If no error occurs and @var{STAT} is
4138 present, it shall be set to zero.  Otherwise, it shall be set to a positive
4139 value and, if not-@code{NULL}, @var{ERRMSG} shall be set to a string describing
4140 the failure.  The routine shall register the memory provided in the
4141 @code{DATA}-component of the array descriptor @var{DESC}, when that component
4142 is non-@code{NULL}, else it shall allocate sufficient memory and provide a
4143 pointer to it in the @code{DATA}-component of @var{DESC}.  The array descriptor
4144 has rank zero, when a scalar object is to be registered and the array
4145 descriptor may be invalid after the call to @code{_gfortran_caf_register}.
4146 When an array is to be allocated the descriptor persists.
4148 For @code{CAF_REGTYPE_COARRAY_STATIC} and @code{CAF_REGTYPE_COARRAY_ALLOC},
4149 the passed size is the byte size requested.  For @code{CAF_REGTYPE_LOCK_STATIC},
4150 @code{CAF_REGTYPE_LOCK_ALLOC} and @code{CAF_REGTYPE_CRITICAL} it is the array
4151 size or one for a scalar.
4154 @item @emph{Syntax}:
4155 @code{void caf_register (size_t size, caf_register_t type, caf_token_t *token,
4156 gfc_descriptor_t *desc, int *stat, char *errmsg, int errmsg_len)}
4158 @item @emph{Arguments}:
4159 @multitable @columnfractions .15 .70
4160 @item @var{size} @tab For normal coarrays, the byte size of the coarray to be
4161 allocated; for lock types and event types, the number of elements.
4162 @item @var{type} @tab one of the caf_register_t types.
4163 @item @var{token} @tab intent(out) An opaque pointer identifying the coarray.
4164 @item @var{desc} @tab intent(inout) The (pseudo) array descriptor.
4165 @item @var{stat} @tab intent(out) For allocatable coarrays, stores the STAT=;
4166 may be NULL
4167 @item @var{errmsg} @tab intent(out) When an error occurs, this will be set to
4168 an error message; may be NULL
4169 @item @var{errmsg_len} @tab the buffer size of errmsg.
4170 @end multitable
4172 @item @emph{NOTES}
4173 Nonalloatable coarrays have to be registered prior use from remote images.
4174 In order to guarantee this, they have to be registered before the main
4175 program. This can be achieved by creating constructor functions. That is what
4176 GCC does such that also nonallocatable coarrays the memory is allocated and no
4177 static memory is used.  The token permits to identify the coarray; to the
4178 processor, the token is a nonaliasing pointer. The library can, for instance,
4179 store the base address of the coarray in the token, some handle or a more
4180 complicated struct.  The library may also store the array descriptor
4181 @var{DESC} when its rank is non-zero.
4183 For lock types, the value shall only used for checking the allocation
4184 status. Note that for critical blocks, the locking is only required on one
4185 image; in the locking statement, the processor shall always pass an
4186 image index of one for critical-block lock variables
4187 (@code{CAF_REGTYPE_CRITICAL}). For lock types and critical-block variables,
4188 the initial value shall be unlocked (or, respecitively, not in critical
4189 section) such as the value false; for event types, the initial state should
4190 be no event, e.g. zero.
4191 @end table
4193 @node _gfortran_caf_deregister
4194 @subsection @code{_gfortran_caf_deregister} --- Deregistering coarrays
4195 @cindex Coarray, _gfortran_caf_deregister
4197 @table @asis
4198 @item @emph{Description}:
4199 Called to free the memory of a coarray; the processor calls this function for
4200 automatic and explicit deallocation.  In case of an error, this function shall
4201 fail with an error message, unless the @var{STAT} variable is not null.  The
4202 library is only expected to free memory it allocated itself during a call to
4203 @code{_gfortran_caf_register}.
4205 @item @emph{Syntax}:
4206 @code{void caf_deregister (caf_token_t *token, int *stat, char *errmsg,
4207 int errmsg_len)}
4209 @item @emph{Arguments}:
4210 @multitable @columnfractions .15 .70
4211 @item @var{token} @tab the token to free.
4212 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the STAT=; may be NULL
4213 @item @var{errmsg} @tab intent(out) When an error occurs, this will be set
4214 to an error message; may be NULL
4215 @item @var{errmsg_len} @tab the buffer size of errmsg.
4216 @end multitable
4218 @item @emph{NOTES}
4219 For nonalloatable coarrays this function is never called.  If a cleanup is
4220 required, it has to be handled via the finish, stop and error stop functions,
4221 and via destructors.
4222 @end table
4225 @node _gfortran_caf_send
4226 @subsection @code{_gfortran_caf_send} --- Sending data from a local image to a remote image
4227 @cindex Coarray, _gfortran_caf_send
4229 @table @asis
4230 @item @emph{Description}:
4231 Called to send a scalar, an array section or whole array from a local
4232 to a remote image identified by the image_index.
4234 @item @emph{Syntax}:
4235 @code{void _gfortran_caf_send (caf_token_t token, size_t offset,
4236 int image_index, gfc_descriptor_t *dest, caf_vector_t *dst_vector,
4237 gfc_descriptor_t *src, int dst_kind, int src_kind, bool may_require_tmp)}
4239 @item @emph{Arguments}:
4240 @multitable @columnfractions .15 .70
4241 @item @var{token} @tab intent(in)  An opaque pointer identifying the coarray.
4242 @item @var{offset} @tab By which amount of bytes the actual data is shifted
4243 compared to the base address of the coarray.
4244 @item @var{image_index} @tab The ID of the remote image; must be a positive
4245 number.
4246 @item @var{dest} @tab intent(in) Array descriptor for the remote image for the
4247 bounds and the size. The base_addr shall not be accessed.
4248 @item @var{dst_vector} @tab intent(in)  If not NULL, it contains the vector
4249 subscript of the destination array; the values are relative to the dimension
4250 triplet of the dest argument.
4251 @item @var{src} @tab intent(in) Array descriptor of the local array to be
4252 transferred to the remote image
4253 @item @var{dst_kind} @tab Kind of the destination argument
4254 @item @var{src_kind} @tab Kind of the source argument
4255 @item @var{may_require_tmp} @tab The variable is false it is known at compile
4256 time that the @var{dest} and @var{src} either cannot overlap or overlap (fully
4257 or partially) such that walking @var{src} and @var{dest} in element wise
4258 element order (honoring the stride value) will not lead to wrong results.
4259 Otherwise, the value is true.
4260 @end multitable
4262 @item @emph{NOTES}
4263 It is permitted to have image_id equal the current image; the memory of the
4264 send-to and the send-from might (partially) overlap in that case. The
4265 implementation has to take care that it handles this case, e.g. using
4266 @code{memmove} which handles (partially) overlapping memory. If
4267 @var{may_require_tmp} is true, the library might additionally create a
4268 temporary variable, unless additional checks show that this is not required
4269 (e.g. because walking backward is possible or because both arrays are
4270 contiguous and @code{memmove} takes care of overlap issues).
4272 Note that the assignment of a scalar to an array is permitted. In addition,
4273 the library has to handle numeric-type conversion and for strings, padding
4274 and different character kinds.
4275 @end table
4278 @node _gfortran_caf_get
4279 @subsection @code{_gfortran_caf_get} --- Getting data from a remote image
4280 @cindex Coarray, _gfortran_caf_get
4282 @table @asis
4283 @item @emph{Description}:
4284 Called to get an array section or whole array from a a remote,
4285 image identified by the image_index.
4287 @item @emph{Syntax}:
4288 @code{void _gfortran_caf_get (caf_token_t token, size_t offset,
4289 int image_index, gfc_descriptor_t *src, caf_vector_t *src_vector,
4290 gfc_descriptor_t *dest, int src_kind, int dst_kind, bool may_require_tmp)}
4292 @item @emph{Arguments}:
4293 @multitable @columnfractions .15 .70
4294 @item @var{token} @tab intent(in)  An opaque pointer identifying the coarray.
4295 @item @var{offset} @tab By which amount of bytes the actual data is shifted
4296 compared to the base address of the coarray.
4297 @item @var{image_index} @tab The ID of the remote image; must be a positive
4298 number.
4299 @item @var{dest} @tab intent(out) Array descriptor of the local array to store
4300 the data transferred from the remote image
4301 @item @var{src} @tab intent(in) Array descriptor for the remote image for the
4302 bounds and the size. The base_addr shall not be accessed.
4303 @item @var{src_vector} @tab intent(in)  If not NULL, it contains the vector
4304 subscript of the source array; the values are relative to the dimension
4305 triplet of the src argument.
4306 @item @var{dst_kind} @tab Kind of the destination argument
4307 @item @var{src_kind} @tab Kind of the source argument
4308 @item @var{may_require_tmp} @tab The variable is false it is known at compile
4309 time that the @var{dest} and @var{src} either cannot overlap or overlap (fully
4310 or partially) such that walking @var{src} and @var{dest} in element wise
4311 element order (honoring the stride value) will not lead to wrong results.
4312 Otherwise, the value is true.
4313 @end multitable
4315 @item @emph{NOTES}
4316 It is permitted to have image_id equal the current image; the memory of the
4317 send-to and the send-from might (partially) overlap in that case. The
4318 implementation has to take care that it handles this case, e.g. using
4319 @code{memmove} which handles (partially) overlapping memory. If
4320 @var{may_require_tmp} is true, the library might additionally create a
4321 temporary variable, unless additional checks show that this is not required
4322 (e.g. because walking backward is possible or because both arrays are
4323 contiguous and @code{memmove} takes care of overlap issues).
4325 Note that the library has to handle numeric-type conversion and for strings,
4326 padding and different character kinds.
4327 @end table
4330 @node _gfortran_caf_sendget
4331 @subsection @code{_gfortran_caf_sendget} --- Sending data between remote images
4332 @cindex Coarray, _gfortran_caf_sendget
4334 @table @asis
4335 @item @emph{Description}:
4336 Called to send a scalar, an array section or whole array from a remote image
4337 identified by the src_image_index to a remote image identified by the
4338 dst_image_index.
4340 @item @emph{Syntax}:
4341 @code{void _gfortran_caf_sendget (caf_token_t dst_token, size_t dst_offset,
4342 int dst_image_index, gfc_descriptor_t *dest, caf_vector_t *dst_vector,
4343 caf_token_t src_token, size_t src_offset, int src_image_index,
4344 gfc_descriptor_t *src, caf_vector_t *src_vector, int dst_kind, int src_kind,
4345 bool may_require_tmp)}
4347 @item @emph{Arguments}:
4348 @multitable @columnfractions .15 .70
4349 @item @var{dst_token} @tab intent(in)  An opaque pointer identifying the
4350 destination coarray.
4351 @item @var{dst_offset} @tab  By which amount of bytes the actual data is
4352 shifted compared to the base address of the destination coarray.
4353 @item @var{dst_image_index} @tab The ID of the destination remote image; must
4354 be a positive number.
4355 @item @var{dest} @tab intent(in) Array descriptor for the destination
4356 remote image for the bounds and the size. The base_addr shall not be accessed.
4357 @item @var{dst_vector} @tab intent(int)  If not NULL, it contains the vector
4358 subscript of the destination array; the values are relative to the dimension
4359 triplet of the dest argument.
4360 @item @var{src_token} @tab An opaque pointer identifying the source coarray.
4361 @item @var{src_offset} @tab By which amount of bytes the actual data is shifted
4362 compared to the base address of the source coarray.
4363 @item @var{src_image_index} @tab The ID of the source remote image; must be a
4364 positive number.
4365 @item @var{src} @tab intent(in) Array descriptor of the local array to be
4366 transferred to the remote image.
4367 @item @var{src_vector} @tab intent(in) Array descriptor of the local array to
4368 be transferred to the remote image
4369 @item @var{dst_kind} @tab Kind of the destination argument
4370 @item @var{src_kind} @tab Kind of the source argument
4371 @item @var{may_require_tmp} @tab The variable is false it is known at compile
4372 time that the @var{dest} and @var{src} either cannot overlap or overlap (fully
4373 or partially) such that walking @var{src} and @var{dest} in element wise
4374 element order (honoring the stride value) will not lead to wrong results.
4375 Otherwise, the value is true.
4376 @end multitable
4378 @item @emph{NOTES}
4379 It is permitted to have image_ids equal; the memory of the send-to and the
4380 send-from might (partially) overlap in that case. The implementation has to
4381 take care that it handles this case, e.g. using @code{memmove} which handles
4382 (partially) overlapping memory. If @var{may_require_tmp} is true, the library
4383 might additionally create a temporary variable, unless additional checks show
4384 that this is not required (e.g. because walking backward is possible or because
4385 both arrays are contiguous and @code{memmove} takes care of overlap issues).
4387 Note that the assignment of a scalar to an array is permitted. In addition,
4388 the library has to handle numeric-type conversion and for strings, padding and
4389 different character kinds.
4390 @end table
4392 @node _gfortran_caf_send_by_ref
4393 @subsection @code{_gfortran_caf_send_by_ref} --- Sending data from a local image to a remote image with enhanced referencing options
4394 @cindex Coarray, _gfortran_caf_send_by_ref
4396 @table @asis
4397 @item @emph{Description}:
4398 Called to send a scalar, an array section or whole array from a local to a
4399 remote image identified by the image_index.
4401 @item @emph{Syntax}:
4402 @code{void _gfortran_caf_send_by_ref (caf_token_t token, int image_index,
4403 gfc_descriptor_t *src, caf_reference_t *refs, int dst_kind, int src_kind,
4404 bool may_require_tmp, bool dst_reallocatable, int *stat)}
4406 @item @emph{Arguments}:
4407 @multitable @columnfractions .15 .70
4408 @item @var{token} @tab intent(in)  An opaque pointer identifying the coarray.
4409 @item @var{image_index} @tab The ID of the remote image; must be a positive
4410 number.
4411 @item @var{src} @tab intent(in) Array descriptor of the local array to be
4412 transferred to the remote image
4413 @item @var{refs} @tab intent(in) the references on the remote array to store
4414 the data given by src.  Guaranteed to have at least one entry.
4415 @item @var{dst_kind} @tab Kind of the destination argument
4416 @item @var{src_kind} @tab Kind of the source argument
4417 @item @var{may_require_tmp} @tab The variable is false it is known at compile
4418 time that the @var{dest} and @var{src} either cannot overlap or overlap (fully
4419 or partially) such that walking @var{src} and @var{dest} in element wise
4420 element order (honoring the stride value) will not lead to wrong results.
4421 Otherwise, the value is true.
4422 @item @var{dst_reallocatable} @tab set when the destination is of allocatable
4423 or pointer type and the refs will allow reallocation, i.e., the ref is a full
4424 array or component ref.
4425 @item @var{stat} @tab intent(out) when non-@code{NULL} give the result of the
4426 operation, i.e., zero on success and non-zero on error.  When @code{NULL} and
4427 error occurs, then an error message is printed and the program is terminated.
4428 @end multitable
4430 @item @emph{NOTES}
4431 It is permitted to have image_id equal the current image; the memory of the
4432 send-to and the send-from might (partially) overlap in that case.  The
4433 implementation has to take care that it handles this case, e.g. using
4434 @code{memmove} which handles (partially) overlapping memory.  If
4435 @var{may_require_tmp} is true, the library might additionally create a
4436 temporary variable, unless additional checks show that this is not required
4437 (e.g. because walking backward is possible or because both arrays are
4438 contiguous and @code{memmove} takes care of overlap issues).
4440 Note that the assignment of a scalar to an array is permitted.  In addition,
4441 the library has to handle numeric-type conversion and for strings, padding
4442 and different character kinds.
4444 Because of the more complicated references possible some operations may be
4445 unsupported by certain libraries.  The library is expected to issue a precise
4446 error message why the operation is not permitted.
4447 @end table
4450 @node _gfortran_caf_get_by_ref
4451 @subsection @code{_gfortran_caf_get_by_ref} --- Getting data from a remote image using enhanced references
4452 @cindex Coarray, _gfortran_caf_get_by_ref
4454 @table @asis
4455 @item @emph{Description}:
4456 Called to get a scalar, an array section or whole array from a a remote image
4457 identified by the image_index.
4459 @item @emph{Syntax}:
4460 @code{void _gfortran_caf_get_by_ref (caf_token_t token, int image_index,
4461 caf_reference_t *refs, gfc_descriptor_t *dst, int dst_kind, int src_kind,
4462 bool may_require_tmp, bool dst_reallocatable, int *stat)}
4464 @item @emph{Arguments}:
4465 @multitable @columnfractions .15 .70
4466 @item @var{token} @tab intent(in)  An opaque pointer identifying the coarray.
4467 @item @var{image_index} @tab The ID of the remote image; must be a positive
4468 number.
4469 @item @var{refs} @tab intent(in) the references to apply to the remote structure
4470 to get the data.
4471 @item @var{dst} @tab intent(in) Array descriptor of the local array to store
4472 the data transferred from the remote image.  May be reallocated where needed
4473 and when @var{DST_REALLOCATABLE} allows it.
4474 @item @var{dst_kind} @tab Kind of the destination argument
4475 @item @var{src_kind} @tab Kind of the source argument
4476 @item @var{may_require_tmp} @tab The variable is false it is known at compile
4477 time that the @var{dest} and @var{src} either cannot overlap or overlap (fully
4478 or partially) such that walking @var{src} and @var{dest} in element wise
4479 element order (honoring the stride value) will not lead to wrong results.
4480 Otherwise, the value is true.
4481 @item @var{dst_reallocatable} @tab set when @var{DST} is of allocatable
4482 or pointer type and its refs allow reallocation, i.e., the full array or a
4483 component is referenced.
4484 @item @var{stat} @tab intent(out) when non-@code{NULL} give the result of the
4485 operation, i.e., zero on success and non-zero on error.  When @code{NULL} and
4486 error occurs, then an error message is printed and the program is terminated.
4487 @end multitable
4489 @item @emph{NOTES}
4490 It is permitted to have image_id equal the current image; the memory of the
4491 send-to and the send-from might (partially) overlap in that case.  The
4492 implementation has to take care that it handles this case, e.g. using
4493 @code{memmove} which handles (partially) overlapping memory.  If
4494 @var{may_require_tmp} is true, the library might additionally create a
4495 temporary variable, unless additional checks show that this is not required
4496 (e.g. because walking backward is possible or because both arrays are
4497 contiguous and @code{memmove} takes care of overlap issues).
4499 Note that the library has to handle numeric-type conversion and for strings,
4500 padding and different character kinds.
4502 Because of the more complicated references possible some operations may be
4503 unsupported by certain libraries.  The library is expected to issue a precise
4504 error message why the operation is not permitted.
4505 @end table
4508 @node _gfortran_caf_sendget_by_ref
4509 @subsection @code{_gfortran_caf_sendget_by_ref} --- Sending data between remote images using enhanced references on both sides
4510 @cindex Coarray, _gfortran_caf_sendget_by_ref
4512 @table @asis
4513 @item @emph{Description}:
4514 Called to send a scalar, an array section or whole array from a remote image
4515 identified by the src_image_index to a remote image identified by the
4516 dst_image_index.
4518 @item @emph{Syntax}:
4519 @code{void _gfortran_caf_sendget_by_ref (caf_token_t dst_token,
4520 int dst_image_index, caf_reference_t *dst_refs,
4521 caf_token_t src_token, int src_image_index, caf_reference_t *src_refs,
4522 int dst_kind, int src_kind, bool may_require_tmp, int *dst_stat, int *src_stat)}
4524 @item @emph{Arguments}:
4525 @multitable @columnfractions .15 .70
4526 @item @var{dst_token} @tab intent(in)  An opaque pointer identifying the
4527 destination coarray.
4528 @item @var{dst_image_index} @tab The ID of the destination remote image; must
4529 be a positive number.
4530 @item @var{dst_refs} @tab intent(in) the references on the remote array to store
4531 the data given by src.  Guaranteed to have at least one entry.
4532 @item @var{src_token} @tab An opaque pointer identifying the source coarray.
4533 @item @var{src_image_index} @tab The ID of the source remote image; must be a
4534 positive number.
4535 @item @var{src_refs} @tab intent(in) the references to apply to the remote
4536 structure to get the data.
4537 @item @var{dst_kind} @tab Kind of the destination argument
4538 @item @var{src_kind} @tab Kind of the source argument
4539 @item @var{may_require_tmp} @tab The variable is false it is known at compile
4540 time that the @var{dest} and @var{src} either cannot overlap or overlap (fully
4541 or partially) such that walking @var{src} and @var{dest} in element wise
4542 element order (honoring the stride value) will not lead to wrong results.
4543 Otherwise, the value is true.
4544 @item @var{dst_stat} @tab intent(out) when non-@code{NULL} give the result of
4545 the send-operation, i.e., zero on success and non-zero on error.  When
4546 @code{NULL} and an error occurs, then an error message is printed and the
4547 program is terminated.
4548 @item @var{src_stat} @tab intent(out) when non-@code{NULL} give the result of
4549 the get-operation, i.e., zero on success and non-zero on error.  When
4550 @code{NULL} and an error occurs, then an error message is printed and the
4551 program is terminated.
4552 @end multitable
4554 @item @emph{NOTES}
4555 It is permitted to have image_ids equal; the memory of the send-to and the
4556 send-from might (partially) overlap in that case.  The implementation has to
4557 take care that it handles this case, e.g. using @code{memmove} which handles
4558 (partially) overlapping memory.  If @var{may_require_tmp} is true, the library
4559 might additionally create a temporary variable, unless additional checks show
4560 that this is not required (e.g. because walking backward is possible or because
4561 both arrays are contiguous and @code{memmove} takes care of overlap issues).
4563 Note that the assignment of a scalar to an array is permitted.  In addition,
4564 the library has to handle numeric-type conversion and for strings, padding and
4565 different character kinds.
4567 Because of the more complicated references possible some operations may be
4568 unsupported by certain libraries.  The library is expected to issue a precise
4569 error message why the operation is not permitted.
4570 @end table
4573 @node _gfortran_caf_lock
4574 @subsection @code{_gfortran_caf_lock} --- Locking a lock variable
4575 @cindex Coarray, _gfortran_caf_lock
4577 @table @asis
4578 @item @emph{Description}:
4579 Acquire a lock on the given image on a scalar locking variable or for the
4580 given array element for an array-valued variable. If the @var{aquired_lock}
4581 is @code{NULL}, the function return after having obtained the lock. If it is
4582 nonnull, the result is is assigned the value true (one) when the lock could be
4583 obtained and false (zero) otherwise.  Locking a lock variable which has already
4584 been locked by the same image is an error.
4586 @item @emph{Syntax}:
4587 @code{void _gfortran_caf_lock (caf_token_t token, size_t index, int image_index,
4588 int *aquired_lock, int *stat, char *errmsg, int errmsg_len)}
4590 @item @emph{Arguments}:
4591 @multitable @columnfractions .15 .70
4592 @item @var{token} @tab intent(in) An opaque pointer identifying the coarray.
4593 @item @var{index} @tab Array index; first array index is 0. For scalars, it is
4594 always 0.
4595 @item @var{image_index} @tab The ID of the remote image; must be a positive
4596 number.
4597 @item @var{aquired_lock} @tab intent(out) If not NULL, it returns whether lock
4598 could be obtained
4599 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the STAT=; may be NULL
4600 @item @var{errmsg} @tab intent(out) When an error occurs, this will be set to
4601 an error message; may be NULL
4602 @item @var{errmsg_len} @tab the buffer size of errmsg.
4603 @end multitable
4605 @item @emph{NOTES}
4606 This function is also called for critical blocks; for those, the array index
4607 is always zero and the image index is one.  Libraries are permitted to use other
4608 images for critical-block locking variables.
4609 @end table
4611 @node _gfortran_caf_unlock
4612 @subsection @code{_gfortran_caf_lock} --- Unlocking a lock variable
4613 @cindex Coarray, _gfortran_caf_unlock
4615 @table @asis
4616 @item @emph{Description}:
4617 Release a lock on the given image on a scalar locking variable or for the
4618 given array element for an array-valued variable. Unlocking a lock variable
4619 which is unlocked or has been locked by a different image is an error.
4621 @item @emph{Syntax}:
4622 @code{void _gfortran_caf_unlock (caf_token_t token, size_t index, int image_index,
4623 int *stat, char *errmsg, int errmsg_len)}
4625 @item @emph{Arguments}:
4626 @multitable @columnfractions .15 .70
4627 @item @var{token} @tab intent(in) An opaque pointer identifying the coarray.
4628 @item @var{index} @tab Array index; first array index is 0. For scalars, it is
4629 always 0.
4630 @item @var{image_index} @tab The ID of the remote image; must be a positive
4631 number.
4632 @item @var{stat} @tab intent(out) For allocatable coarrays, stores the STAT=;
4633 may be NULL
4634 @item @var{errmsg} @tab intent(out) When an error occurs, this will be set to
4635 an error message; may be NULL
4636 @item @var{errmsg_len} @tab the buffer size of errmsg.
4637 @end multitable
4639 @item @emph{NOTES}
4640 This function is also called for critical block; for those, the array index
4641 is always zero and the image index is one.  Libraries are permitted to use other
4642 images for critical-block locking variables.
4643 @end table
4645 @node _gfortran_caf_event_post
4646 @subsection @code{_gfortran_caf_event_post} --- Post an event
4647 @cindex Coarray, _gfortran_caf_event_post
4649 @table @asis
4650 @item @emph{Description}:
4651 Increment the event count of the specified event variable.
4653 @item @emph{Syntax}:
4654 @code{void _gfortran_caf_event_post (caf_token_t token, size_t index,
4655 int image_index, int *stat, char *errmsg, int errmsg_len)}
4657 @item @emph{Arguments}:
4658 @multitable @columnfractions .15 .70
4659 @item @var{token} @tab intent(in) An opaque pointer identifying the coarray.
4660 @item @var{index} @tab Array index; first array index is 0. For scalars, it is
4661 always 0.
4662 @item @var{image_index} @tab The ID of the remote image; must be a positive
4663 number; zero indicates the current image when accessed noncoindexed.
4664 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the STAT=; may be NULL
4665 @item @var{errmsg} @tab intent(out) When an error occurs, this will be set to
4666 an error message; may be NULL
4667 @item @var{errmsg_len} @tab the buffer size of errmsg.
4668 @end multitable
4670 @item @emph{NOTES}
4671 This acts like an atomic add of one to the remote image's event variable.
4672 The statement is an image-control statement but does not imply sync memory.
4673 Still, all preceeding push communications of this image to the specified
4674 remote image has to be completed before @code{event_wait} on the remote
4675 image returns.
4676 @end table
4680 @node _gfortran_caf_event_wait
4681 @subsection @code{_gfortran_caf_event_wait} --- Wait that an event occurred
4682 @cindex Coarray, _gfortran_caf_event_wait
4684 @table @asis
4685 @item @emph{Description}:
4686 Wait until the event count has reached at least the specified
4687 @var{until_count}; if so, atomically decrement the event variable by this
4688 amount and return.
4690 @item @emph{Syntax}:
4691 @code{void _gfortran_caf_event_wait (caf_token_t token, size_t index,
4692 int until_count, int *stat, char *errmsg, int errmsg_len)}
4694 @item @emph{Arguments}:
4695 @multitable @columnfractions .15 .70
4696 @item @var{token} @tab intent(in) An opaque pointer identifying the coarray.
4697 @item @var{index} @tab Array index; first array index is 0. For scalars, it is
4698 always 0.
4699 @item @var{until_count} @tab The number of events which have to be available
4700 before the function returns.
4701 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the STAT=; may be NULL
4702 @item @var{errmsg} @tab intent(out) When an error occurs, this will be set to
4703 an error message; may be NULL
4704 @item @var{errmsg_len} @tab the buffer size of errmsg.
4705 @end multitable
4707 @item @emph{NOTES}
4708 This function only operates on a local coarray. It acts like a loop checking
4709 atomically the value of the event variable, breaking if the value is greater
4710 or equal the requested number of counts. Before the function returns, the
4711 event variable has to be decremented by the requested @var{until_count} value.
4712 A possible implementation would be a busy loop for a certain number of spins
4713 (possibly depending on the number of threads relative to the number of available
4714 cores) followed by other waiting strategy such as a sleeping wait (possibly with
4715 an increasing number of sleep time) or, if possible, a futex wait.
4717 The statement is an image-control statement but does not imply sync memory.
4718 Still, all preceeding push communications to this image of images having
4719 issued a @code{event_push} have to be completed before this function returns.
4720 @end table
4724 @node _gfortran_caf_event_query
4725 @subsection @code{_gfortran_caf_event_query} --- Query event count
4726 @cindex Coarray, _gfortran_caf_event_query
4728 @table @asis
4729 @item @emph{Description}:
4730 Return the event count of the specified event count.
4732 @item @emph{Syntax}:
4733 @code{void _gfortran_caf_event_query (caf_token_t token, size_t index,
4734 int image_index, int *count, int *stat)}
4736 @item @emph{Arguments}:
4737 @multitable @columnfractions .15 .70
4738 @item @var{token} @tab intent(in) An opaque pointer identifying the coarray.
4739 @item @var{index} @tab Array index; first array index is 0. For scalars, it is
4740 always 0.
4741 @item @var{image_index} @tab The ID of the remote image; must be a positive
4742 number; zero indicates the current image when accessed noncoindexed.
4743 @item @var{count} @tab intent(out) The number of events currently posted to
4744 the event variable
4745 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the STAT=; may be NULL
4746 @end multitable
4748 @item @emph{NOTES}
4749 The typical use is to check the local even variable to only call
4750 @code{event_wait} when the data is available. However, a coindexed variable
4751 is permitted; there is no ordering or synchronization implied.  It acts like
4752 an atomic fetch of the value of the event variable.
4753 @end table
4755 @node _gfortran_caf_sync_all
4756 @subsection @code{_gfortran_caf_sync_all} --- All-image barrier
4757 @cindex Coarray, _gfortran_caf_sync_all
4759 @table @asis
4760 @item @emph{Description}:
4761 Synchronization of all images in the current team; the program only continues
4762 on a given image after this function has been called on all images of the
4763 current team.  Additionally, it ensures that all pending data transfers of
4764 previous segment have completed.
4766 @item @emph{Syntax}:
4767 @code{void _gfortran_caf_sync_all (int *stat, char *errmsg, int errmsg_len)}
4769 @item @emph{Arguments}:
4770 @multitable @columnfractions .15 .70
4771 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the status STAT= and may be NULL.
4772 @item @var{errmsg} @tab intent(out) When an error occurs, this will be set to
4773 an error message; may be NULL
4774 @item @var{errmsg_len} @tab the buffer size of errmsg.
4775 @end multitable
4776 @end table
4780 @node _gfortran_caf_sync_images
4781 @subsection @code{_gfortran_caf_sync_images} --- Barrier for selected images
4782 @cindex Coarray, _gfortran_caf_sync_images
4784 @table @asis
4785 @item @emph{Description}:
4786 Synchronization between the specified images; the program only continues on a
4787 given image after this function has been called on all images specified for
4788 that image. Note that one image can wait for all other images in the current
4789 team (e.g. via @code{sync images(*)}) while those only wait for that specific
4790 image.  Additionally, @code{sync images} it ensures that all pending data
4791 transfers of previous segment have completed.
4793 @item @emph{Syntax}:
4794 @code{void _gfortran_caf_sync_images (int count, int images[], int *stat,
4795 char *errmsg, int errmsg_len)}
4797 @item @emph{Arguments}:
4798 @multitable @columnfractions .15 .70
4799 @item @var{count} @tab the number of images which are provided in the next
4800 argument.  For a zero-sized array, the value is zero.  For @code{sync
4801 images (*)}, the value is @math{-1}.
4802 @item @var{images} @tab intent(in) an array with the images provided by the
4803 user. If @var{count} is zero, a NULL pointer is passed.
4804 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the status STAT= and may be NULL.
4805 @item @var{errmsg} @tab intent(out) When an error occurs, this will be set to
4806 an error message; may be NULL
4807 @item @var{errmsg_len} @tab the buffer size of errmsg.
4808 @end multitable
4809 @end table
4813 @node _gfortran_caf_sync_memory
4814 @subsection @code{_gfortran_caf_sync_memory} --- Wait for completion of segment-memory operations
4815 @cindex Coarray, _gfortran_caf_sync_memory
4817 @table @asis
4818 @item @emph{Description}:
4819 Acts as optimization barrier between different segments. It also ensures that
4820 all pending memory operations of this image have been completed.
4822 @item @emph{Syntax}:
4823 @code{void _gfortran_caf_sync_memory (int *stat, char *errmsg, int errmsg_len)}
4825 @item @emph{Arguments}:
4826 @multitable @columnfractions .15 .70
4827 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the status STAT= and may be NULL.
4828 @item @var{errmsg} @tab intent(out) When an error occurs, this will be set to
4829 an error message; may be NULL
4830 @item @var{errmsg_len} @tab the buffer size of errmsg.
4831 @end multitable
4833 @item @emph{NOTE} A simple implementation could be
4834 @code{__asm__ __volatile__ ("":::"memory")} to prevent code movements.
4835 @end table
4839 @node _gfortran_caf_error_stop
4840 @subsection @code{_gfortran_caf_error_stop} --- Error termination with exit code
4841 @cindex Coarray, _gfortran_caf_error_stop
4843 @table @asis
4844 @item @emph{Description}:
4845 Invoked for an @code{ERROR STOP} statement which has an integer argument.  The
4846 function should terminate the program with the specified exit code.
4849 @item @emph{Syntax}:
4850 @code{void _gfortran_caf_error_stop (int32_t error)}
4852 @item @emph{Arguments}:
4853 @multitable @columnfractions .15 .70
4854 @item @var{error} @tab the exit status to be used.
4855 @end multitable
4856 @end table
4860 @node _gfortran_caf_error_stop_str
4861 @subsection @code{_gfortran_caf_error_stop_str} --- Error termination with string
4862 @cindex Coarray, _gfortran_caf_error_stop_str
4864 @table @asis
4865 @item @emph{Description}:
4866 Invoked for an @code{ERROR STOP} statement which has a string as argument.  The
4867 function should terminate the program with a nonzero-exit code.
4869 @item @emph{Syntax}:
4870 @code{void _gfortran_caf_error_stop (const char *string, int32_t len)}
4872 @item @emph{Arguments}:
4873 @multitable @columnfractions .15 .70
4874 @item @var{string} @tab the error message (not zero terminated)
4875 @item @var{len} @tab the length of the string
4876 @end multitable
4877 @end table
4881 @node _gfortran_caf_atomic_define
4882 @subsection @code{_gfortran_caf_atomic_define} --- Atomic variable assignment
4883 @cindex Coarray, _gfortran_caf_atomic_define
4885 @table @asis
4886 @item @emph{Description}:
4887 Assign atomically a value to an integer or logical variable.
4889 @item @emph{Syntax}:
4890 @code{void _gfortran_caf_atomic_define (caf_token_t token, size_t offset,
4891 int image_index, void *value, int *stat, int type, int kind)}
4893 @item @emph{Arguments}:
4894 @multitable @columnfractions .15 .70
4895 @item @var{token} @tab intent(in) An opaque pointer identifying the coarray.
4896 @item @var{offset} @tab By which amount of bytes the actual data is shifted
4897 compared to the base address of the coarray.
4898 @item @var{image_index} @tab The ID of the remote image; must be a positive
4899 number; zero indicates the current image when used noncoindexed.
4900 @item @var{value} @tab intent(in) the value to be assigned, passed by reference.
4901 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the status STAT= and may be NULL.
4902 @item @var{type} @tab the data type, i.e. @code{BT_INTEGER} (1) or
4903 @code{BT_LOGICAL} (2).
4904 @item @var{kind} @tab The kind value (only 4; always @code{int})
4905 @end multitable
4906 @end table
4910 @node _gfortran_caf_atomic_ref
4911 @subsection @code{_gfortran_caf_atomic_ref} --- Atomic variable reference
4912 @cindex Coarray, _gfortran_caf_atomic_ref
4914 @table @asis
4915 @item @emph{Description}:
4916 Reference atomically a value of a kind-4 integer or logical variable.
4918 @item @emph{Syntax}:
4919 @code{void _gfortran_caf_atomic_ref (caf_token_t token, size_t offset,
4920 int image_index, void *value, int *stat, int type, int kind)}
4922 @item @emph{Arguments}:
4923 @item @emph{Arguments}:
4924 @multitable @columnfractions .15 .70
4925 @item @var{token} @tab intent(in) An opaque pointer identifying the coarray.
4926 @item @var{offset} @tab By which amount of bytes the actual data is shifted
4927 compared to the base address of the coarray.
4928 @item @var{image_index} @tab The ID of the remote image; must be a positive
4929 number; zero indicates the current image when used noncoindexed.
4930 @item @var{value} @tab intent(out) The variable assigned the atomically
4931 referenced variable.
4932 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the status STAT= and may be NULL.
4933 @item @var{type} @tab the data type, i.e. @code{BT_INTEGER} (1) or
4934 @code{BT_LOGICAL} (2).
4935 @item @var{kind} @tab The kind value (only 4; always @code{int})
4936 @end multitable
4937 @end table
4941 @node _gfortran_caf_atomic_cas
4942 @subsection @code{_gfortran_caf_atomic_cas} --- Atomic compare and swap
4943 @cindex Coarray, _gfortran_caf_atomic_cas
4945 @table @asis
4946 @item @emph{Description}:
4947 Atomic compare and swap of a kind-4 integer or logical variable. Assigns
4948 atomically the specified value to the atomic variable, if the latter has
4949 the value specified by the passed condition value.
4951 @item @emph{Syntax}:
4952 @code{void _gfortran_caf_atomic_cas (caf_token_t token, size_t offset,
4953 int image_index, void *old, void *compare, void *new_val, int *stat,
4954 int type, int kind)}
4956 @item @emph{Arguments}:
4957 @multitable @columnfractions .15 .70
4958 @item @var{token} @tab intent(in) An opaque pointer identifying the coarray.
4959 @item @var{offset} @tab By which amount of bytes the actual data is shifted
4960 compared to the base address of the coarray.
4961 @item @var{image_index} @tab The ID of the remote image; must be a positive
4962 number; zero indicates the current image when used noncoindexed.
4963 @item @var{old} @tab intent(out) the value which the atomic variable had
4964 just before the cas operation.
4965 @item @var{compare} @tab intent(in) The value used for comparision.
4966 @item @var{new_val} @tab intent(in) The new value for the atomic variable,
4967 assigned to the atomic variable, if @code{compare} equals the value of the
4968 atomic variable.
4969 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the status STAT= and may be NULL.
4970 @item @var{type} @tab the data type, i.e. @code{BT_INTEGER} (1) or
4971 @code{BT_LOGICAL} (2).
4972 @item @var{kind} @tab The kind value (only 4; always @code{int})
4973 @end multitable
4974 @end table
4978 @node _gfortran_caf_atomic_op
4979 @subsection @code{_gfortran_caf_atomic_op} --- Atomic operation
4980 @cindex Coarray, _gfortran_caf_atomic_op
4982 @table @asis
4983 @item @emph{Description}:
4984 Apply an operation atomically to an atomic integer or logical variable.
4985 After the operation, @var{old} contains the value just before the operation,
4986 which, respectively, adds (GFC_CAF_ATOMIC_ADD) atomically the @code{value} to
4987 the atomic integer variable or does a bitwise AND, OR or exclusive OR of the
4988 between the atomic variable and @var{value}; the result is then stored in the
4989 atomic variable.
4991 @item @emph{Syntax}:
4992 @code{void _gfortran_caf_atomic_op (int op, caf_token_t token, size_t offset,
4993 int image_index, void *value, void *old, int *stat, int type, int kind)}
4995 @item @emph{Arguments}:
4996 @multitable @columnfractions .15 .70
4997 @item @var{op} @tab the operation to be performed; possible values
4998 @code{GFC_CAF_ATOMIC_ADD} (1), @code{GFC_CAF_ATOMIC_AND} (2),
4999 @code{GFC_CAF_ATOMIC_OR} (3), @code{GFC_CAF_ATOMIC_XOR} (4).
5000 @item @var{token} @tab intent(in) An opaque pointer identifying the coarray.
5001 @item @var{offset} @tab By which amount of bytes the actual data is shifted
5002 compared to the base address of the coarray.
5003 @item @var{image_index} @tab The ID of the remote image; must be a positive
5004 number; zero indicates the current image when used noncoindexed.
5005 @item @var{old} @tab intent(out) the value which the atomic variable had
5006 just before the atomic operation.
5007 @item @var{val} @tab intent(in) The new value for the atomic variable,
5008 assigned to the atomic variable, if @code{compare} equals the value of the
5009 atomic variable.
5010 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the status STAT= and may be NULL.
5011 @item @var{type} @tab the data type, i.e. @code{BT_INTEGER} (1) or
5012 @code{BT_LOGICAL} (2).
5013 @item @var{kind} @tab The kind value (only 4; always @code{int})
5014 @end multitable
5015 @end table
5020 @node _gfortran_caf_co_broadcast
5021 @subsection @code{_gfortran_caf_co_broadcast} --- Sending data to all images
5022 @cindex Coarray, _gfortran_caf_co_broadcast
5024 @table @asis
5025 @item @emph{Description}:
5026 Distribute a value from a given image to all other images in the team. Has to
5027 be called collectively.
5029 @item @emph{Syntax}:
5030 @code{void _gfortran_caf_co_broadcast (gfc_descriptor_t *a,
5031 int source_image, int *stat, char *errmsg, int errmsg_len)}
5033 @item @emph{Arguments}:
5034 @multitable @columnfractions .15 .70
5035 @item @var{a} @tab intent(inout) And array descriptor with the data to be
5036 breoadcasted (on @var{source_image}) or to be received (other images).
5037 @item @var{source_image} @tab The ID of the image from which the data should
5038 be taken.
5039 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the status STAT= and may be NULL.
5040 @item @var{errmsg} @tab intent(out) When an error occurs, this will be set to
5041 an error message; may be NULL
5042 @item @var{errmsg_len} @tab the buffer size of errmsg.
5043 @end multitable
5044 @end table
5048 @node _gfortran_caf_co_max
5049 @subsection @code{_gfortran_caf_co_max} --- Collective maximum reduction
5050 @cindex Coarray, _gfortran_caf_co_max
5052 @table @asis
5053 @item @emph{Description}:
5054 Calculates the for the each array element of the variable @var{a} the maximum
5055 value for that element in the current team; if @var{result_image} has the
5056 value 0, the result shall be stored on all images, otherwise, only on the
5057 specified image. This function operates on numeric values and character
5058 strings.
5060 @item @emph{Syntax}:
5061 @code{void _gfortran_caf_co_max (gfc_descriptor_t *a, int result_image,
5062 int *stat, char *errmsg, int a_len, int errmsg_len)}
5064 @item @emph{Arguments}:
5065 @multitable @columnfractions .15 .70
5066 @item @var{a} @tab intent(inout) And array descriptor with the data to be
5067 breoadcasted (on @var{source_image}) or to be received (other images).
5068 @item @var{result_image} @tab The ID of the image to which the reduced
5069 value should be copied to; if zero, it has to be copied to all images.
5070 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the status STAT= and may be NULL.
5071 @item @var{errmsg} @tab intent(out) When an error occurs, this will be set to
5072 an error message; may be NULL
5073 @item @var{a_len} @tab The string length of argument @var{a}.
5074 @item @var{errmsg_len} @tab the buffer size of errmsg.
5075 @end multitable
5077 @item @emph{NOTES}
5078 If @var{result_image} is nonzero, the value on all images except of the
5079 specified one become undefined; hence, the library may make use of this.
5080 @end table
5084 @node _gfortran_caf_co_min
5085 @subsection @code{_gfortran_caf_co_min} --- Collective minimum reduction
5086 @cindex Coarray, _gfortran_caf_co_min
5088 @table @asis
5089 @item @emph{Description}:
5090 Calculates the for the each array element of the variable @var{a} the minimum
5091 value for that element in the current team; if @var{result_image} has the
5092 value 0, the result shall be stored on all images, otherwise, only on the
5093 specified image. This function operates on numeric values and character
5094 strings.
5096 @item @emph{Syntax}:
5097 @code{void _gfortran_caf_co_min (gfc_descriptor_t *a, int result_image,
5098 int *stat, char *errmsg, int a_len, int errmsg_len)}
5100 @item @emph{Arguments}:
5101 @multitable @columnfractions .15 .70
5102 @item @var{a} @tab intent(inout) And array descriptor with the data to be
5103 breoadcasted (on @var{source_image}) or to be received (other images).
5104 @item @var{result_image} @tab The ID of the image to which the reduced
5105 value should be copied to; if zero, it has to be copied to all images.
5106 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the status STAT= and may be NULL.
5107 @item @var{errmsg} @tab intent(out) When an error occurs, this will be set to
5108 an error message; may be NULL
5109 @item @var{a_len} @tab The string length of argument @var{a}.
5110 @item @var{errmsg_len} @tab the buffer size of errmsg.
5111 @end multitable
5113 @item @emph{NOTES}
5114 If @var{result_image} is nonzero, the value on all images except of the
5115 specified one become undefined; hence, the library may make use of this.
5116 @end table
5120 @node _gfortran_caf_co_sum
5121 @subsection @code{_gfortran_caf_co_sum} --- Collective summing reduction
5122 @cindex Coarray, _gfortran_caf_co_sum
5124 @table @asis
5125 @item @emph{Description}:
5126 Calculates the for the each array element of the variable @var{a} the sum
5127 value for that element in the current team; if @var{result_image} has the
5128 value 0, the result shall be stored on all images, otherwise, only on the
5129 specified image. This function operates on numeric values.
5131 @item @emph{Syntax}:
5132 @code{void _gfortran_caf_co_sum (gfc_descriptor_t *a, int result_image,
5133 int *stat, char *errmsg, int errmsg_len)}
5135 @item @emph{Arguments}:
5136 @multitable @columnfractions .15 .70
5137 @item @var{a} @tab intent(inout) And array descriptor with the data to be
5138 breoadcasted (on @var{source_image}) or to be received (other images).
5139 @item @var{result_image} @tab The ID of the image to which the reduced
5140 value should be copied to; if zero, it has to be copied to all images.
5141 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the status STAT= and may be NULL.
5142 @item @var{errmsg} @tab intent(out) When an error occurs, this will be set to
5143 an error message; may be NULL
5144 @item @var{errmsg_len} @tab the buffer size of errmsg.
5145 @end multitable
5147 @item @emph{NOTES}
5148 If @var{result_image} is nonzero, the value on all images except of the
5149 specified one become undefined; hence, the library may make use of this.
5150 @end table
5154 @node _gfortran_caf_co_reduce
5155 @subsection @code{_gfortran_caf_co_reduce} --- Generic collective reduction
5156 @cindex Coarray, _gfortran_caf_co_reduce
5158 @table @asis
5159 @item @emph{Description}:
5160 Calculates the for the each array element of the variable @var{a} the reduction
5161 value for that element in the current team; if @var{result_image} has the
5162 value 0, the result shall be stored on all images, otherwise, only on the
5163 specified image. The @var{opr} is a pure function doing a mathematically
5164 commutative and associative operation.
5166 The @var{opr_flags} denote the following; the values are bitwise ored.
5167 @code{GFC_CAF_BYREF} (1) if the result should be returned
5168 by value; @code{GFC_CAF_HIDDENLEN} (2) whether the result and argument
5169 string lengths shall be specified as hidden argument;
5170 @code{GFC_CAF_ARG_VALUE} (4) whether the arguments shall be passed by value,
5171 @code{GFC_CAF_ARG_DESC} (8) whether the arguments shall be passed by descriptor.
5174 @item @emph{Syntax}:
5175 @code{void _gfortran_caf_co_reduce (gfc_descriptor_t *a,
5176 void * (*opr) (void *, void *), int opr_flags, int result_image,
5177 int *stat, char *errmsg, int a_len, int errmsg_len)}
5179 @item @emph{Arguments}:
5180 @multitable @columnfractions .15 .70
5181 @item @var{opr} @tab Function pointer to the reduction function.
5182 @item @var{opr_flags} @tab Flags regarding the reduction function
5183 @item @var{a} @tab intent(inout) And array descriptor with the data to be
5184 breoadcasted (on @var{source_image}) or to be received (other images).
5185 @item @var{result_image} @tab The ID of the image to which the reduced
5186 value should be copied to; if zero, it has to be copied to all images.
5187 @item @var{stat} @tab intent(out) Stores the status STAT= and may be NULL.
5188 @item @var{errmsg} @tab intent(out) When an error occurs, this will be set to
5189 an error message; may be NULL
5190 @item @var{a_len} @tab The string length of argument @var{a}.
5191 @item @var{errmsg_len} @tab the buffer size of errmsg.
5192 @end multitable
5194 @item @emph{NOTES}
5195 If @var{result_image} is nonzero, the value on all images except of the
5196 specified one become undefined; hence, the library may make use of this.
5197 For character arguments, the result is passed as first argument, followed
5198 by the result string length, next come the two string arguments, followed
5199 by the two hidden arguments. With C binding, there are no hidden arguments
5200 and by-reference passing and either only a single character is passed or
5201 an array descriptor.
5202 @end table
5205 @c Intrinsic Procedures
5206 @c ---------------------------------------------------------------------
5208 @include intrinsic.texi
5211 @tex
5212 \blankpart
5213 @end tex
5215 @c ---------------------------------------------------------------------
5216 @c Contributing
5217 @c ---------------------------------------------------------------------
5219 @node Contributing
5220 @unnumbered Contributing
5221 @cindex Contributing
5223 Free software is only possible if people contribute to efforts
5224 to create it.
5225 We're always in need of more people helping out with ideas
5226 and comments, writing documentation and contributing code.
5228 If you want to contribute to GNU Fortran,
5229 have a look at the long lists of projects you can take on.
5230 Some of these projects are small,
5231 some of them are large;
5232 some are completely orthogonal to the rest of what is
5233 happening on GNU Fortran,
5234 but others are ``mainstream'' projects in need of enthusiastic hackers.
5235 All of these projects are important!
5236 We will eventually get around to the things here,
5237 but they are also things doable by someone who is willing and able.
5239 @menu
5240 * Contributors::
5241 * Projects::
5242 * Proposed Extensions::
5243 @end menu
5246 @node Contributors
5247 @section Contributors to GNU Fortran
5248 @cindex Contributors
5249 @cindex Credits
5250 @cindex Authors
5252 Most of the parser was hand-crafted by @emph{Andy Vaught}, who is
5253 also the initiator of the whole project.  Thanks Andy!
5254 Most of the interface with GCC was written by @emph{Paul Brook}.
5256 The following individuals have contributed code and/or
5257 ideas and significant help to the GNU Fortran project
5258 (in alphabetical order):
5260 @itemize @minus
5261 @item Janne Blomqvist
5262 @item Steven Bosscher
5263 @item Paul Brook
5264 @item Tobias Burnus
5265 @item Fran@,{c}ois-Xavier Coudert
5266 @item Bud Davis
5267 @item Jerry DeLisle
5268 @item Erik Edelmann
5269 @item Bernhard Fischer
5270 @item Daniel Franke
5271 @item Richard Guenther
5272 @item Richard Henderson
5273 @item Katherine Holcomb
5274 @item Jakub Jelinek
5275 @item Niels Kristian Bech Jensen
5276 @item Steven Johnson
5277 @item Steven G. Kargl
5278 @item Thomas Koenig
5279 @item Asher Langton
5280 @item H. J. Lu
5281 @item Toon Moene
5282 @item Brooks Moses
5283 @item Andrew Pinski
5284 @item Tim Prince
5285 @item Christopher D. Rickett
5286 @item Richard Sandiford
5287 @item Tobias Schl@"uter
5288 @item Roger Sayle
5289 @item Paul Thomas
5290 @item Andy Vaught
5291 @item Feng Wang
5292 @item Janus Weil
5293 @item Daniel Kraft
5294 @end itemize
5296 The following people have contributed bug reports,
5297 smaller or larger patches,
5298 and much needed feedback and encouragement for the
5299 GNU Fortran project: 
5301 @itemize @minus
5302 @item Bill Clodius
5303 @item Dominique d'Humi@`eres
5304 @item Kate Hedstrom
5305 @item Erik Schnetter
5306 @item Joost VandeVondele
5307 @end itemize
5309 Many other individuals have helped debug,
5310 test and improve the GNU Fortran compiler over the past few years,
5311 and we welcome you to do the same!
5312 If you already have done so,
5313 and you would like to see your name listed in the
5314 list above, please contact us.
5317 @node Projects
5318 @section Projects
5320 @table @emph
5322 @item Help build the test suite
5323 Solicit more code for donation to the test suite: the more extensive the
5324 testsuite, the smaller the risk of breaking things in the future! We can
5325 keep code private on request.
5327 @item Bug hunting/squishing
5328 Find bugs and write more test cases! Test cases are especially very
5329 welcome, because it allows us to concentrate on fixing bugs instead of
5330 isolating them.  Going through the bugzilla database at
5331 @url{https://gcc.gnu.org/@/bugzilla/} to reduce testcases posted there and
5332 add more information (for example, for which version does the testcase
5333 work, for which versions does it fail?) is also very helpful.
5335 @end table
5338 @node Proposed Extensions
5339 @section Proposed Extensions
5341 Here's a list of proposed extensions for the GNU Fortran compiler, in no particular
5342 order.  Most of these are necessary to be fully compatible with
5343 existing Fortran compilers, but they are not part of the official
5344 J3 Fortran 95 standard.
5346 @subsection Compiler extensions:
5347 @itemize @bullet
5348 @item
5349 User-specified alignment rules for structures.
5351 @item
5352 Automatically extend single precision constants to double.
5354 @item
5355 Compile code that conserves memory by dynamically allocating common and
5356 module storage either on stack or heap.
5358 @item
5359 Compile flag to generate code for array conformance checking (suggest -CC).
5361 @item
5362 User control of symbol names (underscores, etc).
5364 @item
5365 Compile setting for maximum size of stack frame size before spilling
5366 parts to static or heap.
5368 @item
5369 Flag to force local variables into static space.
5371 @item
5372 Flag to force local variables onto stack.
5373 @end itemize
5376 @subsection Environment Options
5377 @itemize @bullet
5378 @item
5379 Pluggable library modules for random numbers, linear algebra.
5380 LA should use BLAS calling conventions.
5382 @item
5383 Environment variables controlling actions on arithmetic exceptions like
5384 overflow, underflow, precision loss---Generate NaN, abort, default.
5385 action.
5387 @item
5388 Set precision for fp units that support it (i387).
5390 @item
5391 Variable for setting fp rounding mode.
5393 @item
5394 Variable to fill uninitialized variables with a user-defined bit
5395 pattern.
5397 @item
5398 Environment variable controlling filename that is opened for that unit
5399 number.
5401 @item
5402 Environment variable to clear/trash memory being freed.
5404 @item
5405 Environment variable to control tracing of allocations and frees.
5407 @item
5408 Environment variable to display allocated memory at normal program end.
5410 @item
5411 Environment variable for filename for * IO-unit.
5413 @item
5414 Environment variable for temporary file directory.
5416 @item
5417 Environment variable forcing standard output to be line buffered (Unix).
5419 @end itemize
5422 @c ---------------------------------------------------------------------
5423 @c GNU General Public License
5424 @c ---------------------------------------------------------------------
5426 @include gpl_v3.texi
5430 @c ---------------------------------------------------------------------
5431 @c GNU Free Documentation License
5432 @c ---------------------------------------------------------------------
5434 @include fdl.texi
5438 @c ---------------------------------------------------------------------
5439 @c Funding Free Software
5440 @c ---------------------------------------------------------------------
5442 @include funding.texi
5444 @c ---------------------------------------------------------------------
5445 @c Indices
5446 @c ---------------------------------------------------------------------
5448 @node Option Index
5449 @unnumbered Option Index
5450 @command{gfortran}'s command line options are indexed here without any
5451 initial @samp{-} or @samp{--}.  Where an option has both positive and
5452 negative forms (such as -foption and -fno-option), relevant entries in
5453 the manual are indexed under the most appropriate form; it may sometimes
5454 be useful to look up both forms.
5455 @printindex op
5457 @node Keyword Index
5458 @unnumbered Keyword Index
5459 @printindex cp
5461 @bye