gdb/mi: remove warning about mi1
[binutils-gdb.git] / gdb / f-lang.c
index e06bbb42956c3ae9619a11eaff45a5989e694922..fc0614e576170967f1396455ec4d6d3750a04aa4 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* Fortran language support routines for GDB, the GNU debugger.
 
-   Copyright (C) 1993-2020 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 1993-2023 Free Software Foundation, Inc.
 
    Contributed by Motorola.  Adapted from the C parser by Farooq Butt
    (fmbutt@engage.sps.mot.com).
@@ -38,6 +38,7 @@
 #include "gdbarch.h"
 #include "gdbcmd.h"
 #include "f-array-walker.h"
+#include "f-exp.h"
 
 #include <math.h>
 
@@ -49,8 +50,8 @@ static void
 show_repack_array_slices (struct ui_file *file, int from_tty,
                          struct cmd_list_element *c, const char *value)
 {
-  fprintf_filtered (file, _("Repacking of Fortran array slices is %s.\n"),
-                   value);
+  gdb_printf (file, _("Repacking of Fortran array slices is %s.\n"),
+             value);
 }
 
 /* Debugging of Fortran's array slicing.  */
@@ -62,14 +63,16 @@ show_fortran_array_slicing_debug (struct ui_file *file, int from_tty,
                                  struct cmd_list_element *c,
                                  const char *value)
 {
-  fprintf_filtered (file, _("Debugging of Fortran array slicing is %s.\n"),
-                   value);
+  gdb_printf (file, _("Debugging of Fortran array slicing is %s.\n"),
+             value);
 }
 
 /* Local functions */
 
-static struct value *fortran_argument_convert (struct value *value,
-                                              bool is_artificial);
+static value *fortran_prepare_argument (struct expression *exp,
+                                       expr::operation *subexp,
+                                       int arg_num, bool is_internal_call_p,
+                                       struct type *func_type, enum noside noside);
 
 /* Return the encoding that should be used for the character type
    TYPE.  */
@@ -79,10 +82,10 @@ f_language::get_encoding (struct type *type)
 {
   const char *encoding;
 
-  switch (TYPE_LENGTH (type))
+  switch (type->length ())
     {
     case 1:
-      encoding = target_charset (get_type_arch (type));
+      encoding = target_charset (type->arch ());
       break;
     case 4:
       if (type_byte_order (type) == BFD_ENDIAN_BIG)
@@ -98,35 +101,129 @@ f_language::get_encoding (struct type *type)
   return encoding;
 }
 
-\f
+/* See language.h.  */
+
+struct value *
+f_language::value_string (struct gdbarch *gdbarch,
+                         const char *ptr, ssize_t len) const
+{
+  struct type *type = language_string_char_type (this, gdbarch);
+  return ::value_string (ptr, len, type);
+}
 
-/* Table of operators and their precedences for printing expressions.  */
+/* A helper function for the "bound" intrinsics that checks that TYPE
+   is an array.  LBOUND_P is true for lower bound; this is used for
+   the error message, if any.  */
 
-const struct op_print f_language::op_print_tab[] =
+static void
+fortran_require_array (struct type *type, bool lbound_p)
 {
-  {"+", BINOP_ADD, PREC_ADD, 0},
-  {"+", UNOP_PLUS, PREC_PREFIX, 0},
-  {"-", BINOP_SUB, PREC_ADD, 0},
-  {"-", UNOP_NEG, PREC_PREFIX, 0},
-  {"*", BINOP_MUL, PREC_MUL, 0},
-  {"/", BINOP_DIV, PREC_MUL, 0},
-  {"DIV", BINOP_INTDIV, PREC_MUL, 0},
-  {"MOD", BINOP_REM, PREC_MUL, 0},
-  {"=", BINOP_ASSIGN, PREC_ASSIGN, 1},
-  {".OR.", BINOP_LOGICAL_OR, PREC_LOGICAL_OR, 0},
-  {".AND.", BINOP_LOGICAL_AND, PREC_LOGICAL_AND, 0},
-  {".NOT.", UNOP_LOGICAL_NOT, PREC_PREFIX, 0},
-  {".EQ.", BINOP_EQUAL, PREC_EQUAL, 0},
-  {".NE.", BINOP_NOTEQUAL, PREC_EQUAL, 0},
-  {".LE.", BINOP_LEQ, PREC_ORDER, 0},
-  {".GE.", BINOP_GEQ, PREC_ORDER, 0},
-  {".GT.", BINOP_GTR, PREC_ORDER, 0},
-  {".LT.", BINOP_LESS, PREC_ORDER, 0},
-  {"**", UNOP_IND, PREC_PREFIX, 0},
-  {"@", BINOP_REPEAT, PREC_REPEAT, 0},
-  {NULL, OP_NULL, PREC_REPEAT, 0}
-};
-\f
+  type = check_typedef (type);
+  if (type->code () != TYPE_CODE_ARRAY)
+    {
+      if (lbound_p)
+       error (_("LBOUND can only be applied to arrays"));
+      else
+       error (_("UBOUND can only be applied to arrays"));
+    }
+}
+
+/* Create an array containing the lower bounds (when LBOUND_P is true) or
+   the upper bounds (when LBOUND_P is false) of ARRAY (which must be of
+   array type).  GDBARCH is the current architecture.  */
+
+static struct value *
+fortran_bounds_all_dims (bool lbound_p,
+                        struct gdbarch *gdbarch,
+                        struct value *array)
+{
+  type *array_type = check_typedef (array->type ());
+  int ndimensions = calc_f77_array_dims (array_type);
+
+  /* Allocate a result value of the correct type.  */
+  type_allocator alloc (gdbarch);
+  struct type *range
+    = create_static_range_type (alloc,
+                               builtin_f_type (gdbarch)->builtin_integer,
+                               1, ndimensions);
+  struct type *elm_type = builtin_f_type (gdbarch)->builtin_integer;
+  struct type *result_type = create_array_type (alloc, elm_type, range);
+  struct value *result = value::allocate (result_type);
+
+  /* Walk the array dimensions backwards due to the way the array will be
+     laid out in memory, the first dimension will be the most inner.  */
+  LONGEST elm_len = elm_type->length ();
+  for (LONGEST dst_offset = elm_len * (ndimensions - 1);
+       dst_offset >= 0;
+       dst_offset -= elm_len)
+    {
+      LONGEST b;
+
+      /* Grab the required bound.  */
+      if (lbound_p)
+       b = f77_get_lowerbound (array_type);
+      else
+       b = f77_get_upperbound (array_type);
+
+      /* And copy the value into the result value.  */
+      struct value *v = value_from_longest (elm_type, b);
+      gdb_assert (dst_offset + v->type ()->length ()
+                 <= result->type ()->length ());
+      gdb_assert (v->type ()->length () == elm_len);
+      v->contents_copy (result, dst_offset, 0, elm_len);
+
+      /* Peel another dimension of the array.  */
+      array_type = array_type->target_type ();
+    }
+
+  return result;
+}
+
+/* Return the lower bound (when LBOUND_P is true) or the upper bound (when
+   LBOUND_P is false) for dimension DIM_VAL (which must be an integer) of
+   ARRAY (which must be an array).  RESULT_TYPE corresponds to the type kind
+   the function should be evaluated in.  */
+
+static value *
+fortran_bounds_for_dimension (bool lbound_p, value *array, value *dim_val,
+                             type* result_type)
+{
+  /* Check the requested dimension is valid for this array.  */
+  type *array_type = check_typedef (array->type ());
+  int ndimensions = calc_f77_array_dims (array_type);
+  long dim = value_as_long (dim_val);
+  if (dim < 1 || dim > ndimensions)
+    {
+      if (lbound_p)
+       error (_("LBOUND dimension must be from 1 to %d"), ndimensions);
+      else
+       error (_("UBOUND dimension must be from 1 to %d"), ndimensions);
+    }
+
+  /* Walk the dimensions backwards, due to the ordering in which arrays are
+     laid out the first dimension is the most inner.  */
+  for (int i = ndimensions - 1; i >= 0; --i)
+    {
+      /* If this is the requested dimension then we're done.  Grab the
+        bounds and return.  */
+      if (i == dim - 1)
+       {
+         LONGEST b;
+
+         if (lbound_p)
+           b = f77_get_lowerbound (array_type);
+         else
+           b = f77_get_upperbound (array_type);
+
+         return value_from_longest (result_type, b);
+       }
+
+      /* Peel off another dimension of the array.  */
+      array_type = array_type->target_type ();
+    }
+
+  gdb_assert_not_reached ("failed to find matching dimension");
+}
 
 /* Return the number of dimensions for a Fortran array or string.  */
 
@@ -144,7 +241,7 @@ calc_f77_array_dims (struct type *array_type)
 
   tmp_type = array_type;
 
-  while ((tmp_type = TYPE_TARGET_TYPE (tmp_type)))
+  while ((tmp_type = tmp_type->target_type ()))
     {
       if (tmp_type->code () == TYPE_CODE_ARRAY)
        ++ndimen;
@@ -170,12 +267,12 @@ public:
      will be creating values for each element as we load them and then copy
      them into the M_DEST value.  Set a value mark so we can free these
      temporary values.  */
-  void start_dimension (bool inner_p)
+  void start_dimension (struct type *index_type, LONGEST nelts, bool inner_p)
   {
     if (inner_p)
       {
-       gdb_assert (m_mark == nullptr);
-       m_mark = value_mark ();
+       gdb_assert (!m_mark.has_value ());
+       m_mark.emplace ();
       }
   }
 
@@ -185,9 +282,8 @@ public:
   {
     if (inner_p)
       {
-       gdb_assert (m_mark != nullptr);
-       value_free_to_mark (m_mark);
-       m_mark = nullptr;
+       gdb_assert (m_mark.has_value ());
+       m_mark.reset ();
       }
   }
 
@@ -196,9 +292,9 @@ protected:
      available offset.  */
   void copy_element_to_dest (struct value *elt)
   {
-    value_contents_copy (m_dest, m_dest_offset, elt, 0,
-                        TYPE_LENGTH (value_type (elt)));
-    m_dest_offset += TYPE_LENGTH (value_type (elt));
+    elt->contents_copy (m_dest, m_dest_offset, 0,
+                       elt->type ()->length ());
+    m_dest_offset += elt->type ()->length ();
   }
 
   /* The value being written to.  */
@@ -208,9 +304,9 @@ protected:
      written.  */
   LONGEST m_dest_offset;
 
-  /* Set with a call to VALUE_MARK, and then reset after calling
-     VALUE_FREE_TO_MARK.  */
-  struct value *m_mark = nullptr;
+  /* Set and reset to handle removing intermediate values from the
+     value chain.  */
+  gdb::optional<scoped_value_mark> m_mark;
 };
 
 /* A class used by FORTRAN_VALUE_SUBARRAY when repacking Fortran array
@@ -237,7 +333,8 @@ public:
   /* Create a lazy value in target memory representing a single element,
      then load the element into GDB's memory and copy the contents into the
      destination value.  */
-  void process_element (struct type *elt_type, LONGEST elt_off, bool last_p)
+  void process_element (struct type *elt_type, LONGEST elt_off,
+                       LONGEST index, bool last_p)
   {
     copy_element_to_dest (value_at_lazy (elt_type, m_addr + elt_off));
   }
@@ -269,13 +366,14 @@ public:
       m_base_offset (base_offset),
       m_val (val)
   {
-    gdb_assert (!value_lazy (val));
+    gdb_assert (!val->lazy ());
   }
 
   /* Extract an element of ELT_TYPE at offset (M_BASE_OFFSET + ELT_OFF)
      from the content buffer of M_VAL then copy this extracted value into
      the repacked destination value.  */
-  void process_element (struct type *elt_type, LONGEST elt_off, bool last_p)
+  void process_element (struct type *elt_type, LONGEST elt_off,
+                       LONGEST index, bool last_p)
   {
     struct value *elt
       = value_from_component (m_val, elt_type, (elt_off + m_base_offset));
@@ -291,26 +389,731 @@ private:
   struct value *m_val;
 };
 
-/* Called from evaluate_subexp_standard to perform array indexing, and
-   sub-range extraction, for Fortran.  As well as arrays this function
-   also handles strings as they can be treated like arrays of characters.
-   ARRAY is the array or string being accessed.  EXP, POS, and NOSIDE are
-   as for evaluate_subexp_standard, and NARGS is the number of arguments
-   in this access (e.g. 'array (1,2,3)' would be NARGS 3).  */
+
+/* Evaluate FORTRAN_ASSOCIATED expressions.  Both GDBARCH and LANG are
+   extracted from the expression being evaluated.  POINTER is the required
+   first argument to the 'associated' keyword, and TARGET is the optional
+   second argument, this will be nullptr if the user only passed one
+   argument to their use of 'associated'.  */
 
 static struct value *
-fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
-                       int *pos, int nargs, enum noside noside)
+fortran_associated (struct gdbarch *gdbarch, const language_defn *lang,
+                   struct value *pointer, struct value *target = nullptr)
+{
+  struct type *result_type = language_bool_type (lang, gdbarch);
+
+  /* All Fortran pointers should have the associated property, this is
+     how we know the pointer is pointing at something or not.  */
+  struct type *pointer_type = check_typedef (pointer->type ());
+  if (TYPE_ASSOCIATED_PROP (pointer_type) == nullptr
+      && pointer_type->code () != TYPE_CODE_PTR)
+    error (_("ASSOCIATED can only be applied to pointers"));
+
+  /* Get an address from POINTER.  Fortran (or at least gfortran) models
+     array pointers as arrays with a dynamic data address, so we need to
+     use two approaches here, for real pointers we take the contents of the
+     pointer as an address.  For non-pointers we take the address of the
+     content.  */
+  CORE_ADDR pointer_addr;
+  if (pointer_type->code () == TYPE_CODE_PTR)
+    pointer_addr = value_as_address (pointer);
+  else
+    pointer_addr = pointer->address ();
+
+  /* The single argument case, is POINTER associated with anything?  */
+  if (target == nullptr)
+    {
+      bool is_associated = false;
+
+      /* If POINTER is an actual pointer and doesn't have an associated
+        property then we need to figure out whether this pointer is
+        associated by looking at the value of the pointer itself.  We make
+        the assumption that a non-associated pointer will be set to 0.
+        This is probably true for most targets, but might not be true for
+        everyone.  */
+      if (pointer_type->code () == TYPE_CODE_PTR
+         && TYPE_ASSOCIATED_PROP (pointer_type) == nullptr)
+       is_associated = (pointer_addr != 0);
+      else
+       is_associated = !type_not_associated (pointer_type);
+      return value_from_longest (result_type, is_associated ? 1 : 0);
+    }
+
+  /* The two argument case, is POINTER associated with TARGET?  */
+
+  struct type *target_type = check_typedef (target->type ());
+
+  struct type *pointer_target_type;
+  if (pointer_type->code () == TYPE_CODE_PTR)
+    pointer_target_type = pointer_type->target_type ();
+  else
+    pointer_target_type = pointer_type;
+
+  struct type *target_target_type;
+  if (target_type->code () == TYPE_CODE_PTR)
+    target_target_type = target_type->target_type ();
+  else
+    target_target_type = target_type;
+
+  if (pointer_target_type->code () != target_target_type->code ()
+      || (pointer_target_type->code () != TYPE_CODE_ARRAY
+         && (pointer_target_type->length ()
+             != target_target_type->length ())))
+    error (_("arguments to associated must be of same type and kind"));
+
+  /* If TARGET is not in memory, or the original pointer is specifically
+     known to be not associated with anything, then the answer is obviously
+     false.  Alternatively, if POINTER is an actual pointer and has no
+     associated property, then we have to check if its associated by
+     looking the value of the pointer itself.  We make the assumption that
+     a non-associated pointer will be set to 0.  This is probably true for
+     most targets, but might not be true for everyone.  */
+  if (target->lval () != lval_memory
+      || type_not_associated (pointer_type)
+      || (TYPE_ASSOCIATED_PROP (pointer_type) == nullptr
+         && pointer_type->code () == TYPE_CODE_PTR
+         && pointer_addr == 0))
+    return value_from_longest (result_type, 0);
+
+  /* See the comment for POINTER_ADDR above.  */
+  CORE_ADDR target_addr;
+  if (target_type->code () == TYPE_CODE_PTR)
+    target_addr = value_as_address (target);
+  else
+    target_addr = target->address ();
+
+  /* Wrap the following checks inside a do { ... } while (false) loop so
+     that we can use `break' to jump out of the loop.  */
+  bool is_associated = false;
+  do
+    {
+      /* If the addresses are different then POINTER is definitely not
+        pointing at TARGET.  */
+      if (pointer_addr != target_addr)
+       break;
+
+      /* If POINTER is a real pointer (i.e. not an array pointer, which are
+        implemented as arrays with a dynamic content address), then this
+        is all the checking that is needed.  */
+      if (pointer_type->code () == TYPE_CODE_PTR)
+       {
+         is_associated = true;
+         break;
+       }
+
+      /* We have an array pointer.  Check the number of dimensions.  */
+      int pointer_dims = calc_f77_array_dims (pointer_type);
+      int target_dims = calc_f77_array_dims (target_type);
+      if (pointer_dims != target_dims)
+       break;
+
+      /* Now check that every dimension has the same upper bound, lower
+        bound, and stride value.  */
+      int dim = 0;
+      while (dim < pointer_dims)
+       {
+         LONGEST pointer_lowerbound, pointer_upperbound, pointer_stride;
+         LONGEST target_lowerbound, target_upperbound, target_stride;
+
+         pointer_type = check_typedef (pointer_type);
+         target_type = check_typedef (target_type);
+
+         struct type *pointer_range = pointer_type->index_type ();
+         struct type *target_range = target_type->index_type ();
+
+         if (!get_discrete_bounds (pointer_range, &pointer_lowerbound,
+                                   &pointer_upperbound))
+           break;
+
+         if (!get_discrete_bounds (target_range, &target_lowerbound,
+                                   &target_upperbound))
+           break;
+
+         if (pointer_lowerbound != target_lowerbound
+             || pointer_upperbound != target_upperbound)
+           break;
+
+         /* Figure out the stride (in bits) for both pointer and target.
+            If either doesn't have a stride then we take the element size,
+            but we need to convert to bits (hence the * 8).  */
+         pointer_stride = pointer_range->bounds ()->bit_stride ();
+         if (pointer_stride == 0)
+           pointer_stride
+             = type_length_units (check_typedef
+                                    (pointer_type->target_type ())) * 8;
+         target_stride = target_range->bounds ()->bit_stride ();
+         if (target_stride == 0)
+           target_stride
+             = type_length_units (check_typedef
+                                    (target_type->target_type ())) * 8;
+         if (pointer_stride != target_stride)
+           break;
+
+         ++dim;
+       }
+
+      if (dim < pointer_dims)
+       break;
+
+      is_associated = true;
+    }
+  while (false);
+
+  return value_from_longest (result_type, is_associated ? 1 : 0);
+}
+
+struct value *
+eval_op_f_associated (struct type *expect_type,
+                     struct expression *exp,
+                     enum noside noside,
+                     enum exp_opcode opcode,
+                     struct value *arg1)
 {
-  type *original_array_type = check_typedef (value_type (array));
+  return fortran_associated (exp->gdbarch, exp->language_defn, arg1);
+}
+
+struct value *
+eval_op_f_associated (struct type *expect_type,
+                     struct expression *exp,
+                     enum noside noside,
+                     enum exp_opcode opcode,
+                     struct value *arg1,
+                     struct value *arg2)
+{
+  return fortran_associated (exp->gdbarch, exp->language_defn, arg1, arg2);
+}
+
+/* Implement FORTRAN_ARRAY_SIZE expression, this corresponds to the 'SIZE'
+   keyword.  RESULT_TYPE corresponds to the type kind the function should be
+   evaluated in, ARRAY is the value that should be an array, though this will
+   not have been checked before calling this function.  DIM is optional, if
+   present then it should be an integer identifying a dimension of the
+   array to ask about.  As with ARRAY the validity of DIM is not checked
+   before calling this function.
+
+   Return either the total number of elements in ARRAY (when DIM is
+   nullptr), or the number of elements in dimension DIM.  */
+
+static value *
+fortran_array_size (value *array, value *dim_val, type *result_type)
+{
+  /* Check that ARRAY is the correct type.  */
+  struct type *array_type = check_typedef (array->type ());
+  if (array_type->code () != TYPE_CODE_ARRAY)
+    error (_("SIZE can only be applied to arrays"));
+  if (type_not_allocated (array_type) || type_not_associated (array_type))
+    error (_("SIZE can only be used on allocated/associated arrays"));
+
+  int ndimensions = calc_f77_array_dims (array_type);
+  int dim = -1;
+  LONGEST result = 0;
+
+  if (dim_val != nullptr)
+    {
+      if (check_typedef (dim_val->type ())->code () != TYPE_CODE_INT)
+       error (_("DIM argument to SIZE must be an integer"));
+      dim = (int) value_as_long (dim_val);
+
+      if (dim < 1 || dim > ndimensions)
+       error (_("DIM argument to SIZE must be between 1 and %d"),
+              ndimensions);
+    }
+
+  /* Now walk over all the dimensions of the array totalling up the
+     elements in each dimension.  */
+  for (int i = ndimensions - 1; i >= 0; --i)
+    {
+      /* If this is the requested dimension then we're done.  Grab the
+        bounds and return.  */
+      if (i == dim - 1 || dim == -1)
+       {
+         LONGEST lbound, ubound;
+         struct type *range = array_type->index_type ();
+
+         if (!get_discrete_bounds (range, &lbound, &ubound))
+           error (_("failed to find array bounds"));
+
+         LONGEST dim_size = (ubound - lbound + 1);
+         if (result == 0)
+           result = dim_size;
+         else
+           result *= dim_size;
+
+         if (dim != -1)
+           break;
+       }
+
+      /* Peel off another dimension of the array.  */
+      array_type = array_type->target_type ();
+    }
+
+  return value_from_longest (result_type, result);
+}
+
+/* See f-exp.h.  */
+
+struct value *
+eval_op_f_array_size (struct type *expect_type,
+                     struct expression *exp,
+                     enum noside noside,
+                     enum exp_opcode opcode,
+                     struct value *arg1)
+{
+  gdb_assert (opcode == FORTRAN_ARRAY_SIZE);
+
+  type *result_type = builtin_f_type (exp->gdbarch)->builtin_integer;
+  return fortran_array_size (arg1, nullptr, result_type);
+}
+
+/* See f-exp.h.  */
+
+struct value *
+eval_op_f_array_size (struct type *expect_type,
+                     struct expression *exp,
+                     enum noside noside,
+                     enum exp_opcode opcode,
+                     struct value *arg1,
+                     struct value *arg2)
+{
+  gdb_assert (opcode == FORTRAN_ARRAY_SIZE);
+
+  type *result_type = builtin_f_type (exp->gdbarch)->builtin_integer;
+  return fortran_array_size (arg1, arg2, result_type);
+}
+
+/* See f-exp.h.  */
+
+value *eval_op_f_array_size (type *expect_type, expression *exp, noside noside,
+                            exp_opcode opcode, value *arg1, value *arg2,
+                            type *kind_arg)
+{
+  gdb_assert (opcode == FORTRAN_ARRAY_SIZE);
+  gdb_assert (kind_arg->code () == TYPE_CODE_INT);
+
+  return fortran_array_size (arg1, arg2, kind_arg);
+}
+
+/* Implement UNOP_FORTRAN_SHAPE expression.  Both GDBARCH and LANG are
+   extracted from the expression being evaluated.  VAL is the value on
+   which 'shape' was used, this can be any type.
+
+   Return an array of integers.  If VAL is not an array then the returned
+   array should have zero elements.  If VAL is an array then the returned
+   array should have one element per dimension, with the element
+   containing the extent of that dimension from VAL.  */
+
+static struct value *
+fortran_array_shape (struct gdbarch *gdbarch, const language_defn *lang,
+                    struct value *val)
+{
+  struct type *val_type = check_typedef (val->type ());
+
+  /* If we are passed an array that is either not allocated, or not
+     associated, then this is explicitly not allowed according to the
+     Fortran specification.  */
+  if (val_type->code () == TYPE_CODE_ARRAY
+      && (type_not_associated (val_type) || type_not_allocated (val_type)))
+    error (_("The array passed to SHAPE must be allocated or associated"));
+
+  /* The Fortran specification allows non-array types to be passed to this
+     function, in which case we get back an empty array.
+
+     Calculate the number of dimensions for the resulting array.  */
+  int ndimensions = 0;
+  if (val_type->code () == TYPE_CODE_ARRAY)
+    ndimensions = calc_f77_array_dims (val_type);
+
+  /* Allocate a result value of the correct type.  */
+  type_allocator alloc (gdbarch);
+  struct type *range
+    = create_static_range_type (alloc,
+                               builtin_type (gdbarch)->builtin_int,
+                               1, ndimensions);
+  struct type *elm_type = builtin_f_type (gdbarch)->builtin_integer;
+  struct type *result_type = create_array_type (alloc, elm_type, range);
+  struct value *result = value::allocate (result_type);
+  LONGEST elm_len = elm_type->length ();
+
+  /* Walk the array dimensions backwards due to the way the array will be
+     laid out in memory, the first dimension will be the most inner.
+
+     If VAL was not an array then ndimensions will be 0, in which case we
+     will never go around this loop.  */
+  for (LONGEST dst_offset = elm_len * (ndimensions - 1);
+       dst_offset >= 0;
+       dst_offset -= elm_len)
+    {
+      LONGEST lbound, ubound;
+
+      if (!get_discrete_bounds (val_type->index_type (), &lbound, &ubound))
+       error (_("failed to find array bounds"));
+
+      LONGEST dim_size = (ubound - lbound + 1);
+
+      /* And copy the value into the result value.  */
+      struct value *v = value_from_longest (elm_type, dim_size);
+      gdb_assert (dst_offset + v->type ()->length ()
+                 <= result->type ()->length ());
+      gdb_assert (v->type ()->length () == elm_len);
+      v->contents_copy (result, dst_offset, 0, elm_len);
+
+      /* Peel another dimension of the array.  */
+      val_type = val_type->target_type ();
+    }
+
+  return result;
+}
+
+/* See f-exp.h.  */
+
+struct value *
+eval_op_f_array_shape (struct type *expect_type, struct expression *exp,
+                      enum noside noside, enum exp_opcode opcode,
+                      struct value *arg1)
+{
+  gdb_assert (opcode == UNOP_FORTRAN_SHAPE);
+  return fortran_array_shape (exp->gdbarch, exp->language_defn, arg1);
+}
+
+/* A helper function for UNOP_ABS.  */
+
+struct value *
+eval_op_f_abs (struct type *expect_type, struct expression *exp,
+              enum noside noside,
+              enum exp_opcode opcode,
+              struct value *arg1)
+{
+  struct type *type = arg1->type ();
+  switch (type->code ())
+    {
+    case TYPE_CODE_FLT:
+      {
+       double d
+         = fabs (target_float_to_host_double (arg1->contents ().data (),
+                                              arg1->type ()));
+       return value_from_host_double (type, d);
+      }
+    case TYPE_CODE_INT:
+      {
+       LONGEST l = value_as_long (arg1);
+       l = llabs (l);
+       return value_from_longest (type, l);
+      }
+    }
+  error (_("ABS of type %s not supported"), TYPE_SAFE_NAME (type));
+}
+
+/* A helper function for BINOP_MOD.  */
+
+struct value *
+eval_op_f_mod (struct type *expect_type, struct expression *exp,
+              enum noside noside,
+              enum exp_opcode opcode,
+              struct value *arg1, struct value *arg2)
+{
+  struct type *type = arg1->type ();
+  if (type->code () != arg2->type ()->code ())
+    error (_("non-matching types for parameters to MOD ()"));
+  switch (type->code ())
+    {
+    case TYPE_CODE_FLT:
+      {
+       double d1
+         = target_float_to_host_double (arg1->contents ().data (),
+                                        arg1->type ());
+       double d2
+         = target_float_to_host_double (arg2->contents ().data (),
+                                        arg2->type ());
+       double d3 = fmod (d1, d2);
+       return value_from_host_double (type, d3);
+      }
+    case TYPE_CODE_INT:
+      {
+       LONGEST v1 = value_as_long (arg1);
+       LONGEST v2 = value_as_long (arg2);
+       if (v2 == 0)
+         error (_("calling MOD (N, 0) is undefined"));
+       LONGEST v3 = v1 - (v1 / v2) * v2;
+       return value_from_longest (arg1->type (), v3);
+      }
+    }
+  error (_("MOD of type %s not supported"), TYPE_SAFE_NAME (type));
+}
+
+/* A helper function for the different FORTRAN_CEILING overloads.  Calculates
+   CEILING for ARG1 (a float type) and returns it in the requested kind type
+   RESULT_TYPE.  */
+
+static value *
+fortran_ceil_operation (value *arg1, type *result_type)
+{
+  if (arg1->type ()->code () != TYPE_CODE_FLT)
+    error (_("argument to CEILING must be of type float"));
+  double val = target_float_to_host_double (arg1->contents ().data (),
+                                           arg1->type ());
+  val = ceil (val);
+  return value_from_longest (result_type, val);
+}
+
+/* A helper function for FORTRAN_CEILING.  */
+
+struct value *
+eval_op_f_ceil (struct type *expect_type, struct expression *exp,
+               enum noside noside,
+               enum exp_opcode opcode,
+               struct value *arg1)
+{
+  gdb_assert (opcode == FORTRAN_CEILING);
+  type *result_type = builtin_f_type (exp->gdbarch)->builtin_integer;
+  return fortran_ceil_operation (arg1, result_type);
+}
+
+/* A helper function for FORTRAN_CEILING.  */
+
+value *
+eval_op_f_ceil (type *expect_type, expression *exp, noside noside,
+               exp_opcode opcode, value *arg1, type *kind_arg)
+{
+  gdb_assert (opcode == FORTRAN_CEILING);
+  gdb_assert (kind_arg->code () == TYPE_CODE_INT);
+  return fortran_ceil_operation (arg1, kind_arg);
+}
+
+/* A helper function for the different FORTRAN_FLOOR overloads.  Calculates
+   FLOOR for ARG1 (a float type) and returns it in the requested kind type
+   RESULT_TYPE.  */
+
+static value *
+fortran_floor_operation (value *arg1, type *result_type)
+{
+  if (arg1->type ()->code () != TYPE_CODE_FLT)
+    error (_("argument to FLOOR must be of type float"));
+  double val = target_float_to_host_double (arg1->contents ().data (),
+                                           arg1->type ());
+  val = floor (val);
+  return value_from_longest (result_type, val);
+}
+
+/* A helper function for FORTRAN_FLOOR.  */
+
+struct value *
+eval_op_f_floor (struct type *expect_type, struct expression *exp,
+               enum noside noside,
+               enum exp_opcode opcode,
+               struct value *arg1)
+{
+  gdb_assert (opcode == FORTRAN_FLOOR);
+  type *result_type = builtin_f_type (exp->gdbarch)->builtin_integer;
+  return fortran_floor_operation (arg1, result_type);
+}
+
+/* A helper function for FORTRAN_FLOOR.  */
+
+struct value *
+eval_op_f_floor (type *expect_type, expression *exp, noside noside,
+                exp_opcode opcode, value *arg1, type *kind_arg)
+{
+  gdb_assert (opcode == FORTRAN_FLOOR);
+  gdb_assert (kind_arg->code () == TYPE_CODE_INT);
+  return fortran_floor_operation (arg1, kind_arg);
+}
+
+/* A helper function for BINOP_FORTRAN_MODULO.  */
+
+struct value *
+eval_op_f_modulo (struct type *expect_type, struct expression *exp,
+                 enum noside noside,
+                 enum exp_opcode opcode,
+                 struct value *arg1, struct value *arg2)
+{
+  struct type *type = arg1->type ();
+  if (type->code () != arg2->type ()->code ())
+    error (_("non-matching types for parameters to MODULO ()"));
+  /* MODULO(A, P) = A - FLOOR (A / P) * P */
+  switch (type->code ())
+    {
+    case TYPE_CODE_INT:
+      {
+       LONGEST a = value_as_long (arg1);
+       LONGEST p = value_as_long (arg2);
+       LONGEST result = a - (a / p) * p;
+       if (result != 0 && (a < 0) != (p < 0))
+         result += p;
+       return value_from_longest (arg1->type (), result);
+      }
+    case TYPE_CODE_FLT:
+      {
+       double a
+         = target_float_to_host_double (arg1->contents ().data (),
+                                        arg1->type ());
+       double p
+         = target_float_to_host_double (arg2->contents ().data (),
+                                        arg2->type ());
+       double result = fmod (a, p);
+       if (result != 0 && (a < 0.0) != (p < 0.0))
+         result += p;
+       return value_from_host_double (type, result);
+      }
+    }
+  error (_("MODULO of type %s not supported"), TYPE_SAFE_NAME (type));
+}
+
+/* A helper function for FORTRAN_CMPLX.  */
+
+value *
+eval_op_f_cmplx (type *expect_type, expression *exp, noside noside,
+                exp_opcode opcode, value *arg1)
+{
+  gdb_assert (opcode == FORTRAN_CMPLX);
+
+  type *result_type = builtin_f_type (exp->gdbarch)->builtin_complex;
+
+  if (arg1->type ()->code () == TYPE_CODE_COMPLEX)
+    return value_cast (result_type, arg1);
+  else
+    return value_literal_complex (arg1,
+                                 value::zero (arg1->type (), not_lval),
+                                 result_type);
+}
+
+/* A helper function for FORTRAN_CMPLX.  */
+
+struct value *
+eval_op_f_cmplx (struct type *expect_type, struct expression *exp,
+                enum noside noside,
+                enum exp_opcode opcode,
+                struct value *arg1, struct value *arg2)
+{
+  if (arg1->type ()->code () == TYPE_CODE_COMPLEX
+      || arg2->type ()->code () == TYPE_CODE_COMPLEX)
+    error (_("Types of arguments for CMPLX called with more then one argument "
+            "must be REAL or INTEGER"));
+
+  type *result_type = builtin_f_type (exp->gdbarch)->builtin_complex;
+  return value_literal_complex (arg1, arg2, result_type);
+}
+
+/* A helper function for FORTRAN_CMPLX.  */
+
+value *
+eval_op_f_cmplx (type *expect_type, expression *exp, noside noside,
+                exp_opcode opcode, value *arg1, value *arg2, type *kind_arg)
+{
+  gdb_assert (kind_arg->code () == TYPE_CODE_COMPLEX);
+  if (arg1->type ()->code () == TYPE_CODE_COMPLEX
+      || arg2->type ()->code () == TYPE_CODE_COMPLEX)
+    error (_("Types of arguments for CMPLX called with more then one argument "
+            "must be REAL or INTEGER"));
+
+  return value_literal_complex (arg1, arg2, kind_arg);
+}
+
+/* A helper function for UNOP_FORTRAN_KIND.  */
+
+struct value *
+eval_op_f_kind (struct type *expect_type, struct expression *exp,
+               enum noside noside,
+               enum exp_opcode opcode,
+               struct value *arg1)
+{
+  struct type *type = arg1->type ();
+
+  switch (type->code ())
+    {
+    case TYPE_CODE_STRUCT:
+    case TYPE_CODE_UNION:
+    case TYPE_CODE_MODULE:
+    case TYPE_CODE_FUNC:
+      error (_("argument to kind must be an intrinsic type"));
+    }
+
+  if (!type->target_type ())
+    return value_from_longest (builtin_type (exp->gdbarch)->builtin_int,
+                              type->length ());
+  return value_from_longest (builtin_type (exp->gdbarch)->builtin_int,
+                            type->target_type ()->length ());
+}
+
+/* A helper function for UNOP_FORTRAN_ALLOCATED.  */
+
+struct value *
+eval_op_f_allocated (struct type *expect_type, struct expression *exp,
+                    enum noside noside, enum exp_opcode op,
+                    struct value *arg1)
+{
+  struct type *type = check_typedef (arg1->type ());
+  if (type->code () != TYPE_CODE_ARRAY)
+    error (_("ALLOCATED can only be applied to arrays"));
+  struct type *result_type
+    = builtin_f_type (exp->gdbarch)->builtin_logical;
+  LONGEST result_value = type_not_allocated (type) ? 0 : 1;
+  return value_from_longest (result_type, result_value);
+}
+
+/* See f-exp.h.  */
+
+struct value *
+eval_op_f_rank (struct type *expect_type,
+               struct expression *exp,
+               enum noside noside,
+               enum exp_opcode op,
+               struct value *arg1)
+{
+  gdb_assert (op == UNOP_FORTRAN_RANK);
+
+  struct type *result_type
+    = builtin_f_type (exp->gdbarch)->builtin_integer;
+  struct type *type = check_typedef (arg1->type ());
+  if (type->code () != TYPE_CODE_ARRAY)
+    return value_from_longest (result_type, 0);
+  LONGEST ndim = calc_f77_array_dims (type);
+  return value_from_longest (result_type, ndim);
+}
+
+/* A helper function for UNOP_FORTRAN_LOC.  */
+
+struct value *
+eval_op_f_loc (struct type *expect_type, struct expression *exp,
+                    enum noside noside, enum exp_opcode op,
+                    struct value *arg1)
+{
+  struct type *result_type;
+  if (gdbarch_ptr_bit (exp->gdbarch) == 16)
+    result_type = builtin_f_type (exp->gdbarch)->builtin_integer_s2;
+  else if (gdbarch_ptr_bit (exp->gdbarch) == 32)
+    result_type = builtin_f_type (exp->gdbarch)->builtin_integer;
+  else
+    result_type = builtin_f_type (exp->gdbarch)->builtin_integer_s8;
+
+  LONGEST result_value = arg1->address ();
+  return value_from_longest (result_type, result_value);
+}
+
+namespace expr
+{
+
+/* Called from evaluate to perform array indexing, and sub-range
+   extraction, for Fortran.  As well as arrays this function also
+   handles strings as they can be treated like arrays of characters.
+   ARRAY is the array or string being accessed.  EXP and NOSIDE are as
+   for evaluate.  */
+
+value *
+fortran_undetermined::value_subarray (value *array,
+                                     struct expression *exp,
+                                     enum noside noside)
+{
+  type *original_array_type = check_typedef (array->type ());
   bool is_string_p = original_array_type->code () == TYPE_CODE_STRING;
+  const std::vector<operation_up> &ops = std::get<1> (m_storage);
+  int nargs = ops.size ();
 
   /* Perform checks for ARRAY not being available.  The somewhat overly
      complex logic here is just to keep backward compatibility with the
      errors that we used to get before FORTRAN_VALUE_SUBARRAY was
      rewritten.  Maybe a future task would streamline the error messages we
      get here, and update all the expected test results.  */
-  if (exp->elts[*pos].opcode != OP_RANGE)
+  if (ops[0]->opcode () != OP_RANGE)
     {
       if (type_not_associated (original_array_type))
        error (_("no such vector element (vector not associated)"));
@@ -347,7 +1150,7 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
     for (int i = 0; i < ndimensions; ++i)
       {
        dim_types.push_back (type);
-       type = TYPE_TARGET_TYPE (type);
+       type = type->target_type ();
       }
     /* TYPE is now the inner element type of the array, we start the new
        array slice off as this type, then as we process the requested slice
@@ -361,7 +1164,7 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
      of an element at each dimension of the new slice array.  Initially the
      elements of the inner most dimension of the array are the same inner
      most elements as the original ARRAY.  */
-  LONGEST slice_element_size = TYPE_LENGTH (inner_element_type);
+  LONGEST slice_element_size = inner_element_type->length ();
 
   /* Start off assuming all data is contiguous, this will be set to false
      if access to any dimension results in non-contiguous data.  */
@@ -410,25 +1213,25 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
         a ranged access with optional lower bound, upper bound, and
         stride, or the user will have supplied a single index.  */
       struct type *dim_type = dim_types[ndimensions - (i + 1)];
-      if (exp->elts[*pos].opcode == OP_RANGE)
+      fortran_range_operation *range_op
+       = dynamic_cast<fortran_range_operation *> (ops[i].get ());
+      if (range_op != nullptr)
        {
-         int pc = (*pos) + 1;
-         enum range_flag range_flag = (enum range_flag) exp->elts[pc].longconst;
-         *pos += 3;
+         enum range_flag range_flag = range_op->get_flags ();
 
          LONGEST low, high, stride;
          low = high = stride = 0;
 
          if ((range_flag & RANGE_LOW_BOUND_DEFAULT) == 0)
-           low = value_as_long (evaluate_subexp (nullptr, exp, pos, noside));
+           low = value_as_long (range_op->evaluate0 (exp, noside));
          else
            low = f77_get_lowerbound (dim_type);
          if ((range_flag & RANGE_HIGH_BOUND_DEFAULT) == 0)
-           high = value_as_long (evaluate_subexp (nullptr, exp, pos, noside));
+           high = value_as_long (range_op->evaluate1 (exp, noside));
          else
            high = f77_get_upperbound (dim_type);
          if ((range_flag & RANGE_HAS_STRIDE) == RANGE_HAS_STRIDE)
-           stride = value_as_long (evaluate_subexp (nullptr, exp, pos, noside));
+           stride = value_as_long (range_op->evaluate2 (exp, noside));
          else
            stride = 1;
 
@@ -436,13 +1239,13 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
            error (_("stride must not be 0"));
 
          /* Get information about this dimension in the original ARRAY.  */
-         struct type *target_type = TYPE_TARGET_TYPE (dim_type);
+         struct type *target_type = dim_type->target_type ();
          struct type *index_type = dim_type->index_type ();
          LONGEST lb = f77_get_lowerbound (dim_type);
          LONGEST ub = f77_get_upperbound (dim_type);
          LONGEST sd = index_type->bit_stride ();
          if (sd == 0)
-           sd = TYPE_LENGTH (target_type) * 8;
+           sd = target_type->length () * 8;
 
          if (fortran_array_slicing_debug)
            {
@@ -455,9 +1258,9 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
              debug_printf ("|   |   |-> Bit stride: %s\n", plongest (sd));
              debug_printf ("|   |   |-> Byte stride: %s\n", plongest (sd / 8));
              debug_printf ("|   |   |-> Type size: %s\n",
-                           pulongest (TYPE_LENGTH (dim_type)));
+                           pulongest (dim_type->length ()));
              debug_printf ("|   |   '-> Target type size: %s\n",
-                           pulongest (TYPE_LENGTH (target_type)));
+                           pulongest (target_type->length ()));
              debug_printf ("|   |-> Accessing:\n");
              debug_printf ("|   |   |-> Low bound: %s\n",
                            plongest (low));
@@ -490,7 +1293,7 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
          LONGEST remainder = high - last_elem;
          if (low > high)
            {
-             offset += std::abs (remainder) * TYPE_LENGTH (target_type);
+             offset += std::abs (remainder) * target_type->length ();
              if (stride > 0)
                error (_("incorrect stride and boundary combination"));
            }
@@ -535,16 +1338,16 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
        {
          /* There is a single index for this dimension.  */
          LONGEST index
-           = value_as_long (evaluate_subexp_with_coercion (exp, pos, noside));
+           = value_as_long (ops[i]->evaluate_with_coercion (exp, noside));
 
          /* Get information about this dimension in the original ARRAY.  */
-         struct type *target_type = TYPE_TARGET_TYPE (dim_type);
+         struct type *target_type = dim_type->target_type ();
          struct type *index_type = dim_type->index_type ();
          LONGEST lb = f77_get_lowerbound (dim_type);
          LONGEST ub = f77_get_upperbound (dim_type);
          LONGEST sd = index_type->bit_stride () / 8;
          if (sd == 0)
-           sd = TYPE_LENGTH (target_type);
+           sd = target_type->length ();
 
          if (fortran_array_slicing_debug)
            {
@@ -556,9 +1359,9 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
              debug_printf ("|   |   |-> High bound: %s\n", plongest (ub));
              debug_printf ("|   |   |-> Byte stride: %s\n", plongest (sd));
              debug_printf ("|   |   |-> Type size: %s\n",
-                           pulongest (TYPE_LENGTH (dim_type)));
+                           pulongest (dim_type->length ()));
              debug_printf ("|   |   '-> Target type size: %s\n",
-                           pulongest (TYPE_LENGTH (target_type)));
+                           pulongest (target_type->length ()));
              debug_printf ("|   '-> Accessing:\n");
              debug_printf ("|       '-> Index: %s\n",
                            plongest (index));
@@ -571,7 +1374,7 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
          if (index < lb
              || (dim_type->index_type ()->bounds ()->high.kind () != PROP_UNDEFINED
                  && index > ub)
-             || (VALUE_LVAL (array) != lval_memory
+             || (array->lval () != lval_memory
                  && dim_type->index_type ()->bounds ()->high.kind () == PROP_UNDEFINED))
            {
              if (type_not_associated (dim_type))
@@ -588,9 +1391,6 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
        }
     }
 
-  if (noside == EVAL_SKIP)
-    return array;
-
   /* Build a type that represents the new array slice in the target memory
      of the original ARRAY, this type makes use of strides to correctly
      find only those elements that are part of the new slice.  */
@@ -604,13 +1404,14 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
       p_high.set_const_val (d.high);
       p_stride.set_const_val (d.stride);
 
+      type_allocator alloc (d.index->target_type ());
       struct type *new_range
-       = create_range_type_with_stride ((struct type *) NULL,
-                                        TYPE_TARGET_TYPE (d.index),
+       = create_range_type_with_stride (alloc,
+                                        d.index->target_type (),
                                         &p_low, &p_high, 0, &p_stride,
                                         true);
       array_slice_type
-       = create_array_type (nullptr, array_slice_type, new_range);
+       = create_array_type (alloc, array_slice_type, new_range);
     }
 
   if (fortran_array_slicing_debug)
@@ -621,7 +1422,7 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
       debug_printf ("    |-> Total offset: %s\n",
                    plongest (total_offset));
       debug_printf ("    |-> Base address: %s\n",
-                   core_addr_to_string (value_address (array)));
+                   core_addr_to_string (array->address ()));
       debug_printf ("    '-> Contiguous = %s\n",
                    (is_all_contiguous ? "Yes" : "No"));
     }
@@ -638,32 +1439,33 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
 
          p_low.set_const_val (d.low);
          p_high.set_const_val (d.high);
-         p_stride.set_const_val (TYPE_LENGTH (repacked_array_type));
+         p_stride.set_const_val (repacked_array_type->length ());
 
+         type_allocator alloc (d.index->target_type ());
          struct type *new_range
-           = create_range_type_with_stride ((struct type *) NULL,
-                                            TYPE_TARGET_TYPE (d.index),
+           = create_range_type_with_stride (alloc,
+                                            d.index->target_type (),
                                             &p_low, &p_high, 0, &p_stride,
                                             true);
          repacked_array_type
-           = create_array_type (nullptr, repacked_array_type, new_range);
+           = create_array_type (alloc, repacked_array_type, new_range);
        }
 
       /* Now copy the elements from the original ARRAY into the packed
         array value DEST.  */
-      struct value *dest = allocate_value (repacked_array_type);
-      if (value_lazy (array)
-         || (total_offset + TYPE_LENGTH (array_slice_type)
-             > TYPE_LENGTH (check_typedef (value_type (array)))))
+      struct value *dest = value::allocate (repacked_array_type);
+      if (array->lazy ()
+         || (total_offset + array_slice_type->length ()
+             > check_typedef (array->type ())->length ()))
        {
          fortran_array_walker<fortran_lazy_array_repacker_impl> p
-           (array_slice_type, value_address (array) + total_offset, dest);
+           (array_slice_type, array->address () + total_offset, dest);
          p.walk ();
        }
       else
        {
          fortran_array_walker<fortran_array_repacker_impl> p
-           (array_slice_type, value_address (array) + total_offset,
+           (array_slice_type, array->address () + total_offset,
             total_offset, array, dest);
          p.walk ();
        }
@@ -671,30 +1473,24 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
     }
   else
     {
-      if (VALUE_LVAL (array) == lval_memory)
+      if (array->lval () == lval_memory)
        {
          /* If the value we're taking a slice from is not yet loaded, or
             the requested slice is outside the values content range then
             just create a new lazy value pointing at the memory where the
             contents we're looking for exist.  */
-         if (value_lazy (array)
-             || (total_offset + TYPE_LENGTH (array_slice_type)
-                 > TYPE_LENGTH (check_typedef (value_type (array)))))
+         if (array->lazy ()
+             || (total_offset + array_slice_type->length ()
+                 > check_typedef (array->type ())->length ()))
            array = value_at_lazy (array_slice_type,
-                                  value_address (array) + total_offset);
+                                  array->address () + total_offset);
          else
-           array = value_from_contents_and_address (array_slice_type,
-                                                    (value_contents (array)
-                                                     + total_offset),
-                                                    (value_address (array)
-                                                     + total_offset));
-       }
-      else if (!value_lazy (array))
-       {
-         const void *valaddr = value_contents (array) + total_offset;
-         array = allocate_value (array_slice_type);
-         memcpy (value_contents_raw (array), valaddr, TYPE_LENGTH (array_slice_type));
+           array = value_from_contents_and_address
+             (array_slice_type, array->contents ().data () + total_offset,
+              array->address () + total_offset);
        }
+      else if (!array->lazy ())
+       array = value_from_component (array, array_slice_type, total_offset);
       else
        error (_("cannot subscript arrays that are not in memory"));
     }
@@ -702,451 +1498,180 @@ fortran_value_subarray (struct value *array, struct expression *exp,
   return array;
 }
 
-/* Special expression evaluation cases for Fortran.  */
-
-static struct value *
-evaluate_subexp_f (struct type *expect_type, struct expression *exp,
-                  int *pos, enum noside noside)
+value *
+fortran_undetermined::evaluate (struct type *expect_type,
+                               struct expression *exp,
+                               enum noside noside)
 {
-  struct value *arg1 = NULL, *arg2 = NULL;
-  enum exp_opcode op;
-  int pc;
-  struct type *type;
-
-  pc = *pos;
-  *pos += 1;
-  op = exp->elts[pc].opcode;
-
-  switch (op)
+  value *callee = std::get<0> (m_storage)->evaluate (nullptr, exp, noside);
+  if (noside == EVAL_AVOID_SIDE_EFFECTS
+      && is_dynamic_type (callee->type ()))
+    callee = std::get<0> (m_storage)->evaluate (nullptr, exp, EVAL_NORMAL);
+  struct type *type = check_typedef (callee->type ());
+  enum type_code code = type->code ();
+
+  if (code == TYPE_CODE_PTR)
     {
-    default:
-      *pos -= 1;
-      return evaluate_subexp_standard (expect_type, exp, pos, noside);
-
-    case UNOP_ABS:
-      arg1 = evaluate_subexp (nullptr, exp, pos, noside);
-      if (noside == EVAL_SKIP)
-       return eval_skip_value (exp);
-      type = value_type (arg1);
-      switch (type->code ())
-       {
-       case TYPE_CODE_FLT:
-         {
-           double d
-             = fabs (target_float_to_host_double (value_contents (arg1),
-                                                  value_type (arg1)));
-           return value_from_host_double (type, d);
-         }
-       case TYPE_CODE_INT:
-         {
-           LONGEST l = value_as_long (arg1);
-           l = llabs (l);
-           return value_from_longest (type, l);
-         }
-       }
-      error (_("ABS of type %s not supported"), TYPE_SAFE_NAME (type));
-
-    case BINOP_MOD:
-      arg1 = evaluate_subexp (nullptr, exp, pos, noside);
-      arg2 = evaluate_subexp (value_type (arg1), exp, pos, noside);
-      if (noside == EVAL_SKIP)
-       return eval_skip_value (exp);
-      type = value_type (arg1);
-      if (type->code () != value_type (arg2)->code ())
-       error (_("non-matching types for parameters to MOD ()"));
-      switch (type->code ())
+      /* Fortran always passes variable to subroutines as pointer.
+        So we need to look into its target type to see if it is
+        array, string or function.  If it is, we need to switch
+        to the target value the original one points to.  */
+      struct type *target_type = check_typedef (type->target_type ());
+
+      if (target_type->code () == TYPE_CODE_ARRAY
+         || target_type->code () == TYPE_CODE_STRING
+         || target_type->code () == TYPE_CODE_FUNC)
        {
-       case TYPE_CODE_FLT:
-         {
-           double d1
-             = target_float_to_host_double (value_contents (arg1),
-                                            value_type (arg1));
-           double d2
-             = target_float_to_host_double (value_contents (arg2),
-                                            value_type (arg2));
-           double d3 = fmod (d1, d2);
-           return value_from_host_double (type, d3);
-         }
-       case TYPE_CODE_INT:
-         {
-           LONGEST v1 = value_as_long (arg1);
-           LONGEST v2 = value_as_long (arg2);
-           if (v2 == 0)
-             error (_("calling MOD (N, 0) is undefined"));
-           LONGEST v3 = v1 - (v1 / v2) * v2;
-           return value_from_longest (value_type (arg1), v3);
-         }
+         callee = value_ind (callee);
+         type = check_typedef (callee->type ());
+         code = type->code ();
        }
-      error (_("MOD of type %s not supported"), TYPE_SAFE_NAME (type));
-
-    case UNOP_FORTRAN_CEILING:
-      {
-       arg1 = evaluate_subexp (nullptr, exp, pos, noside);
-       if (noside == EVAL_SKIP)
-         return eval_skip_value (exp);
-       type = value_type (arg1);
-       if (type->code () != TYPE_CODE_FLT)
-         error (_("argument to CEILING must be of type float"));
-       double val
-         = target_float_to_host_double (value_contents (arg1),
-                                        value_type (arg1));
-       val = ceil (val);
-       return value_from_host_double (type, val);
-      }
+    }
 
-    case UNOP_FORTRAN_FLOOR:
-      {
-       arg1 = evaluate_subexp (nullptr, exp, pos, noside);
-       if (noside == EVAL_SKIP)
-         return eval_skip_value (exp);
-       type = value_type (arg1);
-       if (type->code () != TYPE_CODE_FLT)
-         error (_("argument to FLOOR must be of type float"));
-       double val
-         = target_float_to_host_double (value_contents (arg1),
-                                        value_type (arg1));
-       val = floor (val);
-       return value_from_host_double (type, val);
-      }
+  switch (code)
+    {
+    case TYPE_CODE_ARRAY:
+    case TYPE_CODE_STRING:
+      return value_subarray (callee, exp, noside);
 
-    case BINOP_FORTRAN_MODULO:
+    case TYPE_CODE_PTR:
+    case TYPE_CODE_FUNC:
+    case TYPE_CODE_INTERNAL_FUNCTION:
       {
-       arg1 = evaluate_subexp (nullptr, exp, pos, noside);
-       arg2 = evaluate_subexp (value_type (arg1), exp, pos, noside);
-       if (noside == EVAL_SKIP)
-         return eval_skip_value (exp);
-       type = value_type (arg1);
-       if (type->code () != value_type (arg2)->code ())
-         error (_("non-matching types for parameters to MODULO ()"));
-       /* MODULO(A, P) = A - FLOOR (A / P) * P */
-       switch (type->code ())
-         {
-         case TYPE_CODE_INT:
-           {
-             LONGEST a = value_as_long (arg1);
-             LONGEST p = value_as_long (arg2);
-             LONGEST result = a - (a / p) * p;
-             if (result != 0 && (a < 0) != (p < 0))
-               result += p;
-             return value_from_longest (value_type (arg1), result);
-           }
-         case TYPE_CODE_FLT:
-           {
-             double a
-               = target_float_to_host_double (value_contents (arg1),
-                                              value_type (arg1));
-             double p
-               = target_float_to_host_double (value_contents (arg2),
-                                              value_type (arg2));
-             double result = fmod (a, p);
-             if (result != 0 && (a < 0.0) != (p < 0.0))
-               result += p;
-             return value_from_host_double (type, result);
-           }
-         }
-       error (_("MODULO of type %s not supported"), TYPE_SAFE_NAME (type));
+       /* It's a function call.  Allocate arg vector, including
+          space for the function to be called in argvec[0] and a
+          termination NULL.  */
+       const std::vector<operation_up> &actual (std::get<1> (m_storage));
+       std::vector<value *> argvec (actual.size ());
+       bool is_internal_func = (code == TYPE_CODE_INTERNAL_FUNCTION);
+       for (int tem = 0; tem < argvec.size (); tem++)
+         argvec[tem] = fortran_prepare_argument (exp, actual[tem].get (),
+                                                 tem, is_internal_func,
+                                                 callee->type (),
+                                                 noside);
+       return evaluate_subexp_do_call (exp, noside, callee, argvec,
+                                       nullptr, expect_type);
       }
 
-    case BINOP_FORTRAN_CMPLX:
-      arg1 = evaluate_subexp (nullptr, exp, pos, noside);
-      arg2 = evaluate_subexp (value_type (arg1), exp, pos, noside);
-      if (noside == EVAL_SKIP)
-       return eval_skip_value (exp);
-      type = builtin_f_type(exp->gdbarch)->builtin_complex_s16;
-      return value_literal_complex (arg1, arg2, type);
-
-    case UNOP_FORTRAN_KIND:
-      arg1 = evaluate_subexp (NULL, exp, pos, EVAL_AVOID_SIDE_EFFECTS);
-      type = value_type (arg1);
-
-      switch (type->code ())
-       {
-         case TYPE_CODE_STRUCT:
-         case TYPE_CODE_UNION:
-         case TYPE_CODE_MODULE:
-         case TYPE_CODE_FUNC:
-           error (_("argument to kind must be an intrinsic type"));
-       }
-
-      if (!TYPE_TARGET_TYPE (type))
-       return value_from_longest (builtin_type (exp->gdbarch)->builtin_int,
-                                  TYPE_LENGTH (type));
-      return value_from_longest (builtin_type (exp->gdbarch)->builtin_int,
-                                TYPE_LENGTH (TYPE_TARGET_TYPE (type)));
-
-
-    case OP_F77_UNDETERMINED_ARGLIST:
-      /* Remember that in F77, functions, substring ops and array subscript
-        operations cannot be disambiguated at parse time.  We have made
-        all array subscript operations, substring operations as well as
-        function calls come here and we now have to discover what the heck
-        this thing actually was.  If it is a function, we process just as
-        if we got an OP_FUNCALL.  */
-      int nargs = longest_to_int (exp->elts[pc + 1].longconst);
-      (*pos) += 2;
-
-      /* First determine the type code we are dealing with.  */
-      arg1 = evaluate_subexp (nullptr, exp, pos, noside);
-      type = check_typedef (value_type (arg1));
-      enum type_code code = type->code ();
-
-      if (code == TYPE_CODE_PTR)
-       {
-         /* Fortran always passes variable to subroutines as pointer.
-            So we need to look into its target type to see if it is
-            array, string or function.  If it is, we need to switch
-            to the target value the original one points to.  */
-         struct type *target_type = check_typedef (TYPE_TARGET_TYPE (type));
-
-         if (target_type->code () == TYPE_CODE_ARRAY
-             || target_type->code () == TYPE_CODE_STRING
-             || target_type->code () == TYPE_CODE_FUNC)
-           {
-             arg1 = value_ind (arg1);
-             type = check_typedef (value_type (arg1));
-             code = type->code ();
-           }
-       }
-
-      switch (code)
-       {
-       case TYPE_CODE_ARRAY:
-       case TYPE_CODE_STRING:
-         return fortran_value_subarray (arg1, exp, pos, nargs, noside);
-
-       case TYPE_CODE_PTR:
-       case TYPE_CODE_FUNC:
-       case TYPE_CODE_INTERNAL_FUNCTION:
-         {
-           /* It's a function call.  Allocate arg vector, including
-           space for the function to be called in argvec[0] and a
-           termination NULL.  */
-           struct value **argvec = (struct value **)
-             alloca (sizeof (struct value *) * (nargs + 2));
-           argvec[0] = arg1;
-           int tem = 1;
-           for (; tem <= nargs; tem++)
-             {
-               argvec[tem] = evaluate_subexp_with_coercion (exp, pos, noside);
-               /* Arguments in Fortran are passed by address.  Coerce the
-                  arguments here rather than in value_arg_coerce as
-                  otherwise the call to malloc to place the non-lvalue
-                  parameters in target memory is hit by this Fortran
-                  specific logic.  This results in malloc being called
-                  with a pointer to an integer followed by an attempt to
-                  malloc the arguments to malloc in target memory.
-                  Infinite recursion ensues.  */
-               if (code == TYPE_CODE_PTR || code == TYPE_CODE_FUNC)
-                 {
-                   bool is_artificial
-                     = TYPE_FIELD_ARTIFICIAL (value_type (arg1), tem - 1);
-                   argvec[tem] = fortran_argument_convert (argvec[tem],
-                                                           is_artificial);
-                 }
-             }
-           argvec[tem] = 0;    /* signal end of arglist */
-           if (noside == EVAL_SKIP)
-             return eval_skip_value (exp);
-           return evaluate_subexp_do_call (exp, noside, argvec[0],
-                                           gdb::make_array_view (argvec + 1,
-                                                                 nargs),
-                                           NULL, expect_type);
-         }
-
-       default:
-         error (_("Cannot perform substring on this type"));
-       }
+    default:
+      error (_("Cannot perform substring on this type"));
     }
-
-  /* Should be unreachable.  */
-  return nullptr;
 }
 
-/* Special expression lengths for Fortran.  */
-
-static void
-operator_length_f (const struct expression *exp, int pc, int *oplenp,
-                  int *argsp)
+value *
+fortran_bound_1arg::evaluate (struct type *expect_type,
+                             struct expression *exp,
+                             enum noside noside)
 {
-  int oplen = 1;
-  int args = 0;
+  bool lbound_p = std::get<0> (m_storage) == FORTRAN_LBOUND;
+  value *arg1 = std::get<1> (m_storage)->evaluate (nullptr, exp, noside);
+  fortran_require_array (arg1->type (), lbound_p);
+  return fortran_bounds_all_dims (lbound_p, exp->gdbarch, arg1);
+}
 
-  switch (exp->elts[pc - 1].opcode)
+value *
+fortran_bound_2arg::evaluate (struct type *expect_type,
+                             struct expression *exp,
+                             enum noside noside)
+{
+  bool lbound_p = std::get<0> (m_storage) == FORTRAN_LBOUND;
+  value *arg1 = std::get<1> (m_storage)->evaluate (nullptr, exp, noside);
+  fortran_require_array (arg1->type (), lbound_p);
+
+  /* User asked for the bounds of a specific dimension of the array.  */
+  value *arg2 = std::get<2> (m_storage)->evaluate (nullptr, exp, noside);
+  type *type_arg2 = check_typedef (arg2->type ());
+  if (type_arg2->code () != TYPE_CODE_INT)
     {
-    default:
-      operator_length_standard (exp, pc, oplenp, argsp);
-      return;
-
-    case UNOP_FORTRAN_KIND:
-    case UNOP_FORTRAN_FLOOR:
-    case UNOP_FORTRAN_CEILING:
-      oplen = 1;
-      args = 1;
-      break;
-
-    case BINOP_FORTRAN_CMPLX:
-    case BINOP_FORTRAN_MODULO:
-      oplen = 1;
-      args = 2;
-      break;
-
-    case OP_F77_UNDETERMINED_ARGLIST:
-      oplen = 3;
-      args = 1 + longest_to_int (exp->elts[pc - 2].longconst);
-      break;
+      if (lbound_p)
+       error (_("LBOUND second argument should be an integer"));
+      else
+       error (_("UBOUND second argument should be an integer"));
     }
 
-  *oplenp = oplen;
-  *argsp = args;
+  type *result_type = builtin_f_type (exp->gdbarch)->builtin_integer;
+  return fortran_bounds_for_dimension (lbound_p, arg1, arg2, result_type);
 }
 
-/* Helper for PRINT_SUBEXP_F.  Arguments are as for PRINT_SUBEXP_F, except
-   the extra argument NAME which is the text that should be printed as the
-   name of this operation.  */
-
-static void
-print_unop_subexp_f (struct expression *exp, int *pos,
-                    struct ui_file *stream, enum precedence prec,
-                    const char *name)
+value *
+fortran_bound_3arg::evaluate (type *expect_type,
+                             expression *exp,
+                             noside noside)
 {
-  (*pos)++;
-  fprintf_filtered (stream, "%s(", name);
-  print_subexp (exp, pos, stream, PREC_SUFFIX);
-  fputs_filtered (")", stream);
-}
+  const bool lbound_p = std::get<0> (m_storage) == FORTRAN_LBOUND;
+  value *arg1 = std::get<1> (m_storage)->evaluate (nullptr, exp, noside);
+  fortran_require_array (arg1->type (), lbound_p);
+
+  /* User asked for the bounds of a specific dimension of the array.  */
+  value *arg2 = std::get<2> (m_storage)->evaluate (nullptr, exp, noside);
+  type *type_arg2 = check_typedef (arg2->type ());
+  if (type_arg2->code () != TYPE_CODE_INT)
+    {
+      if (lbound_p)
+       error (_("LBOUND second argument should be an integer"));
+      else
+       error (_("UBOUND second argument should be an integer"));
+    }
 
-/* Helper for PRINT_SUBEXP_F.  Arguments are as for PRINT_SUBEXP_F, except
-   the extra argument NAME which is the text that should be printed as the
-   name of this operation.  */
+  type *kind_arg = std::get<3> (m_storage);
+  gdb_assert (kind_arg->code () == TYPE_CODE_INT);
 
-static void
-print_binop_subexp_f (struct expression *exp, int *pos,
-                     struct ui_file *stream, enum precedence prec,
-                     const char *name)
-{
-  (*pos)++;
-  fprintf_filtered (stream, "%s(", name);
-  print_subexp (exp, pos, stream, PREC_SUFFIX);
-  fputs_filtered (",", stream);
-  print_subexp (exp, pos, stream, PREC_SUFFIX);
-  fputs_filtered (")", stream);
+  return fortran_bounds_for_dimension (lbound_p, arg1, arg2, kind_arg);
 }
 
-/* Special expression printing for Fortran.  */
+/* Implement STRUCTOP_STRUCT for Fortran.  See operation::evaluate in
+   expression.h for argument descriptions.  */
 
-static void
-print_subexp_f (struct expression *exp, int *pos,
-               struct ui_file *stream, enum precedence prec)
+value *
+fortran_structop_operation::evaluate (struct type *expect_type,
+                                     struct expression *exp,
+                                     enum noside noside)
 {
-  int pc = *pos;
-  enum exp_opcode op = exp->elts[pc].opcode;
-
-  switch (op)
+  value *arg1 = std::get<0> (m_storage)->evaluate (nullptr, exp, noside);
+  const char *str = std::get<1> (m_storage).c_str ();
+  if (noside == EVAL_AVOID_SIDE_EFFECTS)
     {
-    default:
-      print_subexp_standard (exp, pos, stream, prec);
-      return;
-
-    case UNOP_FORTRAN_KIND:
-      print_unop_subexp_f (exp, pos, stream, prec, "KIND");
-      return;
-
-    case UNOP_FORTRAN_FLOOR:
-      print_unop_subexp_f (exp, pos, stream, prec, "FLOOR");
-      return;
-
-    case UNOP_FORTRAN_CEILING:
-      print_unop_subexp_f (exp, pos, stream, prec, "CEILING");
-      return;
-
-    case BINOP_FORTRAN_CMPLX:
-      print_binop_subexp_f (exp, pos, stream, prec, "CMPLX");
-      return;
-
-    case BINOP_FORTRAN_MODULO:
-      print_binop_subexp_f (exp, pos, stream, prec, "MODULO");
-      return;
+      struct type *type = lookup_struct_elt_type (arg1->type (), str, 1);
 
-    case OP_F77_UNDETERMINED_ARGLIST:
-      (*pos)++;
-      print_subexp_funcall (exp, pos, stream);
-      return;
+      if (type != nullptr && is_dynamic_type (type))
+       arg1 = std::get<0> (m_storage)->evaluate (nullptr, exp, EVAL_NORMAL);
     }
-}
-
-/* Special expression dumping for Fortran.  */
 
-static int
-dump_subexp_body_f (struct expression *exp,
-                   struct ui_file *stream, int elt)
-{
-  int opcode = exp->elts[elt].opcode;
-  int oplen, nargs, i;
+  value *elt = value_struct_elt (&arg1, {}, str, NULL, "structure");
 
-  switch (opcode)
+  if (noside == EVAL_AVOID_SIDE_EFFECTS)
     {
-    default:
-      return dump_subexp_body_standard (exp, stream, elt);
-
-    case UNOP_FORTRAN_KIND:
-    case UNOP_FORTRAN_FLOOR:
-    case UNOP_FORTRAN_CEILING:
-    case BINOP_FORTRAN_CMPLX:
-    case BINOP_FORTRAN_MODULO:
-      operator_length_f (exp, (elt + 1), &oplen, &nargs);
-      break;
-
-    case OP_F77_UNDETERMINED_ARGLIST:
-      return dump_subexp_body_funcall (exp, stream, elt + 1);
+      struct type *elt_type = elt->type ();
+      if (is_dynamic_type (elt_type))
+       {
+         const gdb_byte *valaddr = elt->contents_for_printing ().data ();
+         CORE_ADDR address = elt->address ();
+         gdb::array_view<const gdb_byte> view
+           = gdb::make_array_view (valaddr, elt_type->length ());
+         elt_type = resolve_dynamic_type (elt_type, view, address);
+       }
+      elt = value::zero (elt_type, elt->lval ());
     }
 
-  elt += oplen;
-  for (i = 0; i < nargs; i += 1)
-    elt = dump_subexp (exp, stream, elt);
-
   return elt;
 }
 
-/* Special expression checking for Fortran.  */
+} /* namespace expr */
 
-static int
-operator_check_f (struct expression *exp, int pos,
-                 int (*objfile_func) (struct objfile *objfile,
-                                      void *data),
-                 void *data)
-{
-  const union exp_element *const elts = exp->elts;
-
-  switch (elts[pos].opcode)
-    {
-    case UNOP_FORTRAN_KIND:
-    case UNOP_FORTRAN_FLOOR:
-    case UNOP_FORTRAN_CEILING:
-    case BINOP_FORTRAN_CMPLX:
-    case BINOP_FORTRAN_MODULO:
-      /* Any references to objfiles are held in the arguments to this
-        expression, not within the expression itself, so no additional
-        checking is required here, the outer expression iteration code
-        will take care of checking each argument.  */
-      break;
+/* See language.h.  */
 
-    default:
-      return operator_check_standard (exp, pos, objfile_func, data);
-    }
+void
+f_language::print_array_index (struct type *index_type, LONGEST index,
+                              struct ui_file *stream,
+                              const value_print_options *options) const
+{
+  struct value *index_value = value_from_longest (index_type, index);
 
-  return 0;
+  gdb_printf (stream, "(");
+  value_print (index_value, stream, options);
+  gdb_printf (stream, ") = ");
 }
 
-/* Expression processing for Fortran.  */
-const struct exp_descriptor f_language::exp_descriptor_tab =
-{
-  print_subexp_f,
-  operator_length_f,
-  operator_check_f,
-  dump_subexp_body_f,
-  evaluate_subexp_f
-};
-
 /* See language.h.  */
 
 void
@@ -1169,12 +1694,12 @@ f_language::language_arch_info (struct gdbarch *gdbarch,
   add (builtin->builtin_real);
   add (builtin->builtin_real_s8);
   add (builtin->builtin_real_s16);
+  add (builtin->builtin_complex);
   add (builtin->builtin_complex_s8);
-  add (builtin->builtin_complex_s16);
   add (builtin->builtin_void);
 
   lai->set_string_char_type (builtin->builtin_character);
-  lai->set_bool_type (builtin->builtin_logical_s2, "logical");
+  lai->set_bool_type (builtin->builtin_logical, "logical");
 }
 
 /* See language.h.  */
@@ -1208,84 +1733,93 @@ f_language::get_symbol_name_matcher_inner
 
 static f_language f_language_defn;
 
-static void *
+static struct builtin_f_type *
 build_fortran_types (struct gdbarch *gdbarch)
 {
-  struct builtin_f_type *builtin_f_type
-    = GDBARCH_OBSTACK_ZALLOC (gdbarch, struct builtin_f_type);
+  struct builtin_f_type *builtin_f_type = new struct builtin_f_type;
 
-  builtin_f_type->builtin_void
-    = arch_type (gdbarch, TYPE_CODE_VOID, TARGET_CHAR_BIT, "void");
+  builtin_f_type->builtin_void = builtin_type (gdbarch)->builtin_void;
+
+  type_allocator alloc (gdbarch);
 
   builtin_f_type->builtin_character
-    = arch_type (gdbarch, TYPE_CODE_CHAR, TARGET_CHAR_BIT, "character");
+    = alloc.new_type (TYPE_CODE_CHAR, TARGET_CHAR_BIT, "character");
 
   builtin_f_type->builtin_logical_s1
-    = arch_boolean_type (gdbarch, TARGET_CHAR_BIT, 1, "logical*1");
-
-  builtin_f_type->builtin_integer_s2
-    = arch_integer_type (gdbarch, gdbarch_short_bit (gdbarch), 0,
-                        "integer*2");
-
-  builtin_f_type->builtin_integer_s8
-    = arch_integer_type (gdbarch, gdbarch_long_long_bit (gdbarch), 0,
-                        "integer*8");
+    = init_boolean_type (alloc, TARGET_CHAR_BIT, 1, "logical*1");
 
   builtin_f_type->builtin_logical_s2
-    = arch_boolean_type (gdbarch, gdbarch_short_bit (gdbarch), 1,
-                        "logical*2");
+    = init_boolean_type (alloc, gdbarch_short_bit (gdbarch), 1, "logical*2");
+
+  builtin_f_type->builtin_logical
+    = init_boolean_type (alloc, gdbarch_int_bit (gdbarch), 1, "logical*4");
 
   builtin_f_type->builtin_logical_s8
-    = arch_boolean_type (gdbarch, gdbarch_long_long_bit (gdbarch), 1,
+    = init_boolean_type (alloc, gdbarch_long_long_bit (gdbarch), 1,
                         "logical*8");
 
+  builtin_f_type->builtin_integer_s1
+    = init_integer_type (alloc, TARGET_CHAR_BIT, 0, "integer*1");
+
+  builtin_f_type->builtin_integer_s2
+    = init_integer_type (alloc, gdbarch_short_bit (gdbarch), 0, "integer*2");
+
   builtin_f_type->builtin_integer
-    = arch_integer_type (gdbarch, gdbarch_int_bit (gdbarch), 0,
-                        "integer");
+    = init_integer_type (alloc, gdbarch_int_bit (gdbarch), 0, "integer*4");
 
-  builtin_f_type->builtin_logical
-    = arch_boolean_type (gdbarch, gdbarch_int_bit (gdbarch), 1,
-                        "logical*4");
+  builtin_f_type->builtin_integer_s8
+    = init_integer_type (alloc, gdbarch_long_long_bit (gdbarch), 0,
+                        "integer*8");
 
   builtin_f_type->builtin_real
-    = arch_float_type (gdbarch, gdbarch_float_bit (gdbarch),
-                      "real", gdbarch_float_format (gdbarch));
+    = init_float_type (alloc, gdbarch_float_bit (gdbarch),
+                      "real*4", gdbarch_float_format (gdbarch));
+
   builtin_f_type->builtin_real_s8
-    = arch_float_type (gdbarch, gdbarch_double_bit (gdbarch),
+    = init_float_type (alloc, gdbarch_double_bit (gdbarch),
                       "real*8", gdbarch_double_format (gdbarch));
+
   auto fmt = gdbarch_floatformat_for_type (gdbarch, "real(kind=16)", 128);
   if (fmt != nullptr)
     builtin_f_type->builtin_real_s16
-      = arch_float_type (gdbarch, 128, "real*16", fmt);
+      = init_float_type (alloc, 128, "real*16", fmt);
   else if (gdbarch_long_double_bit (gdbarch) == 128)
     builtin_f_type->builtin_real_s16
-      = arch_float_type (gdbarch, gdbarch_long_double_bit (gdbarch),
+      = init_float_type (alloc, gdbarch_long_double_bit (gdbarch),
                         "real*16", gdbarch_long_double_format (gdbarch));
   else
     builtin_f_type->builtin_real_s16
-      = arch_type (gdbarch, TYPE_CODE_ERROR, 128, "real*16");
+      = alloc.new_type (TYPE_CODE_ERROR, 128, "real*16");
+
+  builtin_f_type->builtin_complex
+    = init_complex_type ("complex*4", builtin_f_type->builtin_real);
 
   builtin_f_type->builtin_complex_s8
-    = init_complex_type ("complex*8", builtin_f_type->builtin_real);
-  builtin_f_type->builtin_complex_s16
-    = init_complex_type ("complex*16", builtin_f_type->builtin_real_s8);
+    = init_complex_type ("complex*8", builtin_f_type->builtin_real_s8);
 
   if (builtin_f_type->builtin_real_s16->code () == TYPE_CODE_ERROR)
-    builtin_f_type->builtin_complex_s32
-      = arch_type (gdbarch, TYPE_CODE_ERROR, 256, "complex*32");
+    builtin_f_type->builtin_complex_s16
+      = alloc.new_type (TYPE_CODE_ERROR, 256, "complex*16");
   else
-    builtin_f_type->builtin_complex_s32
-      = init_complex_type ("complex*32", builtin_f_type->builtin_real_s16);
+    builtin_f_type->builtin_complex_s16
+      = init_complex_type ("complex*16", builtin_f_type->builtin_real_s16);
 
   return builtin_f_type;
 }
 
-static struct gdbarch_data *f_type_data;
+static const registry<gdbarch>::key<struct builtin_f_type> f_type_data;
 
 const struct builtin_f_type *
 builtin_f_type (struct gdbarch *gdbarch)
 {
-  return (const struct builtin_f_type *) gdbarch_data (gdbarch, f_type_data);
+  struct builtin_f_type *result = f_type_data.get (gdbarch);
+  if (result == nullptr)
+    {
+      result = build_fortran_types (gdbarch);
+      f_type_data.set (gdbarch, result);
+    }
+
+  return result;
 }
 
 /* Command-list for the "set/show fortran" prefix command.  */
@@ -1296,15 +1830,12 @@ void _initialize_f_language ();
 void
 _initialize_f_language ()
 {
-  f_type_data = gdbarch_data_register_post_init (build_fortran_types);
-
-  add_basic_prefix_cmd ("fortran", no_class,
-                       _("Prefix command for changing Fortran-specific settings."),
-                       &set_fortran_list, "set fortran ", 0, &setlist);
-
-  add_show_prefix_cmd ("fortran", no_class,
-                      _("Generic command for showing Fortran-specific settings."),
-                      &show_fortran_list, "show fortran ", 0, &showlist);
+  add_setshow_prefix_cmd
+    ("fortran", no_class,
+     _("Prefix command for changing Fortran-specific settings."),
+     _("Generic command for showing Fortran-specific settings."),
+     &set_fortran_list, &show_fortran_list,
+     &setlist, &showlist);
 
   add_setshow_boolean_cmd ("repack-array-slices", class_vars,
                           &repack_array_slices, _("\
@@ -1355,16 +1886,15 @@ fortran_argument_convert (struct value *value, bool is_artificial)
     {
       /* If the value is not in the inferior e.g. registers values,
         convenience variables and user input.  */
-      if (VALUE_LVAL (value) != lval_memory)
+      if (value->lval () != lval_memory)
        {
-         struct type *type = value_type (value);
-         const int length = TYPE_LENGTH (type);
+         struct type *type = value->type ();
+         const int length = type->length ();
          const CORE_ADDR addr
            = value_as_long (value_allocate_space_in_inferior (length));
-         write_memory (addr, value_contents (value), length);
-         struct value *val
-           = value_from_contents_and_address (type, value_contents (value),
-                                              addr);
+         write_memory (addr, value->contents ().data (), length);
+         struct value *val = value_from_contents_and_address
+           (type, value->contents ().data (), addr);
          return value_addr (val);
        }
       else
@@ -1373,13 +1903,72 @@ fortran_argument_convert (struct value *value, bool is_artificial)
     return value;
 }
 
+/* Prepare (and return) an argument value ready for an inferior function
+   call to a Fortran function.  EXP and POS are the expressions describing
+   the argument to prepare.  ARG_NUM is the argument number being
+   prepared, with 0 being the first argument and so on.  FUNC_TYPE is the
+   type of the function being called.
+
+   IS_INTERNAL_CALL_P is true if this is a call to a function of type
+   TYPE_CODE_INTERNAL_FUNCTION, otherwise this parameter is false.
+
+   NOSIDE has its usual meaning for expression parsing (see eval.c).
+
+   Arguments in Fortran are normally passed by address, we coerce the
+   arguments here rather than in value_arg_coerce as otherwise the call to
+   malloc (to place the non-lvalue parameters in target memory) is hit by
+   this Fortran specific logic.  This results in malloc being called with a
+   pointer to an integer followed by an attempt to malloc the arguments to
+   malloc in target memory.  Infinite recursion ensues.  */
+
+static value *
+fortran_prepare_argument (struct expression *exp,
+                         expr::operation *subexp,
+                         int arg_num, bool is_internal_call_p,
+                         struct type *func_type, enum noside noside)
+{
+  if (is_internal_call_p)
+    return subexp->evaluate_with_coercion (exp, noside);
+
+  bool is_artificial = ((arg_num >= func_type->num_fields ())
+                       ? true
+                       : func_type->field (arg_num).is_artificial ());
+
+  /* If this is an artificial argument, then either, this is an argument
+     beyond the end of the known arguments, or possibly, there are no known
+     arguments (maybe missing debug info).
+
+     For these artificial arguments, if the user has prefixed it with '&'
+     (for address-of), then lets always allow this to succeed, even if the
+     argument is not actually in inferior memory.  This will allow the user
+     to pass arguments to a Fortran function even when there's no debug
+     information.
+
+     As we already pass the address of non-artificial arguments, all we
+     need to do if skip the UNOP_ADDR operator in the expression and mark
+     the argument as non-artificial.  */
+  if (is_artificial)
+    {
+      expr::unop_addr_operation *addrop
+       = dynamic_cast<expr::unop_addr_operation *> (subexp);
+      if (addrop != nullptr)
+       {
+         subexp = addrop->get_expression ().get ();
+         is_artificial = false;
+       }
+    }
+
+  struct value *arg_val = subexp->evaluate_with_coercion (exp, noside);
+  return fortran_argument_convert (arg_val, is_artificial);
+}
+
 /* See f-lang.h.  */
 
 struct type *
 fortran_preserve_arg_pointer (struct value *arg, struct type *type)
 {
-  if (value_type (arg)->code () == TYPE_CODE_PTR)
-    return value_type (arg);
+  if (arg->type ()->code () == TYPE_CODE_PTR)
+    return arg->type ();
   return type;
 }
 
@@ -1414,14 +2003,14 @@ fortran_adjust_dynamic_array_base_address_hack (struct type *type,
        error ("failed to get range bounds");
 
       /* Figure out the stride for this dimension.  */
-      struct type *elt_type = check_typedef (TYPE_TARGET_TYPE (tmp_type));
+      struct type *elt_type = check_typedef (tmp_type->target_type ());
       stride = tmp_type->index_type ()->bounds ()->bit_stride ();
       if (stride == 0)
        stride = type_length_units (elt_type);
       else
        {
-         struct gdbarch *arch = get_type_arch (elt_type);
-         int unit_size = gdbarch_addressable_memory_unit_size (arch);
+         int unit_size
+           = gdbarch_addressable_memory_unit_size (elt_type->arch ());
          stride /= (unit_size * 8);
        }
 
@@ -1432,7 +2021,7 @@ fortran_adjust_dynamic_array_base_address_hack (struct type *type,
       if (stride < 0 && lowerbound < upperbound)
        offset = (upperbound - lowerbound) * stride;
       total_offset += offset;
-      tmp_type = TYPE_TARGET_TYPE (tmp_type);
+      tmp_type = tmp_type->target_type ();
     }
 
   /* Adjust the address of this object and return it.  */