~ubuntu-branches/debian/stretch/gcc-6-doc/stretch

« back to all changes in this revision

Viewing changes to .pc/from-debian-gcc-rename-info-files.diff/gcc/doc/cpp.texi

  • Committer: Package Import Robot
  • Author(s): Guo Yixuan (郭溢譞)
  • Date: 2016-05-06 21:45:33 UTC
  • Revision ID: package-import@ubuntu.com-20160506214533-1ro717riyxkhd4kn
Tags: 6.1.0-1
* New upstream branch. (Closes: #822667)
* Synced patches with gcc-6, 6.1.1-1.
* Use https URIs for Vcs-*.
* Bumped standards version to 3.9.8, no changes needed.
* Update debian/copyright.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
\input texinfo
 
2
@setfilename cpp.info
 
3
@settitle The C Preprocessor
 
4
@setchapternewpage off
 
5
@c @smallbook
 
6
@c @cropmarks
 
7
@c @finalout
 
8
 
 
9
@include gcc-common.texi
 
10
 
 
11
@copying
 
12
@c man begin COPYRIGHT
 
13
Copyright @copyright{} 1987-2016 Free Software Foundation, Inc.
 
14
 
 
15
Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
 
16
under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
 
17
any later version published by the Free Software Foundation.  A copy of
 
18
the license is included in the
 
19
@c man end
 
20
section entitled ``GNU Free Documentation License''.
 
21
@ignore
 
22
@c man begin COPYRIGHT
 
23
man page gfdl(7).
 
24
@c man end
 
25
@end ignore
 
26
 
 
27
@c man begin COPYRIGHT
 
28
This manual contains no Invariant Sections.  The Front-Cover Texts are
 
29
(a) (see below), and the Back-Cover Texts are (b) (see below).
 
30
 
 
31
(a) The FSF's Front-Cover Text is:
 
32
 
 
33
     A GNU Manual
 
34
 
 
35
(b) The FSF's Back-Cover Text is:
 
36
 
 
37
     You have freedom to copy and modify this GNU Manual, like GNU
 
38
     software.  Copies published by the Free Software Foundation raise
 
39
     funds for GNU development.
 
40
@c man end
 
41
@end copying
 
42
 
 
43
@c Create a separate index for command line options.
 
44
@defcodeindex op
 
45
@syncodeindex vr op
 
46
 
 
47
@c Used in cppopts.texi and cppenv.texi.
 
48
@set cppmanual
 
49
 
 
50
@ifinfo
 
51
@dircategory Software development
 
52
@direntry
 
53
* Cpp: (cpp).                  The GNU C preprocessor.
 
54
@end direntry
 
55
@end ifinfo
 
56
 
 
57
@titlepage
 
58
@title The C Preprocessor
 
59
@versionsubtitle
 
60
@author Richard M. Stallman, Zachary Weinberg
 
61
@page
 
62
@c There is a fill at the bottom of the page, so we need a filll to
 
63
@c override it.
 
64
@vskip 0pt plus 1filll
 
65
@insertcopying
 
66
@end titlepage
 
67
@contents
 
68
@page
 
69
 
 
70
@ifnottex
 
71
@node Top
 
72
@top
 
73
The C preprocessor implements the macro language used to transform C,
 
74
C++, and Objective-C programs before they are compiled.  It can also be
 
75
useful on its own.
 
76
 
 
77
@menu
 
78
* Overview::
 
79
* Header Files::
 
80
* Macros::
 
81
* Conditionals::
 
82
* Diagnostics::
 
83
* Line Control::
 
84
* Pragmas::
 
85
* Other Directives::
 
86
* Preprocessor Output::
 
87
* Traditional Mode::
 
88
* Implementation Details::
 
89
* Invocation::
 
90
* Environment Variables::
 
91
* GNU Free Documentation License::
 
92
* Index of Directives::
 
93
* Option Index::
 
94
* Concept Index::
 
95
 
 
96
@detailmenu
 
97
 --- The Detailed Node Listing ---
 
98
 
 
99
Overview
 
100
 
 
101
* Character sets::
 
102
* Initial processing::
 
103
* Tokenization::
 
104
* The preprocessing language::
 
105
 
 
106
Header Files
 
107
 
 
108
* Include Syntax::
 
109
* Include Operation::
 
110
* Search Path::
 
111
* Once-Only Headers::
 
112
* Alternatives to Wrapper #ifndef::
 
113
* Computed Includes::
 
114
* Wrapper Headers::
 
115
* System Headers::
 
116
 
 
117
Macros
 
118
 
 
119
* Object-like Macros::
 
120
* Function-like Macros::
 
121
* Macro Arguments::
 
122
* Stringification::
 
123
* Concatenation::
 
124
* Variadic Macros::
 
125
* Predefined Macros::
 
126
* Undefining and Redefining Macros::
 
127
* Directives Within Macro Arguments::
 
128
* Macro Pitfalls::
 
129
 
 
130
Predefined Macros
 
131
 
 
132
* Standard Predefined Macros::
 
133
* Common Predefined Macros::
 
134
* System-specific Predefined Macros::
 
135
* C++ Named Operators::
 
136
 
 
137
Macro Pitfalls
 
138
 
 
139
* Misnesting::
 
140
* Operator Precedence Problems::
 
141
* Swallowing the Semicolon::
 
142
* Duplication of Side Effects::
 
143
* Self-Referential Macros::
 
144
* Argument Prescan::
 
145
* Newlines in Arguments::
 
146
 
 
147
Conditionals
 
148
 
 
149
* Conditional Uses::
 
150
* Conditional Syntax::
 
151
* Deleted Code::
 
152
 
 
153
Conditional Syntax
 
154
 
 
155
* Ifdef::
 
156
* If::
 
157
* Defined::
 
158
* Else::
 
159
* Elif::
 
160
 
 
161
Implementation Details
 
162
 
 
163
* Implementation-defined behavior::
 
164
* Implementation limits::
 
165
* Obsolete Features::
 
166
* Differences from previous versions::
 
167
 
 
168
Obsolete Features
 
169
 
 
170
* Obsolete Features::
 
171
 
 
172
@end detailmenu
 
173
@end menu
 
174
 
 
175
@insertcopying
 
176
@end ifnottex
 
177
 
 
178
@node Overview
 
179
@chapter Overview
 
180
@c man begin DESCRIPTION
 
181
The C preprocessor, often known as @dfn{cpp}, is a @dfn{macro processor}
 
182
that is used automatically by the C compiler to transform your program
 
183
before compilation.  It is called a macro processor because it allows
 
184
you to define @dfn{macros}, which are brief abbreviations for longer
 
185
constructs.
 
186
 
 
187
The C preprocessor is intended to be used only with C, C++, and
 
188
Objective-C source code.  In the past, it has been abused as a general
 
189
text processor.  It will choke on input which does not obey C's lexical
 
190
rules.  For example, apostrophes will be interpreted as the beginning of
 
191
character constants, and cause errors.  Also, you cannot rely on it
 
192
preserving characteristics of the input which are not significant to
 
193
C-family languages.  If a Makefile is preprocessed, all the hard tabs
 
194
will be removed, and the Makefile will not work.
 
195
 
 
196
Having said that, you can often get away with using cpp on things which
 
197
are not C@.  Other Algol-ish programming languages are often safe
 
198
(Pascal, Ada, etc.) So is assembly, with caution.  @option{-traditional-cpp}
 
199
mode preserves more white space, and is otherwise more permissive.  Many
 
200
of the problems can be avoided by writing C or C++ style comments
 
201
instead of native language comments, and keeping macros simple.
 
202
 
 
203
Wherever possible, you should use a preprocessor geared to the language
 
204
you are writing in.  Modern versions of the GNU assembler have macro
 
205
facilities.  Most high level programming languages have their own
 
206
conditional compilation and inclusion mechanism.  If all else fails,
 
207
try a true general text processor, such as GNU M4.
 
208
 
 
209
C preprocessors vary in some details.  This manual discusses the GNU C
 
210
preprocessor, which provides a small superset of the features of ISO
 
211
Standard C@.  In its default mode, the GNU C preprocessor does not do a
 
212
few things required by the standard.  These are features which are
 
213
rarely, if ever, used, and may cause surprising changes to the meaning
 
214
of a program which does not expect them.  To get strict ISO Standard C,
 
215
you should use the @option{-std=c90}, @option{-std=c99} or
 
216
@option{-std=c11} options, depending
 
217
on which version of the standard you want.  To get all the mandatory
 
218
diagnostics, you must also use @option{-pedantic}.  @xref{Invocation}.
 
219
 
 
220
This manual describes the behavior of the ISO preprocessor.  To
 
221
minimize gratuitous differences, where the ISO preprocessor's
 
222
behavior does not conflict with traditional semantics, the
 
223
traditional preprocessor should behave the same way.  The various
 
224
differences that do exist are detailed in the section @ref{Traditional
 
225
Mode}.
 
226
 
 
227
For clarity, unless noted otherwise, references to @samp{CPP} in this
 
228
manual refer to GNU CPP@.
 
229
@c man end
 
230
 
 
231
@menu
 
232
* Character sets::
 
233
* Initial processing::
 
234
* Tokenization::
 
235
* The preprocessing language::
 
236
@end menu
 
237
 
 
238
@node Character sets
 
239
@section Character sets
 
240
 
 
241
Source code character set processing in C and related languages is
 
242
rather complicated.  The C standard discusses two character sets, but
 
243
there are really at least four.
 
244
 
 
245
The files input to CPP might be in any character set at all.  CPP's
 
246
very first action, before it even looks for line boundaries, is to
 
247
convert the file into the character set it uses for internal
 
248
processing.  That set is what the C standard calls the @dfn{source}
 
249
character set.  It must be isomorphic with ISO 10646, also known as
 
250
Unicode.  CPP uses the UTF-8 encoding of Unicode.
 
251
 
 
252
The character sets of the input files are specified using the
 
253
@option{-finput-charset=} option.
 
254
 
 
255
All preprocessing work (the subject of the rest of this manual) is
 
256
carried out in the source character set.  If you request textual
 
257
output from the preprocessor with the @option{-E} option, it will be
 
258
in UTF-8.
 
259
 
 
260
After preprocessing is complete, string and character constants are
 
261
converted again, into the @dfn{execution} character set.  This
 
262
character set is under control of the user; the default is UTF-8,
 
263
matching the source character set.  Wide string and character
 
264
constants have their own character set, which is not called out
 
265
specifically in the standard.  Again, it is under control of the user.
 
266
The default is UTF-16 or UTF-32, whichever fits in the target's
 
267
@code{wchar_t} type, in the target machine's byte
 
268
order.@footnote{UTF-16 does not meet the requirements of the C
 
269
standard for a wide character set, but the choice of 16-bit
 
270
@code{wchar_t} is enshrined in some system ABIs so we cannot fix
 
271
this.}  Octal and hexadecimal escape sequences do not undergo
 
272
conversion; @t{'\x12'} has the value 0x12 regardless of the currently
 
273
selected execution character set.  All other escapes are replaced by
 
274
the character in the source character set that they represent, then
 
275
converted to the execution character set, just like unescaped
 
276
characters.
 
277
 
 
278
In identifiers, characters outside the ASCII range can only be
 
279
specified with the @samp{\u} and @samp{\U} escapes, not used
 
280
directly.  If strict ISO C90 conformance is specified with an option
 
281
such as @option{-std=c90}, or @option{-fno-extended-identifiers} is
 
282
used, then those escapes are not permitted in identifiers.
 
283
 
 
284
@node Initial processing
 
285
@section Initial processing
 
286
 
 
287
The preprocessor performs a series of textual transformations on its
 
288
input.  These happen before all other processing.  Conceptually, they
 
289
happen in a rigid order, and the entire file is run through each
 
290
transformation before the next one begins.  CPP actually does them
 
291
all at once, for performance reasons.  These transformations correspond
 
292
roughly to the first three ``phases of translation'' described in the C
 
293
standard.
 
294
 
 
295
@enumerate
 
296
@item
 
297
@cindex line endings
 
298
The input file is read into memory and broken into lines.
 
299
 
 
300
Different systems use different conventions to indicate the end of a
 
301
line.  GCC accepts the ASCII control sequences @kbd{LF}, @kbd{@w{CR
 
302
LF}} and @kbd{CR} as end-of-line markers.  These are the canonical
 
303
sequences used by Unix, DOS and VMS, and the classic Mac OS (before
 
304
OSX) respectively.  You may therefore safely copy source code written
 
305
on any of those systems to a different one and use it without
 
306
conversion.  (GCC may lose track of the current line number if a file
 
307
doesn't consistently use one convention, as sometimes happens when it
 
308
is edited on computers with different conventions that share a network
 
309
file system.)
 
310
 
 
311
If the last line of any input file lacks an end-of-line marker, the end
 
312
of the file is considered to implicitly supply one.  The C standard says
 
313
that this condition provokes undefined behavior, so GCC will emit a
 
314
warning message.
 
315
 
 
316
@item
 
317
@cindex trigraphs
 
318
@anchor{trigraphs}If trigraphs are enabled, they are replaced by their
 
319
corresponding single characters.  By default GCC ignores trigraphs,
 
320
but if you request a strictly conforming mode with the @option{-std}
 
321
option, or you specify the @option{-trigraphs} option, then it
 
322
converts them.
 
323
 
 
324
These are nine three-character sequences, all starting with @samp{??},
 
325
that are defined by ISO C to stand for single characters.  They permit
 
326
obsolete systems that lack some of C's punctuation to use C@.  For
 
327
example, @samp{??/} stands for @samp{\}, so @t{'??/n'} is a character
 
328
constant for a newline.
 
329
 
 
330
Trigraphs are not popular and many compilers implement them
 
331
incorrectly.  Portable code should not rely on trigraphs being either
 
332
converted or ignored.  With @option{-Wtrigraphs} GCC will warn you
 
333
when a trigraph may change the meaning of your program if it were
 
334
converted.  @xref{Wtrigraphs}.
 
335
 
 
336
In a string constant, you can prevent a sequence of question marks
 
337
from being confused with a trigraph by inserting a backslash between
 
338
the question marks, or by separating the string literal at the
 
339
trigraph and making use of string literal concatenation.  @t{"(??\?)"}
 
340
is the string @samp{(???)}, not @samp{(?]}.  Traditional C compilers
 
341
do not recognize these idioms.
 
342
 
 
343
The nine trigraphs and their replacements are
 
344
 
 
345
@smallexample
 
346
Trigraph:       ??(  ??)  ??<  ??>  ??=  ??/  ??'  ??!  ??-
 
347
Replacement:      [    ]    @{    @}    #    \    ^    |    ~
 
348
@end smallexample
 
349
 
 
350
@item
 
351
@cindex continued lines
 
352
@cindex backslash-newline
 
353
Continued lines are merged into one long line.
 
354
 
 
355
A continued line is a line which ends with a backslash, @samp{\}.  The
 
356
backslash is removed and the following line is joined with the current
 
357
one.  No space is inserted, so you may split a line anywhere, even in
 
358
the middle of a word.  (It is generally more readable to split lines
 
359
only at white space.)
 
360
 
 
361
The trailing backslash on a continued line is commonly referred to as a
 
362
@dfn{backslash-newline}.
 
363
 
 
364
If there is white space between a backslash and the end of a line, that
 
365
is still a continued line.  However, as this is usually the result of an
 
366
editing mistake, and many compilers will not accept it as a continued
 
367
line, GCC will warn you about it.
 
368
 
 
369
@item
 
370
@cindex comments
 
371
@cindex line comments
 
372
@cindex block comments
 
373
All comments are replaced with single spaces.
 
374
 
 
375
There are two kinds of comments.  @dfn{Block comments} begin with
 
376
@samp{/*} and continue until the next @samp{*/}.  Block comments do not
 
377
nest:
 
378
 
 
379
@smallexample
 
380
/* @r{this is} /* @r{one comment} */ @r{text outside comment}
 
381
@end smallexample
 
382
 
 
383
@dfn{Line comments} begin with @samp{//} and continue to the end of the
 
384
current line.  Line comments do not nest either, but it does not matter,
 
385
because they would end in the same place anyway.
 
386
 
 
387
@smallexample
 
388
// @r{this is} // @r{one comment}
 
389
@r{text outside comment}
 
390
@end smallexample
 
391
@end enumerate
 
392
 
 
393
It is safe to put line comments inside block comments, or vice versa.
 
394
 
 
395
@smallexample
 
396
@group
 
397
/* @r{block comment}
 
398
   // @r{contains line comment}
 
399
   @r{yet more comment}
 
400
 */ @r{outside comment}
 
401
 
 
402
// @r{line comment} /* @r{contains block comment} */
 
403
@end group
 
404
@end smallexample
 
405
 
 
406
But beware of commenting out one end of a block comment with a line
 
407
comment.
 
408
 
 
409
@smallexample
 
410
@group
 
411
 // @r{l.c.}  /* @r{block comment begins}
 
412
    @r{oops! this isn't a comment anymore} */
 
413
@end group
 
414
@end smallexample
 
415
 
 
416
Comments are not recognized within string literals.
 
417
@t{@w{"/* blah */"}} is the string constant @samp{@w{/* blah */}}, not
 
418
an empty string.
 
419
 
 
420
Line comments are not in the 1989 edition of the C standard, but they
 
421
are recognized by GCC as an extension.  In C++ and in the 1999 edition
 
422
of the C standard, they are an official part of the language.
 
423
 
 
424
Since these transformations happen before all other processing, you can
 
425
split a line mechanically with backslash-newline anywhere.  You can
 
426
comment out the end of a line.  You can continue a line comment onto the
 
427
next line with backslash-newline.  You can even split @samp{/*},
 
428
@samp{*/}, and @samp{//} onto multiple lines with backslash-newline.
 
429
For example:
 
430
 
 
431
@smallexample
 
432
@group
 
433
/\
 
434
*
 
435
*/ # /*
 
436
*/ defi\
 
437
ne FO\
 
438
O 10\
 
439
20
 
440
@end group
 
441
@end smallexample
 
442
 
 
443
@noindent
 
444
is equivalent to @code{@w{#define FOO 1020}}.  All these tricks are
 
445
extremely confusing and should not be used in code intended to be
 
446
readable.
 
447
 
 
448
There is no way to prevent a backslash at the end of a line from being
 
449
interpreted as a backslash-newline.  This cannot affect any correct
 
450
program, however.
 
451
 
 
452
@node Tokenization
 
453
@section Tokenization
 
454
 
 
455
@cindex tokens
 
456
@cindex preprocessing tokens
 
457
After the textual transformations are finished, the input file is
 
458
converted into a sequence of @dfn{preprocessing tokens}.  These mostly
 
459
correspond to the syntactic tokens used by the C compiler, but there are
 
460
a few differences.  White space separates tokens; it is not itself a
 
461
token of any kind.  Tokens do not have to be separated by white space,
 
462
but it is often necessary to avoid ambiguities.
 
463
 
 
464
When faced with a sequence of characters that has more than one possible
 
465
tokenization, the preprocessor is greedy.  It always makes each token,
 
466
starting from the left, as big as possible before moving on to the next
 
467
token.  For instance, @code{a+++++b} is interpreted as
 
468
@code{@w{a ++ ++ + b}}, not as @code{@w{a ++ + ++ b}}, even though the
 
469
latter tokenization could be part of a valid C program and the former
 
470
could not.
 
471
 
 
472
Once the input file is broken into tokens, the token boundaries never
 
473
change, except when the @samp{##} preprocessing operator is used to paste
 
474
tokens together.  @xref{Concatenation}.  For example,
 
475
 
 
476
@smallexample
 
477
@group
 
478
#define foo() bar
 
479
foo()baz
 
480
     @expansion{} bar baz
 
481
@emph{not}
 
482
     @expansion{} barbaz
 
483
@end group
 
484
@end smallexample
 
485
 
 
486
The compiler does not re-tokenize the preprocessor's output.  Each
 
487
preprocessing token becomes one compiler token.
 
488
 
 
489
@cindex identifiers
 
490
Preprocessing tokens fall into five broad classes: identifiers,
 
491
preprocessing numbers, string literals, punctuators, and other.  An
 
492
@dfn{identifier} is the same as an identifier in C: any sequence of
 
493
letters, digits, or underscores, which begins with a letter or
 
494
underscore.  Keywords of C have no significance to the preprocessor;
 
495
they are ordinary identifiers.  You can define a macro whose name is a
 
496
keyword, for instance.  The only identifier which can be considered a
 
497
preprocessing keyword is @code{defined}.  @xref{Defined}.
 
498
 
 
499
This is mostly true of other languages which use the C preprocessor.
 
500
However, a few of the keywords of C++ are significant even in the
 
501
preprocessor.  @xref{C++ Named Operators}.
 
502
 
 
503
In the 1999 C standard, identifiers may contain letters which are not
 
504
part of the ``basic source character set'', at the implementation's
 
505
discretion (such as accented Latin letters, Greek letters, or Chinese
 
506
ideograms).  This may be done with an extended character set, or the
 
507
@samp{\u} and @samp{\U} escape sequences.  GCC only accepts such
 
508
characters in the @samp{\u} and @samp{\U} forms.
 
509
 
 
510
As an extension, GCC treats @samp{$} as a letter.  This is for
 
511
compatibility with some systems, such as VMS, where @samp{$} is commonly
 
512
used in system-defined function and object names.  @samp{$} is not a
 
513
letter in strictly conforming mode, or if you specify the @option{-$}
 
514
option.  @xref{Invocation}.
 
515
 
 
516
@cindex numbers
 
517
@cindex preprocessing numbers
 
518
A @dfn{preprocessing number} has a rather bizarre definition.  The
 
519
category includes all the normal integer and floating point constants
 
520
one expects of C, but also a number of other things one might not
 
521
initially recognize as a number.  Formally, preprocessing numbers begin
 
522
with an optional period, a required decimal digit, and then continue
 
523
with any sequence of letters, digits, underscores, periods, and
 
524
exponents.  Exponents are the two-character sequences @samp{e+},
 
525
@samp{e-}, @samp{E+}, @samp{E-}, @samp{p+}, @samp{p-}, @samp{P+}, and
 
526
@samp{P-}.  (The exponents that begin with @samp{p} or @samp{P} are new
 
527
to C99.  They are used for hexadecimal floating-point constants.)
 
528
 
 
529
The purpose of this unusual definition is to isolate the preprocessor
 
530
from the full complexity of numeric constants.  It does not have to
 
531
distinguish between lexically valid and invalid floating-point numbers,
 
532
which is complicated.  The definition also permits you to split an
 
533
identifier at any position and get exactly two tokens, which can then be
 
534
pasted back together with the @samp{##} operator.
 
535
 
 
536
It's possible for preprocessing numbers to cause programs to be
 
537
misinterpreted.  For example, @code{0xE+12} is a preprocessing number
 
538
which does not translate to any valid numeric constant, therefore a
 
539
syntax error.  It does not mean @code{@w{0xE + 12}}, which is what you
 
540
might have intended.
 
541
 
 
542
@cindex string literals
 
543
@cindex string constants
 
544
@cindex character constants
 
545
@cindex header file names
 
546
@c the @: prevents makeinfo from turning '' into ".
 
547
@dfn{String literals} are string constants, character constants, and
 
548
header file names (the argument of @samp{#include}).@footnote{The C
 
549
standard uses the term @dfn{string literal} to refer only to what we are
 
550
calling @dfn{string constants}.}  String constants and character
 
551
constants are straightforward: @t{"@dots{}"} or @t{'@dots{}'}.  In
 
552
either case embedded quotes should be escaped with a backslash:
 
553
@t{'\'@:'} is the character constant for @samp{'}.  There is no limit on
 
554
the length of a character constant, but the value of a character
 
555
constant that contains more than one character is
 
556
implementation-defined.  @xref{Implementation Details}.
 
557
 
 
558
Header file names either look like string constants, @t{"@dots{}"}, or are
 
559
written with angle brackets instead, @t{<@dots{}>}.  In either case,
 
560
backslash is an ordinary character.  There is no way to escape the
 
561
closing quote or angle bracket.  The preprocessor looks for the header
 
562
file in different places depending on which form you use.  @xref{Include
 
563
Operation}.
 
564
 
 
565
No string literal may extend past the end of a line.  Older versions
 
566
of GCC accepted multi-line string constants.  You may use continued
 
567
lines instead, or string constant concatenation.  @xref{Differences
 
568
from previous versions}.
 
569
 
 
570
@cindex punctuators
 
571
@cindex digraphs
 
572
@cindex alternative tokens
 
573
@dfn{Punctuators} are all the usual bits of punctuation which are
 
574
meaningful to C and C++.  All but three of the punctuation characters in
 
575
ASCII are C punctuators.  The exceptions are @samp{@@}, @samp{$}, and
 
576
@samp{`}.  In addition, all the two- and three-character operators are
 
577
punctuators.  There are also six @dfn{digraphs}, which the C++ standard
 
578
calls @dfn{alternative tokens}, which are merely alternate ways to spell
 
579
other punctuators.  This is a second attempt to work around missing
 
580
punctuation in obsolete systems.  It has no negative side effects,
 
581
unlike trigraphs, but does not cover as much ground.  The digraphs and
 
582
their corresponding normal punctuators are:
 
583
 
 
584
@smallexample
 
585
Digraph:        <%  %>  <:  :>  %:  %:%:
 
586
Punctuator:      @{   @}   [   ]   #    ##
 
587
@end smallexample
 
588
 
 
589
@cindex other tokens
 
590
Any other single character is considered ``other''.  It is passed on to
 
591
the preprocessor's output unmolested.  The C compiler will almost
 
592
certainly reject source code containing ``other'' tokens.  In ASCII, the
 
593
only other characters are @samp{@@}, @samp{$}, @samp{`}, and control
 
594
characters other than NUL (all bits zero).  (Note that @samp{$} is
 
595
normally considered a letter.)  All characters with the high bit set
 
596
(numeric range 0x7F--0xFF) are also ``other'' in the present
 
597
implementation.  This will change when proper support for international
 
598
character sets is added to GCC@.
 
599
 
 
600
NUL is a special case because of the high probability that its
 
601
appearance is accidental, and because it may be invisible to the user
 
602
(many terminals do not display NUL at all).  Within comments, NULs are
 
603
silently ignored, just as any other character would be.  In running
 
604
text, NUL is considered white space.  For example, these two directives
 
605
have the same meaning.
 
606
 
 
607
@smallexample
 
608
#define X^@@1
 
609
#define X 1
 
610
@end smallexample
 
611
 
 
612
@noindent
 
613
(where @samp{^@@} is ASCII NUL)@.  Within string or character constants,
 
614
NULs are preserved.  In the latter two cases the preprocessor emits a
 
615
warning message.
 
616
 
 
617
@node The preprocessing language
 
618
@section The preprocessing language
 
619
@cindex directives
 
620
@cindex preprocessing directives
 
621
@cindex directive line
 
622
@cindex directive name
 
623
 
 
624
After tokenization, the stream of tokens may simply be passed straight
 
625
to the compiler's parser.  However, if it contains any operations in the
 
626
@dfn{preprocessing language}, it will be transformed first.  This stage
 
627
corresponds roughly to the standard's ``translation phase 4'' and is
 
628
what most people think of as the preprocessor's job.
 
629
 
 
630
The preprocessing language consists of @dfn{directives} to be executed
 
631
and @dfn{macros} to be expanded.  Its primary capabilities are:
 
632
 
 
633
@itemize @bullet
 
634
@item
 
635
Inclusion of header files.  These are files of declarations that can be
 
636
substituted into your program.
 
637
 
 
638
@item
 
639
Macro expansion.  You can define @dfn{macros}, which are abbreviations
 
640
for arbitrary fragments of C code.  The preprocessor will replace the
 
641
macros with their definitions throughout the program.  Some macros are
 
642
automatically defined for you.
 
643
 
 
644
@item
 
645
Conditional compilation.  You can include or exclude parts of the
 
646
program according to various conditions.
 
647
 
 
648
@item
 
649
Line control.  If you use a program to combine or rearrange source files
 
650
into an intermediate file which is then compiled, you can use line
 
651
control to inform the compiler where each source line originally came
 
652
from.
 
653
 
 
654
@item
 
655
Diagnostics.  You can detect problems at compile time and issue errors
 
656
or warnings.
 
657
@end itemize
 
658
 
 
659
There are a few more, less useful, features.
 
660
 
 
661
Except for expansion of predefined macros, all these operations are
 
662
triggered with @dfn{preprocessing directives}.  Preprocessing directives
 
663
are lines in your program that start with @samp{#}.  Whitespace is
 
664
allowed before and after the @samp{#}.  The @samp{#} is followed by an
 
665
identifier, the @dfn{directive name}.  It specifies the operation to
 
666
perform.  Directives are commonly referred to as @samp{#@var{name}}
 
667
where @var{name} is the directive name.  For example, @samp{#define} is
 
668
the directive that defines a macro.
 
669
 
 
670
The @samp{#} which begins a directive cannot come from a macro
 
671
expansion.  Also, the directive name is not macro expanded.  Thus, if
 
672
@code{foo} is defined as a macro expanding to @code{define}, that does
 
673
not make @samp{#foo} a valid preprocessing directive.
 
674
 
 
675
The set of valid directive names is fixed.  Programs cannot define new
 
676
preprocessing directives.
 
677
 
 
678
Some directives require arguments; these make up the rest of the
 
679
directive line and must be separated from the directive name by
 
680
whitespace.  For example, @samp{#define} must be followed by a macro
 
681
name and the intended expansion of the macro.
 
682
 
 
683
A preprocessing directive cannot cover more than one line.  The line
 
684
may, however, be continued with backslash-newline, or by a block comment
 
685
which extends past the end of the line.  In either case, when the
 
686
directive is processed, the continuations have already been merged with
 
687
the first line to make one long line.
 
688
 
 
689
@node Header Files
 
690
@chapter Header Files
 
691
 
 
692
@cindex header file
 
693
A header file is a file containing C declarations and macro definitions
 
694
(@pxref{Macros}) to be shared between several source files.  You request
 
695
the use of a header file in your program by @dfn{including} it, with the
 
696
C preprocessing directive @samp{#include}.
 
697
 
 
698
Header files serve two purposes.
 
699
 
 
700
@itemize @bullet
 
701
@item
 
702
@cindex system header files
 
703
System header files declare the interfaces to parts of the operating
 
704
system.  You include them in your program to supply the definitions and
 
705
declarations you need to invoke system calls and libraries.
 
706
 
 
707
@item
 
708
Your own header files contain declarations for interfaces between the
 
709
source files of your program.  Each time you have a group of related
 
710
declarations and macro definitions all or most of which are needed in
 
711
several different source files, it is a good idea to create a header
 
712
file for them.
 
713
@end itemize
 
714
 
 
715
Including a header file produces the same results as copying the header
 
716
file into each source file that needs it.  Such copying would be
 
717
time-consuming and error-prone.  With a header file, the related
 
718
declarations appear in only one place.  If they need to be changed, they
 
719
can be changed in one place, and programs that include the header file
 
720
will automatically use the new version when next recompiled.  The header
 
721
file eliminates the labor of finding and changing all the copies as well
 
722
as the risk that a failure to find one copy will result in
 
723
inconsistencies within a program.
 
724
 
 
725
In C, the usual convention is to give header files names that end with
 
726
@file{.h}.  It is most portable to use only letters, digits, dashes, and
 
727
underscores in header file names, and at most one dot.
 
728
 
 
729
@menu
 
730
* Include Syntax::
 
731
* Include Operation::
 
732
* Search Path::
 
733
* Once-Only Headers::
 
734
* Alternatives to Wrapper #ifndef::
 
735
* Computed Includes::
 
736
* Wrapper Headers::
 
737
* System Headers::
 
738
@end menu
 
739
 
 
740
@node Include Syntax
 
741
@section Include Syntax
 
742
 
 
743
@findex #include
 
744
Both user and system header files are included using the preprocessing
 
745
directive @samp{#include}.  It has two variants:
 
746
 
 
747
@table @code
 
748
@item #include <@var{file}>
 
749
This variant is used for system header files.  It searches for a file
 
750
named @var{file} in a standard list of system directories.  You can prepend
 
751
directories to this list with the @option{-I} option (@pxref{Invocation}).
 
752
 
 
753
@item #include "@var{file}"
 
754
This variant is used for header files of your own program.  It
 
755
searches for a file named @var{file} first in the directory containing
 
756
the current file, then in the quote directories and then the same
 
757
directories used for @code{<@var{file}>}.  You can prepend directories
 
758
to the list of quote directories with the @option{-iquote} option.
 
759
@end table
 
760
 
 
761
The argument of @samp{#include}, whether delimited with quote marks or
 
762
angle brackets, behaves like a string constant in that comments are not
 
763
recognized, and macro names are not expanded.  Thus, @code{@w{#include
 
764
<x/*y>}} specifies inclusion of a system header file named @file{x/*y}.
 
765
 
 
766
However, if backslashes occur within @var{file}, they are considered
 
767
ordinary text characters, not escape characters.  None of the character
 
768
escape sequences appropriate to string constants in C are processed.
 
769
Thus, @code{@w{#include "x\n\\y"}} specifies a filename containing three
 
770
backslashes.  (Some systems interpret @samp{\} as a pathname separator.
 
771
All of these also interpret @samp{/} the same way.  It is most portable
 
772
to use only @samp{/}.)
 
773
 
 
774
It is an error if there is anything (other than comments) on the line
 
775
after the file name.
 
776
 
 
777
@node Include Operation
 
778
@section Include Operation
 
779
 
 
780
The @samp{#include} directive works by directing the C preprocessor to
 
781
scan the specified file as input before continuing with the rest of the
 
782
current file.  The output from the preprocessor contains the output
 
783
already generated, followed by the output resulting from the included
 
784
file, followed by the output that comes from the text after the
 
785
@samp{#include} directive.  For example, if you have a header file
 
786
@file{header.h} as follows,
 
787
 
 
788
@smallexample
 
789
char *test (void);
 
790
@end smallexample
 
791
 
 
792
@noindent
 
793
and a main program called @file{program.c} that uses the header file,
 
794
like this,
 
795
 
 
796
@smallexample
 
797
int x;
 
798
#include "header.h"
 
799
 
 
800
int
 
801
main (void)
 
802
@{
 
803
  puts (test ());
 
804
@}
 
805
@end smallexample
 
806
 
 
807
@noindent
 
808
the compiler will see the same token stream as it would if
 
809
@file{program.c} read
 
810
 
 
811
@smallexample
 
812
int x;
 
813
char *test (void);
 
814
 
 
815
int
 
816
main (void)
 
817
@{
 
818
  puts (test ());
 
819
@}
 
820
@end smallexample
 
821
 
 
822
Included files are not limited to declarations and macro definitions;
 
823
those are merely the typical uses.  Any fragment of a C program can be
 
824
included from another file.  The include file could even contain the
 
825
beginning of a statement that is concluded in the containing file, or
 
826
the end of a statement that was started in the including file.  However,
 
827
an included file must consist of complete tokens.  Comments and string
 
828
literals which have not been closed by the end of an included file are
 
829
invalid.  For error recovery, they are considered to end at the end of
 
830
the file.
 
831
 
 
832
To avoid confusion, it is best if header files contain only complete
 
833
syntactic units---function declarations or definitions, type
 
834
declarations, etc.
 
835
 
 
836
The line following the @samp{#include} directive is always treated as a
 
837
separate line by the C preprocessor, even if the included file lacks a
 
838
final newline.
 
839
 
 
840
@node Search Path
 
841
@section Search Path
 
842
 
 
843
GCC looks in several different places for headers.  On a normal Unix
 
844
system, if you do not instruct it otherwise, it will look for headers
 
845
requested with @code{@w{#include <@var{file}>}} in:
 
846
 
 
847
@smallexample
 
848
/usr/local/include
 
849
@var{libdir}/gcc/@var{target}/@var{version}/include
 
850
/usr/@var{target}/include
 
851
/usr/include
 
852
@end smallexample
 
853
 
 
854
For C++ programs, it will also look in
 
855
@file{@var{libdir}/../include/c++/@var{version}},
 
856
first.  In the above, @var{target} is the canonical name of the system
 
857
GCC was configured to compile code for; often but not always the same as
 
858
the canonical name of the system it runs on.  @var{version} is the
 
859
version of GCC in use.
 
860
 
 
861
You can add to this list with the @option{-I@var{dir}} command-line
 
862
option.  All the directories named by @option{-I} are searched, in
 
863
left-to-right order, @emph{before} the default directories.  The only
 
864
exception is when @file{dir} is already searched by default.  In
 
865
this case, the option is ignored and the search order for system
 
866
directories remains unchanged.
 
867
 
 
868
Duplicate directories are removed from the quote and bracket search
 
869
chains before the two chains are merged to make the final search chain.
 
870
Thus, it is possible for a directory to occur twice in the final search
 
871
chain if it was specified in both the quote and bracket chains.
 
872
 
 
873
You can prevent GCC from searching any of the default directories with
 
874
the @option{-nostdinc} option.  This is useful when you are compiling an
 
875
operating system kernel or some other program that does not use the
 
876
standard C library facilities, or the standard C library itself.
 
877
@option{-I} options are not ignored as described above when
 
878
@option{-nostdinc} is in effect.
 
879
 
 
880
GCC looks for headers requested with @code{@w{#include "@var{file}"}}
 
881
first in the directory containing the current file, then in the
 
882
directories as specified by @option{-iquote} options, then in the same
 
883
places it would have looked for a header requested with angle
 
884
brackets.  For example, if @file{/usr/include/sys/stat.h} contains
 
885
@code{@w{#include "types.h"}}, GCC looks for @file{types.h} first in
 
886
@file{/usr/include/sys}, then in its usual search path.
 
887
 
 
888
@samp{#line} (@pxref{Line Control}) does not change GCC's idea of the
 
889
directory containing the current file.
 
890
 
 
891
You may put @option{-I-} at any point in your list of @option{-I} options.
 
892
This has two effects.  First, directories appearing before the
 
893
@option{-I-} in the list are searched only for headers requested with
 
894
quote marks.  Directories after @option{-I-} are searched for all
 
895
headers.  Second, the directory containing the current file is not
 
896
searched for anything, unless it happens to be one of the directories
 
897
named by an @option{-I} switch.  @option{-I-} is deprecated, @option{-iquote}
 
898
should be used instead.
 
899
 
 
900
@option{-I. -I-} is not the same as no @option{-I} options at all, and does
 
901
not cause the same behavior for @samp{<>} includes that @samp{""}
 
902
includes get with no special options.  @option{-I.} searches the
 
903
compiler's current working directory for header files.  That may or may
 
904
not be the same as the directory containing the current file.
 
905
 
 
906
If you need to look for headers in a directory named @file{-}, write
 
907
@option{-I./-}.
 
908
 
 
909
There are several more ways to adjust the header search path.  They are
 
910
generally less useful.  @xref{Invocation}.
 
911
 
 
912
@node Once-Only Headers
 
913
@section Once-Only Headers
 
914
@cindex repeated inclusion
 
915
@cindex including just once
 
916
@cindex wrapper @code{#ifndef}
 
917
 
 
918
If a header file happens to be included twice, the compiler will process
 
919
its contents twice.  This is very likely to cause an error, e.g.@: when the
 
920
compiler sees the same structure definition twice.  Even if it does not,
 
921
it will certainly waste time.
 
922
 
 
923
The standard way to prevent this is to enclose the entire real contents
 
924
of the file in a conditional, like this:
 
925
 
 
926
@smallexample
 
927
@group
 
928
/* File foo.  */
 
929
#ifndef FILE_FOO_SEEN
 
930
#define FILE_FOO_SEEN
 
931
 
 
932
@var{the entire file}
 
933
 
 
934
#endif /* !FILE_FOO_SEEN */
 
935
@end group
 
936
@end smallexample
 
937
 
 
938
This construct is commonly known as a @dfn{wrapper #ifndef}.
 
939
When the header is included again, the conditional will be false,
 
940
because @code{FILE_FOO_SEEN} is defined.  The preprocessor will skip
 
941
over the entire contents of the file, and the compiler will not see it
 
942
twice.
 
943
 
 
944
CPP optimizes even further.  It remembers when a header file has a
 
945
wrapper @samp{#ifndef}.  If a subsequent @samp{#include} specifies that
 
946
header, and the macro in the @samp{#ifndef} is still defined, it does
 
947
not bother to rescan the file at all.
 
948
 
 
949
You can put comments outside the wrapper.  They will not interfere with
 
950
this optimization.
 
951
 
 
952
@cindex controlling macro
 
953
@cindex guard macro
 
954
The macro @code{FILE_FOO_SEEN} is called the @dfn{controlling macro} or
 
955
@dfn{guard macro}.  In a user header file, the macro name should not
 
956
begin with @samp{_}.  In a system header file, it should begin with
 
957
@samp{__} to avoid conflicts with user programs.  In any kind of header
 
958
file, the macro name should contain the name of the file and some
 
959
additional text, to avoid conflicts with other header files.
 
960
 
 
961
@node Alternatives to Wrapper #ifndef
 
962
@section Alternatives to Wrapper #ifndef
 
963
 
 
964
CPP supports two more ways of indicating that a header file should be
 
965
read only once.  Neither one is as portable as a wrapper @samp{#ifndef}
 
966
and we recommend you do not use them in new programs, with the caveat
 
967
that @samp{#import} is standard practice in Objective-C.
 
968
 
 
969
@findex #import
 
970
CPP supports a variant of @samp{#include} called @samp{#import} which
 
971
includes a file, but does so at most once.  If you use @samp{#import}
 
972
instead of @samp{#include}, then you don't need the conditionals
 
973
inside the header file to prevent multiple inclusion of the contents.
 
974
@samp{#import} is standard in Objective-C, but is considered a
 
975
deprecated extension in C and C++.
 
976
 
 
977
@samp{#import} is not a well designed feature.  It requires the users of
 
978
a header file to know that it should only be included once.  It is much
 
979
better for the header file's implementor to write the file so that users
 
980
don't need to know this.  Using a wrapper @samp{#ifndef} accomplishes
 
981
this goal.
 
982
 
 
983
In the present implementation, a single use of @samp{#import} will
 
984
prevent the file from ever being read again, by either @samp{#import} or
 
985
@samp{#include}.  You should not rely on this; do not use both
 
986
@samp{#import} and @samp{#include} to refer to the same header file.
 
987
 
 
988
Another way to prevent a header file from being included more than once
 
989
is with the @samp{#pragma once} directive.  If @samp{#pragma once} is
 
990
seen when scanning a header file, that file will never be read again, no
 
991
matter what.
 
992
 
 
993
@samp{#pragma once} does not have the problems that @samp{#import} does,
 
994
but it is not recognized by all preprocessors, so you cannot rely on it
 
995
in a portable program.
 
996
 
 
997
@node Computed Includes
 
998
@section Computed Includes
 
999
@cindex computed includes
 
1000
@cindex macros in include
 
1001
 
 
1002
Sometimes it is necessary to select one of several different header
 
1003
files to be included into your program.  They might specify
 
1004
configuration parameters to be used on different sorts of operating
 
1005
systems, for instance.  You could do this with a series of conditionals,
 
1006
 
 
1007
@smallexample
 
1008
#if SYSTEM_1
 
1009
# include "system_1.h"
 
1010
#elif SYSTEM_2
 
1011
# include "system_2.h"
 
1012
#elif SYSTEM_3
 
1013
@dots{}
 
1014
#endif
 
1015
@end smallexample
 
1016
 
 
1017
That rapidly becomes tedious.  Instead, the preprocessor offers the
 
1018
ability to use a macro for the header name.  This is called a
 
1019
@dfn{computed include}.  Instead of writing a header name as the direct
 
1020
argument of @samp{#include}, you simply put a macro name there instead:
 
1021
 
 
1022
@smallexample
 
1023
#define SYSTEM_H "system_1.h"
 
1024
@dots{}
 
1025
#include SYSTEM_H
 
1026
@end smallexample
 
1027
 
 
1028
@noindent
 
1029
@code{SYSTEM_H} will be expanded, and the preprocessor will look for
 
1030
@file{system_1.h} as if the @samp{#include} had been written that way
 
1031
originally.  @code{SYSTEM_H} could be defined by your Makefile with a
 
1032
@option{-D} option.
 
1033
 
 
1034
You must be careful when you define the macro.  @samp{#define} saves
 
1035
tokens, not text.  The preprocessor has no way of knowing that the macro
 
1036
will be used as the argument of @samp{#include}, so it generates
 
1037
ordinary tokens, not a header name.  This is unlikely to cause problems
 
1038
if you use double-quote includes, which are close enough to string
 
1039
constants.  If you use angle brackets, however, you may have trouble.
 
1040
 
 
1041
The syntax of a computed include is actually a bit more general than the
 
1042
above.  If the first non-whitespace character after @samp{#include} is
 
1043
not @samp{"} or @samp{<}, then the entire line is macro-expanded
 
1044
like running text would be.
 
1045
 
 
1046
If the line expands to a single string constant, the contents of that
 
1047
string constant are the file to be included.  CPP does not re-examine the
 
1048
string for embedded quotes, but neither does it process backslash
 
1049
escapes in the string.  Therefore
 
1050
 
 
1051
@smallexample
 
1052
#define HEADER "a\"b"
 
1053
#include HEADER
 
1054
@end smallexample
 
1055
 
 
1056
@noindent
 
1057
looks for a file named @file{a\"b}.  CPP searches for the file according
 
1058
to the rules for double-quoted includes.
 
1059
 
 
1060
If the line expands to a token stream beginning with a @samp{<} token
 
1061
and including a @samp{>} token, then the tokens between the @samp{<} and
 
1062
the first @samp{>} are combined to form the filename to be included.
 
1063
Any whitespace between tokens is reduced to a single space; then any
 
1064
space after the initial @samp{<} is retained, but a trailing space
 
1065
before the closing @samp{>} is ignored.  CPP searches for the file
 
1066
according to the rules for angle-bracket includes.
 
1067
 
 
1068
In either case, if there are any tokens on the line after the file name,
 
1069
an error occurs and the directive is not processed.  It is also an error
 
1070
if the result of expansion does not match either of the two expected
 
1071
forms.
 
1072
 
 
1073
These rules are implementation-defined behavior according to the C
 
1074
standard.  To minimize the risk of different compilers interpreting your
 
1075
computed includes differently, we recommend you use only a single
 
1076
object-like macro which expands to a string constant.  This will also
 
1077
minimize confusion for people reading your program.
 
1078
 
 
1079
@node Wrapper Headers
 
1080
@section Wrapper Headers
 
1081
@cindex wrapper headers
 
1082
@cindex overriding a header file
 
1083
@findex #include_next
 
1084
 
 
1085
Sometimes it is necessary to adjust the contents of a system-provided
 
1086
header file without editing it directly.  GCC's @command{fixincludes}
 
1087
operation does this, for example.  One way to do that would be to create
 
1088
a new header file with the same name and insert it in the search path
 
1089
before the original header.  That works fine as long as you're willing
 
1090
to replace the old header entirely.  But what if you want to refer to
 
1091
the old header from the new one?
 
1092
 
 
1093
You cannot simply include the old header with @samp{#include}.  That
 
1094
will start from the beginning, and find your new header again.  If your
 
1095
header is not protected from multiple inclusion (@pxref{Once-Only
 
1096
Headers}), it will recurse infinitely and cause a fatal error.
 
1097
 
 
1098
You could include the old header with an absolute pathname:
 
1099
@smallexample
 
1100
#include "/usr/include/old-header.h"
 
1101
@end smallexample
 
1102
@noindent
 
1103
This works, but is not clean; should the system headers ever move, you
 
1104
would have to edit the new headers to match.
 
1105
 
 
1106
There is no way to solve this problem within the C standard, but you can
 
1107
use the GNU extension @samp{#include_next}.  It means, ``Include the
 
1108
@emph{next} file with this name''.  This directive works like
 
1109
@samp{#include} except in searching for the specified file: it starts
 
1110
searching the list of header file directories @emph{after} the directory
 
1111
in which the current file was found.
 
1112
 
 
1113
Suppose you specify @option{-I /usr/local/include}, and the list of
 
1114
directories to search also includes @file{/usr/include}; and suppose
 
1115
both directories contain @file{signal.h}.  Ordinary @code{@w{#include
 
1116
<signal.h>}} finds the file under @file{/usr/local/include}.  If that
 
1117
file contains @code{@w{#include_next <signal.h>}}, it starts searching
 
1118
after that directory, and finds the file in @file{/usr/include}.
 
1119
 
 
1120
@samp{#include_next} does not distinguish between @code{<@var{file}>}
 
1121
and @code{"@var{file}"} inclusion, nor does it check that the file you
 
1122
specify has the same name as the current file.  It simply looks for the
 
1123
file named, starting with the directory in the search path after the one
 
1124
where the current file was found.
 
1125
 
 
1126
The use of @samp{#include_next} can lead to great confusion.  We
 
1127
recommend it be used only when there is no other alternative.  In
 
1128
particular, it should not be used in the headers belonging to a specific
 
1129
program; it should be used only to make global corrections along the
 
1130
lines of @command{fixincludes}.
 
1131
 
 
1132
@node System Headers
 
1133
@section System Headers
 
1134
@cindex system header files
 
1135
 
 
1136
The header files declaring interfaces to the operating system and
 
1137
runtime libraries often cannot be written in strictly conforming C@.
 
1138
Therefore, GCC gives code found in @dfn{system headers} special
 
1139
treatment.  All warnings, other than those generated by @samp{#warning}
 
1140
(@pxref{Diagnostics}), are suppressed while GCC is processing a system
 
1141
header.  Macros defined in a system header are immune to a few warnings
 
1142
wherever they are expanded.  This immunity is granted on an ad-hoc
 
1143
basis, when we find that a warning generates lots of false positives
 
1144
because of code in macros defined in system headers.
 
1145
 
 
1146
Normally, only the headers found in specific directories are considered
 
1147
system headers.  These directories are determined when GCC is compiled.
 
1148
There are, however, two ways to make normal headers into system headers.
 
1149
 
 
1150
The @option{-isystem} command-line option adds its argument to the list of
 
1151
directories to search for headers, just like @option{-I}.  Any headers
 
1152
found in that directory will be considered system headers.
 
1153
 
 
1154
All directories named by @option{-isystem} are searched @emph{after} all
 
1155
directories named by @option{-I}, no matter what their order was on the
 
1156
command line.  If the same directory is named by both @option{-I} and
 
1157
@option{-isystem}, the @option{-I} option is ignored.  GCC provides an
 
1158
informative message when this occurs if @option{-v} is used.
 
1159
 
 
1160
@findex #pragma GCC system_header
 
1161
There is also a directive, @code{@w{#pragma GCC system_header}}, which
 
1162
tells GCC to consider the rest of the current include file a system
 
1163
header, no matter where it was found.  Code that comes before the
 
1164
@samp{#pragma} in the file will not be affected.  @code{@w{#pragma GCC
 
1165
system_header}} has no effect in the primary source file.
 
1166
 
 
1167
On very old systems, some of the pre-defined system header directories
 
1168
get even more special treatment.  GNU C++ considers code in headers
 
1169
found in those directories to be surrounded by an @code{@w{extern "C"}}
 
1170
block.  There is no way to request this behavior with a @samp{#pragma},
 
1171
or from the command line.
 
1172
 
 
1173
@node Macros
 
1174
@chapter Macros
 
1175
 
 
1176
A @dfn{macro} is a fragment of code which has been given a name.
 
1177
Whenever the name is used, it is replaced by the contents of the macro.
 
1178
There are two kinds of macros.  They differ mostly in what they look
 
1179
like when they are used.  @dfn{Object-like} macros resemble data objects
 
1180
when used, @dfn{function-like} macros resemble function calls.
 
1181
 
 
1182
You may define any valid identifier as a macro, even if it is a C
 
1183
keyword.  The preprocessor does not know anything about keywords.  This
 
1184
can be useful if you wish to hide a keyword such as @code{const} from an
 
1185
older compiler that does not understand it.  However, the preprocessor
 
1186
operator @code{defined} (@pxref{Defined}) can never be defined as a
 
1187
macro, and C++'s named operators (@pxref{C++ Named Operators}) cannot be
 
1188
macros when you are compiling C++.
 
1189
 
 
1190
@menu
 
1191
* Object-like Macros::
 
1192
* Function-like Macros::
 
1193
* Macro Arguments::
 
1194
* Stringification::
 
1195
* Concatenation::
 
1196
* Variadic Macros::
 
1197
* Predefined Macros::
 
1198
* Undefining and Redefining Macros::
 
1199
* Directives Within Macro Arguments::
 
1200
* Macro Pitfalls::
 
1201
@end menu
 
1202
 
 
1203
@node Object-like Macros
 
1204
@section Object-like Macros
 
1205
@cindex object-like macro
 
1206
@cindex symbolic constants
 
1207
@cindex manifest constants
 
1208
 
 
1209
An @dfn{object-like macro} is a simple identifier which will be replaced
 
1210
by a code fragment.  It is called object-like because it looks like a
 
1211
data object in code that uses it.  They are most commonly used to give
 
1212
symbolic names to numeric constants.
 
1213
 
 
1214
@findex #define
 
1215
You create macros with the @samp{#define} directive.  @samp{#define} is
 
1216
followed by the name of the macro and then the token sequence it should
 
1217
be an abbreviation for, which is variously referred to as the macro's
 
1218
@dfn{body}, @dfn{expansion} or @dfn{replacement list}.  For example,
 
1219
 
 
1220
@smallexample
 
1221
#define BUFFER_SIZE 1024
 
1222
@end smallexample
 
1223
 
 
1224
@noindent
 
1225
defines a macro named @code{BUFFER_SIZE} as an abbreviation for the
 
1226
token @code{1024}.  If somewhere after this @samp{#define} directive
 
1227
there comes a C statement of the form
 
1228
 
 
1229
@smallexample
 
1230
foo = (char *) malloc (BUFFER_SIZE);
 
1231
@end smallexample
 
1232
 
 
1233
@noindent
 
1234
then the C preprocessor will recognize and @dfn{expand} the macro
 
1235
@code{BUFFER_SIZE}.  The C compiler will see the same tokens as it would
 
1236
if you had written
 
1237
 
 
1238
@smallexample
 
1239
foo = (char *) malloc (1024);
 
1240
@end smallexample
 
1241
 
 
1242
By convention, macro names are written in uppercase.  Programs are
 
1243
easier to read when it is possible to tell at a glance which names are
 
1244
macros.
 
1245
 
 
1246
The macro's body ends at the end of the @samp{#define} line.  You may
 
1247
continue the definition onto multiple lines, if necessary, using
 
1248
backslash-newline.  When the macro is expanded, however, it will all
 
1249
come out on one line.  For example,
 
1250
 
 
1251
@smallexample
 
1252
#define NUMBERS 1, \
 
1253
                2, \
 
1254
                3
 
1255
int x[] = @{ NUMBERS @};
 
1256
     @expansion{} int x[] = @{ 1, 2, 3 @};
 
1257
@end smallexample
 
1258
 
 
1259
@noindent
 
1260
The most common visible consequence of this is surprising line numbers
 
1261
in error messages.
 
1262
 
 
1263
There is no restriction on what can go in a macro body provided it
 
1264
decomposes into valid preprocessing tokens.  Parentheses need not
 
1265
balance, and the body need not resemble valid C code.  (If it does not,
 
1266
you may get error messages from the C compiler when you use the macro.)
 
1267
 
 
1268
The C preprocessor scans your program sequentially.  Macro definitions
 
1269
take effect at the place you write them.  Therefore, the following input
 
1270
to the C preprocessor
 
1271
 
 
1272
@smallexample
 
1273
foo = X;
 
1274
#define X 4
 
1275
bar = X;
 
1276
@end smallexample
 
1277
 
 
1278
@noindent
 
1279
produces
 
1280
 
 
1281
@smallexample
 
1282
foo = X;
 
1283
bar = 4;
 
1284
@end smallexample
 
1285
 
 
1286
When the preprocessor expands a macro name, the macro's expansion
 
1287
replaces the macro invocation, then the expansion is examined for more
 
1288
macros to expand.  For example,
 
1289
 
 
1290
@smallexample
 
1291
@group
 
1292
#define TABLESIZE BUFSIZE
 
1293
#define BUFSIZE 1024
 
1294
TABLESIZE
 
1295
     @expansion{} BUFSIZE
 
1296
     @expansion{} 1024
 
1297
@end group
 
1298
@end smallexample
 
1299
 
 
1300
@noindent
 
1301
@code{TABLESIZE} is expanded first to produce @code{BUFSIZE}, then that
 
1302
macro is expanded to produce the final result, @code{1024}.
 
1303
 
 
1304
Notice that @code{BUFSIZE} was not defined when @code{TABLESIZE} was
 
1305
defined.  The @samp{#define} for @code{TABLESIZE} uses exactly the
 
1306
expansion you specify---in this case, @code{BUFSIZE}---and does not
 
1307
check to see whether it too contains macro names.  Only when you
 
1308
@emph{use} @code{TABLESIZE} is the result of its expansion scanned for
 
1309
more macro names.
 
1310
 
 
1311
This makes a difference if you change the definition of @code{BUFSIZE}
 
1312
at some point in the source file.  @code{TABLESIZE}, defined as shown,
 
1313
will always expand using the definition of @code{BUFSIZE} that is
 
1314
currently in effect:
 
1315
 
 
1316
@smallexample
 
1317
#define BUFSIZE 1020
 
1318
#define TABLESIZE BUFSIZE
 
1319
#undef BUFSIZE
 
1320
#define BUFSIZE 37
 
1321
@end smallexample
 
1322
 
 
1323
@noindent
 
1324
Now @code{TABLESIZE} expands (in two stages) to @code{37}.
 
1325
 
 
1326
If the expansion of a macro contains its own name, either directly or
 
1327
via intermediate macros, it is not expanded again when the expansion is
 
1328
examined for more macros.  This prevents infinite recursion.
 
1329
@xref{Self-Referential Macros}, for the precise details.
 
1330
 
 
1331
@node Function-like Macros
 
1332
@section Function-like Macros
 
1333
@cindex function-like macros
 
1334
 
 
1335
You can also define macros whose use looks like a function call.  These
 
1336
are called @dfn{function-like macros}.  To define a function-like macro,
 
1337
you use the same @samp{#define} directive, but you put a pair of
 
1338
parentheses immediately after the macro name.  For example,
 
1339
 
 
1340
@smallexample
 
1341
#define lang_init()  c_init()
 
1342
lang_init()
 
1343
     @expansion{} c_init()
 
1344
@end smallexample
 
1345
 
 
1346
A function-like macro is only expanded if its name appears with a pair
 
1347
of parentheses after it.  If you write just the name, it is left alone.
 
1348
This can be useful when you have a function and a macro of the same
 
1349
name, and you wish to use the function sometimes.
 
1350
 
 
1351
@smallexample
 
1352
extern void foo(void);
 
1353
#define foo() /* @r{optimized inline version} */
 
1354
@dots{}
 
1355
  foo();
 
1356
  funcptr = foo;
 
1357
@end smallexample
 
1358
 
 
1359
Here the call to @code{foo()} will use the macro, but the function
 
1360
pointer will get the address of the real function.  If the macro were to
 
1361
be expanded, it would cause a syntax error.
 
1362
 
 
1363
If you put spaces between the macro name and the parentheses in the
 
1364
macro definition, that does not define a function-like macro, it defines
 
1365
an object-like macro whose expansion happens to begin with a pair of
 
1366
parentheses.
 
1367
 
 
1368
@smallexample
 
1369
#define lang_init ()    c_init()
 
1370
lang_init()
 
1371
     @expansion{} () c_init()()
 
1372
@end smallexample
 
1373
 
 
1374
The first two pairs of parentheses in this expansion come from the
 
1375
macro.  The third is the pair that was originally after the macro
 
1376
invocation.  Since @code{lang_init} is an object-like macro, it does not
 
1377
consume those parentheses.
 
1378
 
 
1379
@node Macro Arguments
 
1380
@section Macro Arguments
 
1381
@cindex arguments
 
1382
@cindex macros with arguments
 
1383
@cindex arguments in macro definitions
 
1384
 
 
1385
Function-like macros can take @dfn{arguments}, just like true functions.
 
1386
To define a macro that uses arguments, you insert @dfn{parameters}
 
1387
between the pair of parentheses in the macro definition that make the
 
1388
macro function-like.  The parameters must be valid C identifiers,
 
1389
separated by commas and optionally whitespace.
 
1390
 
 
1391
To invoke a macro that takes arguments, you write the name of the macro
 
1392
followed by a list of @dfn{actual arguments} in parentheses, separated
 
1393
by commas.  The invocation of the macro need not be restricted to a
 
1394
single logical line---it can cross as many lines in the source file as
 
1395
you wish.  The number of arguments you give must match the number of
 
1396
parameters in the macro definition.  When the macro is expanded, each
 
1397
use of a parameter in its body is replaced by the tokens of the
 
1398
corresponding argument.  (You need not use all of the parameters in the
 
1399
macro body.)
 
1400
 
 
1401
As an example, here is a macro that computes the minimum of two numeric
 
1402
values, as it is defined in many C programs, and some uses.
 
1403
 
 
1404
@smallexample
 
1405
#define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
 
1406
  x = min(a, b);          @expansion{}  x = ((a) < (b) ? (a) : (b));
 
1407
  y = min(1, 2);          @expansion{}  y = ((1) < (2) ? (1) : (2));
 
1408
  z = min(a + 28, *p);    @expansion{}  z = ((a + 28) < (*p) ? (a + 28) : (*p));
 
1409
@end smallexample
 
1410
 
 
1411
@noindent
 
1412
(In this small example you can already see several of the dangers of
 
1413
macro arguments.  @xref{Macro Pitfalls}, for detailed explanations.)
 
1414
 
 
1415
Leading and trailing whitespace in each argument is dropped, and all
 
1416
whitespace between the tokens of an argument is reduced to a single
 
1417
space.  Parentheses within each argument must balance; a comma within
 
1418
such parentheses does not end the argument.  However, there is no
 
1419
requirement for square brackets or braces to balance, and they do not
 
1420
prevent a comma from separating arguments.  Thus,
 
1421
 
 
1422
@smallexample
 
1423
macro (array[x = y, x + 1])
 
1424
@end smallexample
 
1425
 
 
1426
@noindent
 
1427
passes two arguments to @code{macro}: @code{array[x = y} and @code{x +
 
1428
1]}.  If you want to supply @code{array[x = y, x + 1]} as an argument,
 
1429
you can write it as @code{array[(x = y, x + 1)]}, which is equivalent C
 
1430
code.
 
1431
 
 
1432
All arguments to a macro are completely macro-expanded before they are
 
1433
substituted into the macro body.  After substitution, the complete text
 
1434
is scanned again for macros to expand, including the arguments.  This rule
 
1435
may seem strange, but it is carefully designed so you need not worry
 
1436
about whether any function call is actually a macro invocation.  You can
 
1437
run into trouble if you try to be too clever, though.  @xref{Argument
 
1438
Prescan}, for detailed discussion.
 
1439
 
 
1440
For example, @code{min (min (a, b), c)} is first expanded to
 
1441
 
 
1442
@smallexample
 
1443
  min (((a) < (b) ? (a) : (b)), (c))
 
1444
@end smallexample
 
1445
 
 
1446
@noindent
 
1447
and then to
 
1448
 
 
1449
@smallexample
 
1450
@group
 
1451
((((a) < (b) ? (a) : (b))) < (c)
 
1452
 ? (((a) < (b) ? (a) : (b)))
 
1453
 : (c))
 
1454
@end group
 
1455
@end smallexample
 
1456
 
 
1457
@noindent
 
1458
(Line breaks shown here for clarity would not actually be generated.)
 
1459
 
 
1460
@cindex empty macro arguments
 
1461
You can leave macro arguments empty; this is not an error to the
 
1462
preprocessor (but many macros will then expand to invalid code).
 
1463
You cannot leave out arguments entirely; if a macro takes two arguments,
 
1464
there must be exactly one comma at the top level of its argument list.
 
1465
Here are some silly examples using @code{min}:
 
1466
 
 
1467
@smallexample
 
1468
min(, b)        @expansion{} ((   ) < (b) ? (   ) : (b))
 
1469
min(a, )        @expansion{} ((a  ) < ( ) ? (a  ) : ( ))
 
1470
min(,)          @expansion{} ((   ) < ( ) ? (   ) : ( ))
 
1471
min((,),)       @expansion{} (((,)) < ( ) ? ((,)) : ( ))
 
1472
 
 
1473
min()      @error{} macro "min" requires 2 arguments, but only 1 given
 
1474
min(,,)    @error{} macro "min" passed 3 arguments, but takes just 2
 
1475
@end smallexample
 
1476
 
 
1477
Whitespace is not a preprocessing token, so if a macro @code{foo} takes
 
1478
one argument, @code{@w{foo ()}} and @code{@w{foo ( )}} both supply it an
 
1479
empty argument.  Previous GNU preprocessor implementations and
 
1480
documentation were incorrect on this point, insisting that a
 
1481
function-like macro that takes a single argument be passed a space if an
 
1482
empty argument was required.
 
1483
 
 
1484
Macro parameters appearing inside string literals are not replaced by
 
1485
their corresponding actual arguments.
 
1486
 
 
1487
@smallexample
 
1488
#define foo(x) x, "x"
 
1489
foo(bar)        @expansion{} bar, "x"
 
1490
@end smallexample
 
1491
 
 
1492
@node Stringification
 
1493
@section Stringification
 
1494
@cindex stringification
 
1495
@cindex @samp{#} operator
 
1496
 
 
1497
Sometimes you may want to convert a macro argument into a string
 
1498
constant.  Parameters are not replaced inside string constants, but you
 
1499
can use the @samp{#} preprocessing operator instead.  When a macro
 
1500
parameter is used with a leading @samp{#}, the preprocessor replaces it
 
1501
with the literal text of the actual argument, converted to a string
 
1502
constant.  Unlike normal parameter replacement, the argument is not
 
1503
macro-expanded first.  This is called @dfn{stringification}.
 
1504
 
 
1505
There is no way to combine an argument with surrounding text and
 
1506
stringify it all together.  Instead, you can write a series of adjacent
 
1507
string constants and stringified arguments.  The preprocessor will
 
1508
replace the stringified arguments with string constants.  The C
 
1509
compiler will then combine all the adjacent string constants into one
 
1510
long string.
 
1511
 
 
1512
Here is an example of a macro definition that uses stringification:
 
1513
 
 
1514
@smallexample
 
1515
@group
 
1516
#define WARN_IF(EXP) \
 
1517
do @{ if (EXP) \
 
1518
        fprintf (stderr, "Warning: " #EXP "\n"); @} \
 
1519
while (0)
 
1520
WARN_IF (x == 0);
 
1521
     @expansion{} do @{ if (x == 0)
 
1522
           fprintf (stderr, "Warning: " "x == 0" "\n"); @} while (0);
 
1523
@end group
 
1524
@end smallexample
 
1525
 
 
1526
@noindent
 
1527
The argument for @code{EXP} is substituted once, as-is, into the
 
1528
@code{if} statement, and once, stringified, into the argument to
 
1529
@code{fprintf}.  If @code{x} were a macro, it would be expanded in the
 
1530
@code{if} statement, but not in the string.
 
1531
 
 
1532
The @code{do} and @code{while (0)} are a kludge to make it possible to
 
1533
write @code{WARN_IF (@var{arg});}, which the resemblance of
 
1534
@code{WARN_IF} to a function would make C programmers want to do; see
 
1535
@ref{Swallowing the Semicolon}.
 
1536
 
 
1537
Stringification in C involves more than putting double-quote characters
 
1538
around the fragment.  The preprocessor backslash-escapes the quotes
 
1539
surrounding embedded string constants, and all backslashes within string and
 
1540
character constants, in order to get a valid C string constant with the
 
1541
proper contents.  Thus, stringifying @code{@w{p = "foo\n";}} results in
 
1542
@t{@w{"p = \"foo\\n\";"}}.  However, backslashes that are not inside string
 
1543
or character constants are not duplicated: @samp{\n} by itself
 
1544
stringifies to @t{"\n"}.
 
1545
 
 
1546
All leading and trailing whitespace in text being stringified is
 
1547
ignored.  Any sequence of whitespace in the middle of the text is
 
1548
converted to a single space in the stringified result.  Comments are
 
1549
replaced by whitespace long before stringification happens, so they
 
1550
never appear in stringified text.
 
1551
 
 
1552
There is no way to convert a macro argument into a character constant.
 
1553
 
 
1554
If you want to stringify the result of expansion of a macro argument,
 
1555
you have to use two levels of macros.
 
1556
 
 
1557
@smallexample
 
1558
#define xstr(s) str(s)
 
1559
#define str(s) #s
 
1560
#define foo 4
 
1561
str (foo)
 
1562
     @expansion{} "foo"
 
1563
xstr (foo)
 
1564
     @expansion{} xstr (4)
 
1565
     @expansion{} str (4)
 
1566
     @expansion{} "4"
 
1567
@end smallexample
 
1568
 
 
1569
@code{s} is stringified when it is used in @code{str}, so it is not
 
1570
macro-expanded first.  But @code{s} is an ordinary argument to
 
1571
@code{xstr}, so it is completely macro-expanded before @code{xstr}
 
1572
itself is expanded (@pxref{Argument Prescan}).  Therefore, by the time
 
1573
@code{str} gets to its argument, it has already been macro-expanded.
 
1574
 
 
1575
@node Concatenation
 
1576
@section Concatenation
 
1577
@cindex concatenation
 
1578
@cindex token pasting
 
1579
@cindex token concatenation
 
1580
@cindex @samp{##} operator
 
1581
 
 
1582
It is often useful to merge two tokens into one while expanding macros.
 
1583
This is called @dfn{token pasting} or @dfn{token concatenation}.  The
 
1584
@samp{##} preprocessing operator performs token pasting.  When a macro
 
1585
is expanded, the two tokens on either side of each @samp{##} operator
 
1586
are combined into a single token, which then replaces the @samp{##} and
 
1587
the two original tokens in the macro expansion.  Usually both will be
 
1588
identifiers, or one will be an identifier and the other a preprocessing
 
1589
number.  When pasted, they make a longer identifier.  This isn't the
 
1590
only valid case.  It is also possible to concatenate two numbers (or a
 
1591
number and a name, such as @code{1.5} and @code{e3}) into a number.
 
1592
Also, multi-character operators such as @code{+=} can be formed by
 
1593
token pasting.
 
1594
 
 
1595
However, two tokens that don't together form a valid token cannot be
 
1596
pasted together.  For example, you cannot concatenate @code{x} with
 
1597
@code{+} in either order.  If you try, the preprocessor issues a warning
 
1598
and emits the two tokens.  Whether it puts white space between the
 
1599
tokens is undefined.  It is common to find unnecessary uses of @samp{##}
 
1600
in complex macros.  If you get this warning, it is likely that you can
 
1601
simply remove the @samp{##}.
 
1602
 
 
1603
Both the tokens combined by @samp{##} could come from the macro body,
 
1604
but you could just as well write them as one token in the first place.
 
1605
Token pasting is most useful when one or both of the tokens comes from a
 
1606
macro argument.  If either of the tokens next to an @samp{##} is a
 
1607
parameter name, it is replaced by its actual argument before @samp{##}
 
1608
executes.  As with stringification, the actual argument is not
 
1609
macro-expanded first.  If the argument is empty, that @samp{##} has no
 
1610
effect.
 
1611
 
 
1612
Keep in mind that the C preprocessor converts comments to whitespace
 
1613
before macros are even considered.  Therefore, you cannot create a
 
1614
comment by concatenating @samp{/} and @samp{*}.  You can put as much
 
1615
whitespace between @samp{##} and its operands as you like, including
 
1616
comments, and you can put comments in arguments that will be
 
1617
concatenated.  However, it is an error if @samp{##} appears at either
 
1618
end of a macro body.
 
1619
 
 
1620
Consider a C program that interprets named commands.  There probably
 
1621
needs to be a table of commands, perhaps an array of structures declared
 
1622
as follows:
 
1623
 
 
1624
@smallexample
 
1625
@group
 
1626
struct command
 
1627
@{
 
1628
  char *name;
 
1629
  void (*function) (void);
 
1630
@};
 
1631
@end group
 
1632
 
 
1633
@group
 
1634
struct command commands[] =
 
1635
@{
 
1636
  @{ "quit", quit_command @},
 
1637
  @{ "help", help_command @},
 
1638
  @dots{}
 
1639
@};
 
1640
@end group
 
1641
@end smallexample
 
1642
 
 
1643
It would be cleaner not to have to give each command name twice, once in
 
1644
the string constant and once in the function name.  A macro which takes the
 
1645
name of a command as an argument can make this unnecessary.  The string
 
1646
constant can be created with stringification, and the function name by
 
1647
concatenating the argument with @samp{_command}.  Here is how it is done:
 
1648
 
 
1649
@smallexample
 
1650
#define COMMAND(NAME)  @{ #NAME, NAME ## _command @}
 
1651
 
 
1652
struct command commands[] =
 
1653
@{
 
1654
  COMMAND (quit),
 
1655
  COMMAND (help),
 
1656
  @dots{}
 
1657
@};
 
1658
@end smallexample
 
1659
 
 
1660
@node Variadic Macros
 
1661
@section Variadic Macros
 
1662
@cindex variable number of arguments
 
1663
@cindex macros with variable arguments
 
1664
@cindex variadic macros
 
1665
 
 
1666
A macro can be declared to accept a variable number of arguments much as
 
1667
a function can.  The syntax for defining the macro is similar to that of
 
1668
a function.  Here is an example:
 
1669
 
 
1670
@smallexample
 
1671
#define eprintf(@dots{}) fprintf (stderr, __VA_ARGS__)
 
1672
@end smallexample
 
1673
 
 
1674
This kind of macro is called @dfn{variadic}.  When the macro is invoked,
 
1675
all the tokens in its argument list after the last named argument (this
 
1676
macro has none), including any commas, become the @dfn{variable
 
1677
argument}.  This sequence of tokens replaces the identifier
 
1678
@code{@w{__VA_ARGS__}} in the macro body wherever it appears.  Thus, we
 
1679
have this expansion:
 
1680
 
 
1681
@smallexample
 
1682
eprintf ("%s:%d: ", input_file, lineno)
 
1683
     @expansion{}  fprintf (stderr, "%s:%d: ", input_file, lineno)
 
1684
@end smallexample
 
1685
 
 
1686
The variable argument is completely macro-expanded before it is inserted
 
1687
into the macro expansion, just like an ordinary argument.  You may use
 
1688
the @samp{#} and @samp{##} operators to stringify the variable argument
 
1689
or to paste its leading or trailing token with another token.  (But see
 
1690
below for an important special case for @samp{##}.)
 
1691
 
 
1692
If your macro is complicated, you may want a more descriptive name for
 
1693
the variable argument than @code{@w{__VA_ARGS__}}.  CPP permits
 
1694
this, as an extension.  You may write an argument name immediately
 
1695
before the @samp{@dots{}}; that name is used for the variable argument.
 
1696
The @code{eprintf} macro above could be written
 
1697
 
 
1698
@smallexample
 
1699
#define eprintf(args@dots{}) fprintf (stderr, args)
 
1700
@end smallexample
 
1701
 
 
1702
@noindent
 
1703
using this extension.  You cannot use @code{@w{__VA_ARGS__}} and this
 
1704
extension in the same macro.
 
1705
 
 
1706
You can have named arguments as well as variable arguments in a variadic
 
1707
macro.  We could define @code{eprintf} like this, instead:
 
1708
 
 
1709
@smallexample
 
1710
#define eprintf(format, @dots{}) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
 
1711
@end smallexample
 
1712
 
 
1713
@noindent
 
1714
This formulation looks more descriptive, but unfortunately it is less
 
1715
flexible: you must now supply at least one argument after the format
 
1716
string.  In standard C, you cannot omit the comma separating the named
 
1717
argument from the variable arguments.  Furthermore, if you leave the
 
1718
variable argument empty, you will get a syntax error, because
 
1719
there will be an extra comma after the format string.
 
1720
 
 
1721
@smallexample
 
1722
eprintf("success!\n", );
 
1723
     @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
 
1724
@end smallexample
 
1725
 
 
1726
GNU CPP has a pair of extensions which deal with this problem.  First,
 
1727
you are allowed to leave the variable argument out entirely:
 
1728
 
 
1729
@smallexample
 
1730
eprintf ("success!\n")
 
1731
     @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
 
1732
@end smallexample
 
1733
 
 
1734
@noindent
 
1735
Second, the @samp{##} token paste operator has a special meaning when
 
1736
placed between a comma and a variable argument.  If you write
 
1737
 
 
1738
@smallexample
 
1739
#define eprintf(format, @dots{}) fprintf (stderr, format, ##__VA_ARGS__)
 
1740
@end smallexample
 
1741
 
 
1742
@noindent
 
1743
and the variable argument is left out when the @code{eprintf} macro is
 
1744
used, then the comma before the @samp{##} will be deleted.  This does
 
1745
@emph{not} happen if you pass an empty argument, nor does it happen if
 
1746
the token preceding @samp{##} is anything other than a comma.
 
1747
 
 
1748
@smallexample
 
1749
eprintf ("success!\n")
 
1750
     @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n");
 
1751
@end smallexample
 
1752
 
 
1753
@noindent
 
1754
The above explanation is ambiguous about the case where the only macro
 
1755
parameter is a variable arguments parameter, as it is meaningless to
 
1756
try to distinguish whether no argument at all is an empty argument or
 
1757
a missing argument.  In this case the C99 standard is clear that the
 
1758
comma must remain, however the existing GCC extension used to swallow
 
1759
the comma.  So CPP retains the comma when conforming to a specific C
 
1760
standard, and drops it otherwise.
 
1761
 
 
1762
C99 mandates that the only place the identifier @code{@w{__VA_ARGS__}}
 
1763
can appear is in the replacement list of a variadic macro.  It may not
 
1764
be used as a macro name, macro argument name, or within a different type
 
1765
of macro.  It may also be forbidden in open text; the standard is
 
1766
ambiguous.  We recommend you avoid using it except for its defined
 
1767
purpose.
 
1768
 
 
1769
Variadic macros are a new feature in C99.  GNU CPP has supported them
 
1770
for a long time, but only with a named variable argument
 
1771
(@samp{args@dots{}}, not @samp{@dots{}} and @code{@w{__VA_ARGS__}}).  If you are
 
1772
concerned with portability to previous versions of GCC, you should use
 
1773
only named variable arguments.  On the other hand, if you are concerned
 
1774
with portability to other conforming implementations of C99, you should
 
1775
use only @code{@w{__VA_ARGS__}}.
 
1776
 
 
1777
Previous versions of CPP implemented the comma-deletion extension
 
1778
much more generally.  We have restricted it in this release to minimize
 
1779
the differences from C99.  To get the same effect with both this and
 
1780
previous versions of GCC, the token preceding the special @samp{##} must
 
1781
be a comma, and there must be white space between that comma and
 
1782
whatever comes immediately before it:
 
1783
 
 
1784
@smallexample
 
1785
#define eprintf(format, args@dots{}) fprintf (stderr, format , ##args)
 
1786
@end smallexample
 
1787
 
 
1788
@noindent
 
1789
@xref{Differences from previous versions}, for the gory details.
 
1790
 
 
1791
@node Predefined Macros
 
1792
@section Predefined Macros
 
1793
 
 
1794
@cindex predefined macros
 
1795
Several object-like macros are predefined; you use them without
 
1796
supplying their definitions.  They fall into three classes: standard,
 
1797
common, and system-specific.
 
1798
 
 
1799
In C++, there is a fourth category, the named operators.  They act like
 
1800
predefined macros, but you cannot undefine them.
 
1801
 
 
1802
@menu
 
1803
* Standard Predefined Macros::
 
1804
* Common Predefined Macros::
 
1805
* System-specific Predefined Macros::
 
1806
* C++ Named Operators::
 
1807
@end menu
 
1808
 
 
1809
@node Standard Predefined Macros
 
1810
@subsection Standard Predefined Macros
 
1811
@cindex standard predefined macros.
 
1812
 
 
1813
The standard predefined macros are specified by the relevant
 
1814
language standards, so they are available with all compilers that
 
1815
implement those standards.  Older compilers may not provide all of
 
1816
them.  Their names all start with double underscores.
 
1817
 
 
1818
@table @code
 
1819
@item __FILE__
 
1820
This macro expands to the name of the current input file, in the form of
 
1821
a C string constant.  This is the path by which the preprocessor opened
 
1822
the file, not the short name specified in @samp{#include} or as the
 
1823
input file name argument.  For example,
 
1824
@code{"/usr/local/include/myheader.h"} is a possible expansion of this
 
1825
macro.
 
1826
 
 
1827
@item __LINE__
 
1828
This macro expands to the current input line number, in the form of a
 
1829
decimal integer constant.  While we call it a predefined macro, it's
 
1830
a pretty strange macro, since its ``definition'' changes with each
 
1831
new line of source code.
 
1832
@end table
 
1833
 
 
1834
@code{__FILE__} and @code{__LINE__} are useful in generating an error
 
1835
message to report an inconsistency detected by the program; the message
 
1836
can state the source line at which the inconsistency was detected.  For
 
1837
example,
 
1838
 
 
1839
@smallexample
 
1840
fprintf (stderr, "Internal error: "
 
1841
                 "negative string length "
 
1842
                 "%d at %s, line %d.",
 
1843
         length, __FILE__, __LINE__);
 
1844
@end smallexample
 
1845
 
 
1846
An @samp{#include} directive changes the expansions of @code{__FILE__}
 
1847
and @code{__LINE__} to correspond to the included file.  At the end of
 
1848
that file, when processing resumes on the input file that contained
 
1849
the @samp{#include} directive, the expansions of @code{__FILE__} and
 
1850
@code{__LINE__} revert to the values they had before the
 
1851
@samp{#include} (but @code{__LINE__} is then incremented by one as
 
1852
processing moves to the line after the @samp{#include}).
 
1853
 
 
1854
A @samp{#line} directive changes @code{__LINE__}, and may change
 
1855
@code{__FILE__} as well.  @xref{Line Control}.
 
1856
 
 
1857
C99 introduces @code{__func__}, and GCC has provided @code{__FUNCTION__}
 
1858
for a long time.  Both of these are strings containing the name of the
 
1859
current function (there are slight semantic differences; see the GCC
 
1860
manual).  Neither of them is a macro; the preprocessor does not know the
 
1861
name of the current function.  They tend to be useful in conjunction
 
1862
with @code{__FILE__} and @code{__LINE__}, though.
 
1863
 
 
1864
@table @code
 
1865
 
 
1866
@item __DATE__
 
1867
This macro expands to a string constant that describes the date on which
 
1868
the preprocessor is being run.  The string constant contains eleven
 
1869
characters and looks like @code{@w{"Feb 12 1996"}}.  If the day of the
 
1870
month is less than 10, it is padded with a space on the left.
 
1871
 
 
1872
If GCC cannot determine the current date, it will emit a warning message
 
1873
(once per compilation) and @code{__DATE__} will expand to
 
1874
@code{@w{"??? ?? ????"}}.
 
1875
 
 
1876
@item __TIME__
 
1877
This macro expands to a string constant that describes the time at
 
1878
which the preprocessor is being run.  The string constant contains
 
1879
eight characters and looks like @code{"23:59:01"}.
 
1880
 
 
1881
If GCC cannot determine the current time, it will emit a warning message
 
1882
(once per compilation) and @code{__TIME__} will expand to
 
1883
@code{"??:??:??"}.
 
1884
 
 
1885
@item __STDC__
 
1886
In normal operation, this macro expands to the constant 1, to signify
 
1887
that this compiler conforms to ISO Standard C@.  If GNU CPP is used with
 
1888
a compiler other than GCC, this is not necessarily true; however, the
 
1889
preprocessor always conforms to the standard unless the
 
1890
@option{-traditional-cpp} option is used.
 
1891
 
 
1892
This macro is not defined if the @option{-traditional-cpp} option is used.
 
1893
 
 
1894
On some hosts, the system compiler uses a different convention, where
 
1895
@code{__STDC__} is normally 0, but is 1 if the user specifies strict
 
1896
conformance to the C Standard.  CPP follows the host convention when
 
1897
processing system header files, but when processing user files
 
1898
@code{__STDC__} is always 1.  This has been reported to cause problems;
 
1899
for instance, some versions of Solaris provide X Windows headers that
 
1900
expect @code{__STDC__} to be either undefined or 1.  @xref{Invocation}.
 
1901
 
 
1902
@item __STDC_VERSION__
 
1903
This macro expands to the C Standard's version number, a long integer
 
1904
constant of the form @code{@var{yyyy}@var{mm}L} where @var{yyyy} and
 
1905
@var{mm} are the year and month of the Standard version.  This signifies
 
1906
which version of the C Standard the compiler conforms to.  Like
 
1907
@code{__STDC__}, this is not necessarily accurate for the entire
 
1908
implementation, unless GNU CPP is being used with GCC@.
 
1909
 
 
1910
The value @code{199409L} signifies the 1989 C standard as amended in
 
1911
1994, which is the current default; the value @code{199901L} signifies
 
1912
the 1999 revision of the C standard.  Support for the 1999 revision is
 
1913
not yet complete.
 
1914
 
 
1915
This macro is not defined if the @option{-traditional-cpp} option is
 
1916
used, nor when compiling C++ or Objective-C@.
 
1917
 
 
1918
@item __STDC_HOSTED__
 
1919
This macro is defined, with value 1, if the compiler's target is a
 
1920
@dfn{hosted environment}.  A hosted environment has the complete
 
1921
facilities of the standard C library available.
 
1922
 
 
1923
@item __cplusplus
 
1924
This macro is defined when the C++ compiler is in use.  You can use
 
1925
@code{__cplusplus} to test whether a header is compiled by a C compiler
 
1926
or a C++ compiler.  This macro is similar to @code{__STDC_VERSION__}, in
 
1927
that it expands to a version number.  Depending on the language standard
 
1928
selected, the value of the macro is
 
1929
@code{199711L} for the 1998 C++ standard,
 
1930
@code{201103L} for the 2011 C++ standard,
 
1931
@code{201402L} for the 2014 C++ standard,
 
1932
or an unspecified value strictly larger than @code{201402L} for the
 
1933
experimental languages enabled by @option{-std=c++1z} and
 
1934
@option{-std=gnu++1z}.
 
1935
 
 
1936
@item __OBJC__
 
1937
This macro is defined, with value 1, when the Objective-C compiler is in
 
1938
use.  You can use @code{__OBJC__} to test whether a header is compiled
 
1939
by a C compiler or an Objective-C compiler.
 
1940
 
 
1941
@item __ASSEMBLER__
 
1942
This macro is defined with value 1 when preprocessing assembly
 
1943
language.
 
1944
 
 
1945
@end table
 
1946
 
 
1947
@node Common Predefined Macros
 
1948
@subsection Common Predefined Macros
 
1949
@cindex common predefined macros
 
1950
 
 
1951
The common predefined macros are GNU C extensions.  They are available
 
1952
with the same meanings regardless of the machine or operating system on
 
1953
which you are using GNU C or GNU Fortran.  Their names all start with
 
1954
double underscores.
 
1955
 
 
1956
@table @code
 
1957
 
 
1958
@item __COUNTER__
 
1959
This macro expands to sequential integral values starting from 0.  In
 
1960
conjunction with the @code{##} operator, this provides a convenient means to
 
1961
generate unique identifiers.  Care must be taken to ensure that
 
1962
@code{__COUNTER__} is not expanded prior to inclusion of precompiled headers
 
1963
which use it.  Otherwise, the precompiled headers will not be used.
 
1964
 
 
1965
@item __GFORTRAN__
 
1966
The GNU Fortran compiler defines this.
 
1967
 
 
1968
@item __GNUC__
 
1969
@itemx __GNUC_MINOR__
 
1970
@itemx __GNUC_PATCHLEVEL__
 
1971
These macros are defined by all GNU compilers that use the C
 
1972
preprocessor: C, C++, Objective-C and Fortran.  Their values are the major
 
1973
version, minor version, and patch level of the compiler, as integer
 
1974
constants.  For example, GCC 3.2.1 will define @code{__GNUC__} to 3,
 
1975
@code{__GNUC_MINOR__} to 2, and @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} to 1.  These
 
1976
macros are also defined if you invoke the preprocessor directly.
 
1977
 
 
1978
@code{__GNUC_PATCHLEVEL__} is new to GCC 3.0; it is also present in the
 
1979
widely-used development snapshots leading up to 3.0 (which identify
 
1980
themselves as GCC 2.96 or 2.97, depending on which snapshot you have).
 
1981
 
 
1982
If all you need to know is whether or not your program is being compiled
 
1983
by GCC, or a non-GCC compiler that claims to accept the GNU C dialects,
 
1984
you can simply test @code{__GNUC__}.  If you need to write code
 
1985
which depends on a specific version, you must be more careful.  Each
 
1986
time the minor version is increased, the patch level is reset to zero;
 
1987
each time the major version is increased (which happens rarely), the
 
1988
minor version and patch level are reset.  If you wish to use the
 
1989
predefined macros directly in the conditional, you will need to write it
 
1990
like this:
 
1991
 
 
1992
@smallexample
 
1993
/* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
 
1994
#if __GNUC__ > 3 || \
 
1995
    (__GNUC__ == 3 && (__GNUC_MINOR__ > 2 || \
 
1996
                       (__GNUC_MINOR__ == 2 && \
 
1997
                        __GNUC_PATCHLEVEL__ > 0))
 
1998
@end smallexample
 
1999
 
 
2000
@noindent
 
2001
Another approach is to use the predefined macros to
 
2002
calculate a single number, then compare that against a threshold:
 
2003
 
 
2004
@smallexample
 
2005
#define GCC_VERSION (__GNUC__ * 10000 \
 
2006
                     + __GNUC_MINOR__ * 100 \
 
2007
                     + __GNUC_PATCHLEVEL__)
 
2008
@dots{}
 
2009
/* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
 
2010
#if GCC_VERSION > 30200
 
2011
@end smallexample
 
2012
 
 
2013
@noindent
 
2014
Many people find this form easier to understand.
 
2015
 
 
2016
@item __GNUG__
 
2017
The GNU C++ compiler defines this.  Testing it is equivalent to
 
2018
testing @code{@w{(__GNUC__ && __cplusplus)}}.
 
2019
 
 
2020
@item __STRICT_ANSI__
 
2021
GCC defines this macro if and only if the @option{-ansi} switch, or a
 
2022
@option{-std} switch specifying strict conformance to some version of ISO C
 
2023
or ISO C++, was specified when GCC was invoked.  It is defined to @samp{1}.
 
2024
This macro exists primarily to direct GNU libc's header files to
 
2025
restrict their definitions to the minimal set found in the 1989 C
 
2026
standard.
 
2027
 
 
2028
@item __BASE_FILE__
 
2029
This macro expands to the name of the main input file, in the form
 
2030
of a C string constant.  This is the source file that was specified
 
2031
on the command line of the preprocessor or C compiler.
 
2032
 
 
2033
@item __INCLUDE_LEVEL__
 
2034
This macro expands to a decimal integer constant that represents the
 
2035
depth of nesting in include files.  The value of this macro is
 
2036
incremented on every @samp{#include} directive and decremented at the
 
2037
end of every included file.  It starts out at 0, its value within the
 
2038
base file specified on the command line.
 
2039
 
 
2040
@item __ELF__
 
2041
This macro is defined if the target uses the ELF object format.
 
2042
 
 
2043
@item __VERSION__
 
2044
This macro expands to a string constant which describes the version of
 
2045
the compiler in use.  You should not rely on its contents having any
 
2046
particular form, but it can be counted on to contain at least the
 
2047
release number.
 
2048
 
 
2049
@item __OPTIMIZE__
 
2050
@itemx __OPTIMIZE_SIZE__
 
2051
@itemx __NO_INLINE__
 
2052
These macros describe the compilation mode.  @code{__OPTIMIZE__} is
 
2053
defined in all optimizing compilations.  @code{__OPTIMIZE_SIZE__} is
 
2054
defined if the compiler is optimizing for size, not speed.
 
2055
@code{__NO_INLINE__} is defined if no functions will be inlined into
 
2056
their callers (when not optimizing, or when inlining has been
 
2057
specifically disabled by @option{-fno-inline}).
 
2058
 
 
2059
These macros cause certain GNU header files to provide optimized
 
2060
definitions, using macros or inline functions, of system library
 
2061
functions.  You should not use these macros in any way unless you make
 
2062
sure that programs will execute with the same effect whether or not they
 
2063
are defined.  If they are defined, their value is 1.
 
2064
 
 
2065
@item __GNUC_GNU_INLINE__
 
2066
GCC defines this macro if functions declared @code{inline} will be
 
2067
handled in GCC's traditional gnu90 mode.  Object files will contain
 
2068
externally visible definitions of all functions declared @code{inline}
 
2069
without @code{extern} or @code{static}.  They will not contain any
 
2070
definitions of any functions declared @code{extern inline}.
 
2071
 
 
2072
@item __GNUC_STDC_INLINE__
 
2073
GCC defines this macro if functions declared @code{inline} will be
 
2074
handled according to the ISO C99 standard.  Object files will contain
 
2075
externally visible definitions of all functions declared @code{extern
 
2076
inline}.  They will not contain definitions of any functions declared
 
2077
@code{inline} without @code{extern}.
 
2078
 
 
2079
If this macro is defined, GCC supports the @code{gnu_inline} function
 
2080
attribute as a way to always get the gnu90 behavior.  Support for
 
2081
this and @code{__GNUC_GNU_INLINE__} was added in GCC 4.1.3.  If
 
2082
neither macro is defined, an older version of GCC is being used:
 
2083
@code{inline} functions will be compiled in gnu90 mode, and the
 
2084
@code{gnu_inline} function attribute will not be recognized.
 
2085
 
 
2086
@item __CHAR_UNSIGNED__
 
2087
GCC defines this macro if and only if the data type @code{char} is
 
2088
unsigned on the target machine.  It exists to cause the standard header
 
2089
file @file{limits.h} to work correctly.  You should not use this macro
 
2090
yourself; instead, refer to the standard macros defined in @file{limits.h}.
 
2091
 
 
2092
@item __WCHAR_UNSIGNED__
 
2093
Like @code{__CHAR_UNSIGNED__}, this macro is defined if and only if the
 
2094
data type @code{wchar_t} is unsigned and the front-end is in C++ mode.
 
2095
 
 
2096
@item __REGISTER_PREFIX__
 
2097
This macro expands to a single token (not a string constant) which is
 
2098
the prefix applied to CPU register names in assembly language for this
 
2099
target.  You can use it to write assembly that is usable in multiple
 
2100
environments.  For example, in the @code{m68k-aout} environment it
 
2101
expands to nothing, but in the @code{m68k-coff} environment it expands
 
2102
to a single @samp{%}.
 
2103
 
 
2104
@item __USER_LABEL_PREFIX__
 
2105
This macro expands to a single token which is the prefix applied to
 
2106
user labels (symbols visible to C code) in assembly.  For example, in
 
2107
the @code{m68k-aout} environment it expands to an @samp{_}, but in the
 
2108
@code{m68k-coff} environment it expands to nothing.
 
2109
 
 
2110
This macro will have the correct definition even if
 
2111
@option{-f(no-)underscores} is in use, but it will not be correct if
 
2112
target-specific options that adjust this prefix are used (e.g.@: the
 
2113
OSF/rose @option{-mno-underscores} option).
 
2114
 
 
2115
@item __SIZE_TYPE__
 
2116
@itemx __PTRDIFF_TYPE__
 
2117
@itemx __WCHAR_TYPE__
 
2118
@itemx __WINT_TYPE__
 
2119
@itemx __INTMAX_TYPE__
 
2120
@itemx __UINTMAX_TYPE__
 
2121
@itemx __SIG_ATOMIC_TYPE__
 
2122
@itemx __INT8_TYPE__
 
2123
@itemx __INT16_TYPE__
 
2124
@itemx __INT32_TYPE__
 
2125
@itemx __INT64_TYPE__
 
2126
@itemx __UINT8_TYPE__
 
2127
@itemx __UINT16_TYPE__
 
2128
@itemx __UINT32_TYPE__
 
2129
@itemx __UINT64_TYPE__
 
2130
@itemx __INT_LEAST8_TYPE__
 
2131
@itemx __INT_LEAST16_TYPE__
 
2132
@itemx __INT_LEAST32_TYPE__
 
2133
@itemx __INT_LEAST64_TYPE__
 
2134
@itemx __UINT_LEAST8_TYPE__
 
2135
@itemx __UINT_LEAST16_TYPE__
 
2136
@itemx __UINT_LEAST32_TYPE__
 
2137
@itemx __UINT_LEAST64_TYPE__
 
2138
@itemx __INT_FAST8_TYPE__
 
2139
@itemx __INT_FAST16_TYPE__
 
2140
@itemx __INT_FAST32_TYPE__
 
2141
@itemx __INT_FAST64_TYPE__
 
2142
@itemx __UINT_FAST8_TYPE__
 
2143
@itemx __UINT_FAST16_TYPE__
 
2144
@itemx __UINT_FAST32_TYPE__
 
2145
@itemx __UINT_FAST64_TYPE__
 
2146
@itemx __INTPTR_TYPE__
 
2147
@itemx __UINTPTR_TYPE__
 
2148
These macros are defined to the correct underlying types for the
 
2149
@code{size_t}, @code{ptrdiff_t}, @code{wchar_t}, @code{wint_t},
 
2150
@code{intmax_t}, @code{uintmax_t}, @code{sig_atomic_t}, @code{int8_t},
 
2151
@code{int16_t}, @code{int32_t}, @code{int64_t}, @code{uint8_t},
 
2152
@code{uint16_t}, @code{uint32_t}, @code{uint64_t},
 
2153
@code{int_least8_t}, @code{int_least16_t}, @code{int_least32_t},
 
2154
@code{int_least64_t}, @code{uint_least8_t}, @code{uint_least16_t},
 
2155
@code{uint_least32_t}, @code{uint_least64_t}, @code{int_fast8_t},
 
2156
@code{int_fast16_t}, @code{int_fast32_t}, @code{int_fast64_t},
 
2157
@code{uint_fast8_t}, @code{uint_fast16_t}, @code{uint_fast32_t},
 
2158
@code{uint_fast64_t}, @code{intptr_t}, and @code{uintptr_t} typedefs,
 
2159
respectively.  They exist to make the standard header files
 
2160
@file{stddef.h}, @file{stdint.h}, and @file{wchar.h} work correctly.
 
2161
You should not use these macros directly; instead, include the
 
2162
appropriate headers and use the typedefs.  Some of these macros may
 
2163
not be defined on particular systems if GCC does not provide a
 
2164
@file{stdint.h} header on those systems.
 
2165
 
 
2166
@item __CHAR_BIT__
 
2167
Defined to the number of bits used in the representation of the
 
2168
@code{char} data type.  It exists to make the standard header given
 
2169
numerical limits work correctly.  You should not use
 
2170
this macro directly; instead, include the appropriate headers.
 
2171
 
 
2172
@item __SCHAR_MAX__
 
2173
@itemx __WCHAR_MAX__
 
2174
@itemx __SHRT_MAX__
 
2175
@itemx __INT_MAX__
 
2176
@itemx __LONG_MAX__
 
2177
@itemx __LONG_LONG_MAX__
 
2178
@itemx __WINT_MAX__
 
2179
@itemx __SIZE_MAX__
 
2180
@itemx __PTRDIFF_MAX__
 
2181
@itemx __INTMAX_MAX__
 
2182
@itemx __UINTMAX_MAX__
 
2183
@itemx __SIG_ATOMIC_MAX__
 
2184
@itemx __INT8_MAX__
 
2185
@itemx __INT16_MAX__
 
2186
@itemx __INT32_MAX__
 
2187
@itemx __INT64_MAX__
 
2188
@itemx __UINT8_MAX__
 
2189
@itemx __UINT16_MAX__
 
2190
@itemx __UINT32_MAX__
 
2191
@itemx __UINT64_MAX__
 
2192
@itemx __INT_LEAST8_MAX__
 
2193
@itemx __INT_LEAST16_MAX__
 
2194
@itemx __INT_LEAST32_MAX__
 
2195
@itemx __INT_LEAST64_MAX__
 
2196
@itemx __UINT_LEAST8_MAX__
 
2197
@itemx __UINT_LEAST16_MAX__
 
2198
@itemx __UINT_LEAST32_MAX__
 
2199
@itemx __UINT_LEAST64_MAX__
 
2200
@itemx __INT_FAST8_MAX__
 
2201
@itemx __INT_FAST16_MAX__
 
2202
@itemx __INT_FAST32_MAX__
 
2203
@itemx __INT_FAST64_MAX__
 
2204
@itemx __UINT_FAST8_MAX__
 
2205
@itemx __UINT_FAST16_MAX__
 
2206
@itemx __UINT_FAST32_MAX__
 
2207
@itemx __UINT_FAST64_MAX__
 
2208
@itemx __INTPTR_MAX__
 
2209
@itemx __UINTPTR_MAX__
 
2210
@itemx __WCHAR_MIN__
 
2211
@itemx __WINT_MIN__
 
2212
@itemx __SIG_ATOMIC_MIN__
 
2213
Defined to the maximum value of the @code{signed char}, @code{wchar_t},
 
2214
@code{signed short},
 
2215
@code{signed int}, @code{signed long}, @code{signed long long},
 
2216
@code{wint_t}, @code{size_t}, @code{ptrdiff_t},
 
2217
@code{intmax_t}, @code{uintmax_t}, @code{sig_atomic_t}, @code{int8_t},
 
2218
@code{int16_t}, @code{int32_t}, @code{int64_t}, @code{uint8_t},
 
2219
@code{uint16_t}, @code{uint32_t}, @code{uint64_t},
 
2220
@code{int_least8_t}, @code{int_least16_t}, @code{int_least32_t},
 
2221
@code{int_least64_t}, @code{uint_least8_t}, @code{uint_least16_t},
 
2222
@code{uint_least32_t}, @code{uint_least64_t}, @code{int_fast8_t},
 
2223
@code{int_fast16_t}, @code{int_fast32_t}, @code{int_fast64_t},
 
2224
@code{uint_fast8_t}, @code{uint_fast16_t}, @code{uint_fast32_t},
 
2225
@code{uint_fast64_t}, @code{intptr_t}, and @code{uintptr_t} types and
 
2226
to the minimum value of the @code{wchar_t}, @code{wint_t}, and
 
2227
@code{sig_atomic_t} types respectively.  They exist to make the
 
2228
standard header given numerical limits work correctly.  You should not
 
2229
use these macros directly; instead, include the appropriate headers.
 
2230
Some of these macros may not be defined on particular systems if GCC
 
2231
does not provide a @file{stdint.h} header on those systems.
 
2232
 
 
2233
@item __INT8_C
 
2234
@itemx __INT16_C
 
2235
@itemx __INT32_C
 
2236
@itemx __INT64_C
 
2237
@itemx __UINT8_C
 
2238
@itemx __UINT16_C
 
2239
@itemx __UINT32_C
 
2240
@itemx __UINT64_C
 
2241
@itemx __INTMAX_C
 
2242
@itemx __UINTMAX_C
 
2243
Defined to implementations of the standard @file{stdint.h} macros with
 
2244
the same names without the leading @code{__}.  They exist the make the
 
2245
implementation of that header work correctly.  You should not use
 
2246
these macros directly; instead, include the appropriate headers.  Some
 
2247
of these macros may not be defined on particular systems if GCC does
 
2248
not provide a @file{stdint.h} header on those systems.
 
2249
 
 
2250
@item __SIZEOF_INT__
 
2251
@itemx __SIZEOF_LONG__
 
2252
@itemx __SIZEOF_LONG_LONG__
 
2253
@itemx __SIZEOF_SHORT__
 
2254
@itemx __SIZEOF_POINTER__
 
2255
@itemx __SIZEOF_FLOAT__
 
2256
@itemx __SIZEOF_DOUBLE__
 
2257
@itemx __SIZEOF_LONG_DOUBLE__
 
2258
@itemx __SIZEOF_SIZE_T__
 
2259
@itemx __SIZEOF_WCHAR_T__
 
2260
@itemx __SIZEOF_WINT_T__
 
2261
@itemx __SIZEOF_PTRDIFF_T__
 
2262
Defined to the number of bytes of the C standard data types: @code{int},
 
2263
@code{long}, @code{long long}, @code{short}, @code{void *}, @code{float},
 
2264
@code{double}, @code{long double}, @code{size_t}, @code{wchar_t}, @code{wint_t}
 
2265
and @code{ptrdiff_t}.
 
2266
 
 
2267
@item __BYTE_ORDER__
 
2268
@itemx __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
 
2269
@itemx __ORDER_BIG_ENDIAN__
 
2270
@itemx __ORDER_PDP_ENDIAN__
 
2271
@code{__BYTE_ORDER__} is defined to one of the values
 
2272
@code{__ORDER_LITTLE_ENDIAN__}, @code{__ORDER_BIG_ENDIAN__}, or
 
2273
@code{__ORDER_PDP_ENDIAN__} to reflect the layout of multi-byte and
 
2274
multi-word quantities in memory.  If @code{__BYTE_ORDER__} is equal to
 
2275
@code{__ORDER_LITTLE_ENDIAN__} or @code{__ORDER_BIG_ENDIAN__}, then
 
2276
multi-byte and multi-word quantities are laid out identically: the
 
2277
byte (word) at the lowest address is the least significant or most
 
2278
significant byte (word) of the quantity, respectively.  If
 
2279
@code{__BYTE_ORDER__} is equal to @code{__ORDER_PDP_ENDIAN__}, then
 
2280
bytes in 16-bit words are laid out in a little-endian fashion, whereas
 
2281
the 16-bit subwords of a 32-bit quantity are laid out in big-endian
 
2282
fashion.
 
2283
 
 
2284
You should use these macros for testing like this:
 
2285
 
 
2286
@smallexample
 
2287
/* @r{Test for a little-endian machine} */
 
2288
#if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
 
2289
@end smallexample
 
2290
 
 
2291
@item __FLOAT_WORD_ORDER__
 
2292
@code{__FLOAT_WORD_ORDER__} is defined to one of the values
 
2293
@code{__ORDER_LITTLE_ENDIAN__} or @code{__ORDER_BIG_ENDIAN__} to reflect
 
2294
the layout of the words of multi-word floating-point quantities.
 
2295
 
 
2296
@item __DEPRECATED
 
2297
This macro is defined, with value 1, when compiling a C++ source file
 
2298
with warnings about deprecated constructs enabled.  These warnings are
 
2299
enabled by default, but can be disabled with @option{-Wno-deprecated}.
 
2300
 
 
2301
@item __EXCEPTIONS
 
2302
This macro is defined, with value 1, when compiling a C++ source file
 
2303
with exceptions enabled.  If @option{-fno-exceptions} is used when
 
2304
compiling the file, then this macro is not defined.
 
2305
 
 
2306
@item __GXX_RTTI
 
2307
This macro is defined, with value 1, when compiling a C++ source file
 
2308
with runtime type identification enabled.  If @option{-fno-rtti} is
 
2309
used when compiling the file, then this macro is not defined.
 
2310
 
 
2311
@item __USING_SJLJ_EXCEPTIONS__
 
2312
This macro is defined, with value 1, if the compiler uses the old
 
2313
mechanism based on @code{setjmp} and @code{longjmp} for exception
 
2314
handling.
 
2315
 
 
2316
@item __GXX_EXPERIMENTAL_CXX0X__
 
2317
This macro is defined when compiling a C++ source file with the option
 
2318
@option{-std=c++0x} or @option{-std=gnu++0x}. It indicates that some
 
2319
features likely to be included in C++0x are available. Note that these
 
2320
features are experimental, and may change or be removed in future
 
2321
versions of GCC.
 
2322
 
 
2323
@item __GXX_WEAK__
 
2324
This macro is defined when compiling a C++ source file.  It has the
 
2325
value 1 if the compiler will use weak symbols, COMDAT sections, or
 
2326
other similar techniques to collapse symbols with ``vague linkage''
 
2327
that are defined in multiple translation units.  If the compiler will
 
2328
not collapse such symbols, this macro is defined with value 0.  In
 
2329
general, user code should not need to make use of this macro; the
 
2330
purpose of this macro is to ease implementation of the C++ runtime
 
2331
library provided with G++.
 
2332
 
 
2333
@item __NEXT_RUNTIME__
 
2334
This macro is defined, with value 1, if (and only if) the NeXT runtime
 
2335
(as in @option{-fnext-runtime}) is in use for Objective-C@.  If the GNU
 
2336
runtime is used, this macro is not defined, so that you can use this
 
2337
macro to determine which runtime (NeXT or GNU) is being used.
 
2338
 
 
2339
@item __LP64__
 
2340
@itemx _LP64
 
2341
These macros are defined, with value 1, if (and only if) the compilation
 
2342
is for a target where @code{long int} and pointer both use 64-bits and
 
2343
@code{int} uses 32-bit.
 
2344
 
 
2345
@item __SSP__
 
2346
This macro is defined, with value 1, when @option{-fstack-protector} is in
 
2347
use.
 
2348
 
 
2349
@item __SSP_ALL__
 
2350
This macro is defined, with value 2, when @option{-fstack-protector-all} is
 
2351
in use.
 
2352
 
 
2353
@item __SSP_STRONG__
 
2354
This macro is defined, with value 3, when @option{-fstack-protector-strong} is
 
2355
in use.
 
2356
 
 
2357
@item __SSP_EXPLICIT__
 
2358
This macro is defined, with value 4, when @option{-fstack-protector-explicit} is
 
2359
in use.
 
2360
 
 
2361
@item __SANITIZE_ADDRESS__
 
2362
This macro is defined, with value 1, when @option{-fsanitize=address}
 
2363
or @option{-fsanitize=kernel-address} are in use.
 
2364
 
 
2365
@item __TIMESTAMP__
 
2366
This macro expands to a string constant that describes the date and time
 
2367
of the last modification of the current source file. The string constant
 
2368
contains abbreviated day of the week, month, day of the month, time in
 
2369
hh:mm:ss form, year and looks like @code{@w{"Sun Sep 16 01:03:52 1973"}}.
 
2370
If the day of the month is less than 10, it is padded with a space on the left.
 
2371
 
 
2372
If GCC cannot determine the current date, it will emit a warning message
 
2373
(once per compilation) and @code{__TIMESTAMP__} will expand to
 
2374
@code{@w{"??? ??? ?? ??:??:?? ????"}}.
 
2375
 
 
2376
@item __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_1
 
2377
@itemx __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_2
 
2378
@itemx __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_4
 
2379
@itemx __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_8
 
2380
@itemx __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_16
 
2381
These macros are defined when the target processor supports atomic compare
 
2382
and swap operations on operands 1, 2, 4, 8 or 16 bytes in length, respectively.
 
2383
 
 
2384
@item __GCC_HAVE_DWARF2_CFI_ASM
 
2385
This macro is defined when the compiler is emitting DWARF CFI directives
 
2386
to the assembler.  When this is defined, it is possible to emit those same
 
2387
directives in inline assembly.
 
2388
 
 
2389
@item __FP_FAST_FMA
 
2390
@itemx __FP_FAST_FMAF
 
2391
@itemx __FP_FAST_FMAL
 
2392
These macros are defined with value 1 if the backend supports the
 
2393
@code{fma}, @code{fmaf}, and @code{fmal} builtin functions, so that
 
2394
the include file @file{math.h} can define the macros
 
2395
@code{FP_FAST_FMA}, @code{FP_FAST_FMAF}, and @code{FP_FAST_FMAL}
 
2396
for compatibility with the 1999 C standard.
 
2397
 
 
2398
@item __GCC_IEC_559
 
2399
This macro is defined to indicate the intended level of support for
 
2400
IEEE 754 (IEC 60559) floating-point arithmetic.  It expands to a
 
2401
nonnegative integer value.  If 0, it indicates that the combination of
 
2402
the compiler configuration and the command-line options is not
 
2403
intended to support IEEE 754 arithmetic for @code{float} and
 
2404
@code{double} as defined in C99 and C11 Annex F (for example, that the
 
2405
standard rounding modes and exceptions are not supported, or that
 
2406
optimizations are enabled that conflict with IEEE 754 semantics).  If
 
2407
1, it indicates that IEEE 754 arithmetic is intended to be supported;
 
2408
this does not mean that all relevant language features are supported
 
2409
by GCC.  If 2 or more, it additionally indicates support for IEEE
 
2410
754-2008 (in particular, that the binary encodings for quiet and
 
2411
signaling NaNs are as specified in IEEE 754-2008).
 
2412
 
 
2413
This macro does not indicate the default state of command-line options
 
2414
that control optimizations that C99 and C11 permit to be controlled by
 
2415
standard pragmas, where those standards do not require a particular
 
2416
default state.  It does not indicate whether optimizations respect
 
2417
signaling NaN semantics (the macro for that is
 
2418
@code{__SUPPORT_SNAN__}).  It does not indicate support for decimal
 
2419
floating point or the IEEE 754 binary16 and binary128 types.
 
2420
 
 
2421
@item __GCC_IEC_559_COMPLEX
 
2422
This macro is defined to indicate the intended level of support for
 
2423
IEEE 754 (IEC 60559) floating-point arithmetic for complex numbers, as
 
2424
defined in C99 and C11 Annex G.  It expands to a nonnegative integer
 
2425
value.  If 0, it indicates that the combination of the compiler
 
2426
configuration and the command-line options is not intended to support
 
2427
Annex G requirements (for example, because @option{-fcx-limited-range}
 
2428
was used).  If 1 or more, it indicates that it is intended to support
 
2429
those requirements; this does not mean that all relevant language
 
2430
features are supported by GCC.
 
2431
 
 
2432
@item __NO_MATH_ERRNO__
 
2433
This macro is defined if @option{-fno-math-errno} is used, or enabled
 
2434
by another option such as @option{-ffast-math} or by default.
 
2435
@end table
 
2436
 
 
2437
@node System-specific Predefined Macros
 
2438
@subsection System-specific Predefined Macros
 
2439
 
 
2440
@cindex system-specific predefined macros
 
2441
@cindex predefined macros, system-specific
 
2442
@cindex reserved namespace
 
2443
 
 
2444
The C preprocessor normally predefines several macros that indicate what
 
2445
type of system and machine is in use.  They are obviously different on
 
2446
each target supported by GCC@.  This manual, being for all systems and
 
2447
machines, cannot tell you what their names are, but you can use
 
2448
@command{cpp -dM} to see them all.  @xref{Invocation}.  All system-specific
 
2449
predefined macros expand to a constant value, so you can test them with
 
2450
either @samp{#ifdef} or @samp{#if}.
 
2451
 
 
2452
The C standard requires that all system-specific macros be part of the
 
2453
@dfn{reserved namespace}.  All names which begin with two underscores,
 
2454
or an underscore and a capital letter, are reserved for the compiler and
 
2455
library to use as they wish.  However, historically system-specific
 
2456
macros have had names with no special prefix; for instance, it is common
 
2457
to find @code{unix} defined on Unix systems.  For all such macros, GCC
 
2458
provides a parallel macro with two underscores added at the beginning
 
2459
and the end.  If @code{unix} is defined, @code{__unix__} will be defined
 
2460
too.  There will never be more than two underscores; the parallel of
 
2461
@code{_mips} is @code{__mips__}.
 
2462
 
 
2463
When the @option{-ansi} option, or any @option{-std} option that
 
2464
requests strict conformance, is given to the compiler, all the
 
2465
system-specific predefined macros outside the reserved namespace are
 
2466
suppressed.  The parallel macros, inside the reserved namespace, remain
 
2467
defined.
 
2468
 
 
2469
We are slowly phasing out all predefined macros which are outside the
 
2470
reserved namespace.  You should never use them in new programs, and we
 
2471
encourage you to correct older code to use the parallel macros whenever
 
2472
you find it.  We don't recommend you use the system-specific macros that
 
2473
are in the reserved namespace, either.  It is better in the long run to
 
2474
check specifically for features you need, using a tool such as
 
2475
@command{autoconf}.
 
2476
 
 
2477
@node C++ Named Operators
 
2478
@subsection C++ Named Operators
 
2479
@cindex named operators
 
2480
@cindex C++ named operators
 
2481
@cindex @file{iso646.h}
 
2482
 
 
2483
In C++, there are eleven keywords which are simply alternate spellings
 
2484
of operators normally written with punctuation.  These keywords are
 
2485
treated as such even in the preprocessor.  They function as operators in
 
2486
@samp{#if}, and they cannot be defined as macros or poisoned.  In C, you
 
2487
can request that those keywords take their C++ meaning by including
 
2488
@file{iso646.h}.  That header defines each one as a normal object-like
 
2489
macro expanding to the appropriate punctuator.
 
2490
 
 
2491
These are the named operators and their corresponding punctuators:
 
2492
 
 
2493
@multitable {Named Operator} {Punctuator}
 
2494
@item Named Operator @tab Punctuator
 
2495
@item @code{and}    @tab @code{&&}
 
2496
@item @code{and_eq} @tab @code{&=}
 
2497
@item @code{bitand} @tab @code{&}
 
2498
@item @code{bitor}  @tab @code{|}
 
2499
@item @code{compl}  @tab @code{~}
 
2500
@item @code{not}    @tab @code{!}
 
2501
@item @code{not_eq} @tab @code{!=}
 
2502
@item @code{or}     @tab @code{||}
 
2503
@item @code{or_eq}  @tab @code{|=}
 
2504
@item @code{xor}    @tab @code{^}
 
2505
@item @code{xor_eq} @tab @code{^=}
 
2506
@end multitable
 
2507
 
 
2508
@node Undefining and Redefining Macros
 
2509
@section Undefining and Redefining Macros
 
2510
@cindex undefining macros
 
2511
@cindex redefining macros
 
2512
@findex #undef
 
2513
 
 
2514
If a macro ceases to be useful, it may be @dfn{undefined} with the
 
2515
@samp{#undef} directive.  @samp{#undef} takes a single argument, the
 
2516
name of the macro to undefine.  You use the bare macro name, even if the
 
2517
macro is function-like.  It is an error if anything appears on the line
 
2518
after the macro name.  @samp{#undef} has no effect if the name is not a
 
2519
macro.
 
2520
 
 
2521
@smallexample
 
2522
#define FOO 4
 
2523
x = FOO;        @expansion{} x = 4;
 
2524
#undef FOO
 
2525
x = FOO;        @expansion{} x = FOO;
 
2526
@end smallexample
 
2527
 
 
2528
Once a macro has been undefined, that identifier may be @dfn{redefined}
 
2529
as a macro by a subsequent @samp{#define} directive.  The new definition
 
2530
need not have any resemblance to the old definition.
 
2531
 
 
2532
However, if an identifier which is currently a macro is redefined, then
 
2533
the new definition must be @dfn{effectively the same} as the old one.
 
2534
Two macro definitions are effectively the same if:
 
2535
@itemize @bullet
 
2536
@item Both are the same type of macro (object- or function-like).
 
2537
@item All the tokens of the replacement list are the same.
 
2538
@item If there are any parameters, they are the same.
 
2539
@item Whitespace appears in the same places in both.  It need not be
 
2540
exactly the same amount of whitespace, though.  Remember that comments
 
2541
count as whitespace.
 
2542
@end itemize
 
2543
 
 
2544
@noindent
 
2545
These definitions are effectively the same:
 
2546
@smallexample
 
2547
#define FOUR (2 + 2)
 
2548
#define FOUR         (2    +    2)
 
2549
#define FOUR (2 /* @r{two} */ + 2)
 
2550
@end smallexample
 
2551
@noindent
 
2552
but these are not:
 
2553
@smallexample
 
2554
#define FOUR (2 + 2)
 
2555
#define FOUR ( 2+2 )
 
2556
#define FOUR (2 * 2)
 
2557
#define FOUR(score,and,seven,years,ago) (2 + 2)
 
2558
@end smallexample
 
2559
 
 
2560
If a macro is redefined with a definition that is not effectively the
 
2561
same as the old one, the preprocessor issues a warning and changes the
 
2562
macro to use the new definition.  If the new definition is effectively
 
2563
the same, the redefinition is silently ignored.  This allows, for
 
2564
instance, two different headers to define a common macro.  The
 
2565
preprocessor will only complain if the definitions do not match.
 
2566
 
 
2567
@node Directives Within Macro Arguments
 
2568
@section Directives Within Macro Arguments
 
2569
@cindex macro arguments and directives
 
2570
 
 
2571
Occasionally it is convenient to use preprocessor directives within
 
2572
the arguments of a macro.  The C and C++ standards declare that
 
2573
behavior in these cases is undefined.
 
2574
 
 
2575
Versions of CPP prior to 3.2 would reject such constructs with an
 
2576
error message.  This was the only syntactic difference between normal
 
2577
functions and function-like macros, so it seemed attractive to remove
 
2578
this limitation, and people would often be surprised that they could
 
2579
not use macros in this way.  Moreover, sometimes people would use
 
2580
conditional compilation in the argument list to a normal library
 
2581
function like @samp{printf}, only to find that after a library upgrade
 
2582
@samp{printf} had changed to be a function-like macro, and their code
 
2583
would no longer compile.  So from version 3.2 we changed CPP to
 
2584
successfully process arbitrary directives within macro arguments in
 
2585
exactly the same way as it would have processed the directive were the
 
2586
function-like macro invocation not present.
 
2587
 
 
2588
If, within a macro invocation, that macro is redefined, then the new
 
2589
definition takes effect in time for argument pre-expansion, but the
 
2590
original definition is still used for argument replacement.  Here is a
 
2591
pathological example:
 
2592
 
 
2593
@smallexample
 
2594
#define f(x) x x
 
2595
f (1
 
2596
#undef f
 
2597
#define f 2
 
2598
f)
 
2599
@end smallexample
 
2600
 
 
2601
@noindent
 
2602
which expands to
 
2603
 
 
2604
@smallexample
 
2605
1 2 1 2
 
2606
@end smallexample
 
2607
 
 
2608
@noindent
 
2609
with the semantics described above.
 
2610
 
 
2611
@node Macro Pitfalls
 
2612
@section Macro Pitfalls
 
2613
@cindex problems with macros
 
2614
@cindex pitfalls of macros
 
2615
 
 
2616
In this section we describe some special rules that apply to macros and
 
2617
macro expansion, and point out certain cases in which the rules have
 
2618
counter-intuitive consequences that you must watch out for.
 
2619
 
 
2620
@menu
 
2621
* Misnesting::
 
2622
* Operator Precedence Problems::
 
2623
* Swallowing the Semicolon::
 
2624
* Duplication of Side Effects::
 
2625
* Self-Referential Macros::
 
2626
* Argument Prescan::
 
2627
* Newlines in Arguments::
 
2628
@end menu
 
2629
 
 
2630
@node Misnesting
 
2631
@subsection Misnesting
 
2632
 
 
2633
When a macro is called with arguments, the arguments are substituted
 
2634
into the macro body and the result is checked, together with the rest of
 
2635
the input file, for more macro calls.  It is possible to piece together
 
2636
a macro call coming partially from the macro body and partially from the
 
2637
arguments.  For example,
 
2638
 
 
2639
@smallexample
 
2640
#define twice(x) (2*(x))
 
2641
#define call_with_1(x) x(1)
 
2642
call_with_1 (twice)
 
2643
     @expansion{} twice(1)
 
2644
     @expansion{} (2*(1))
 
2645
@end smallexample
 
2646
 
 
2647
Macro definitions do not have to have balanced parentheses.  By writing
 
2648
an unbalanced open parenthesis in a macro body, it is possible to create
 
2649
a macro call that begins inside the macro body but ends outside of it.
 
2650
For example,
 
2651
 
 
2652
@smallexample
 
2653
#define strange(file) fprintf (file, "%s %d",
 
2654
@dots{}
 
2655
strange(stderr) p, 35)
 
2656
     @expansion{} fprintf (stderr, "%s %d", p, 35)
 
2657
@end smallexample
 
2658
 
 
2659
The ability to piece together a macro call can be useful, but the use of
 
2660
unbalanced open parentheses in a macro body is just confusing, and
 
2661
should be avoided.
 
2662
 
 
2663
@node Operator Precedence Problems
 
2664
@subsection Operator Precedence Problems
 
2665
@cindex parentheses in macro bodies
 
2666
 
 
2667
You may have noticed that in most of the macro definition examples shown
 
2668
above, each occurrence of a macro argument name had parentheses around
 
2669
it.  In addition, another pair of parentheses usually surround the
 
2670
entire macro definition.  Here is why it is best to write macros that
 
2671
way.
 
2672
 
 
2673
Suppose you define a macro as follows,
 
2674
 
 
2675
@smallexample
 
2676
#define ceil_div(x, y) (x + y - 1) / y
 
2677
@end smallexample
 
2678
 
 
2679
@noindent
 
2680
whose purpose is to divide, rounding up.  (One use for this operation is
 
2681
to compute how many @code{int} objects are needed to hold a certain
 
2682
number of @code{char} objects.)  Then suppose it is used as follows:
 
2683
 
 
2684
@smallexample
 
2685
a = ceil_div (b & c, sizeof (int));
 
2686
     @expansion{} a = (b & c + sizeof (int) - 1) / sizeof (int);
 
2687
@end smallexample
 
2688
 
 
2689
@noindent
 
2690
This does not do what is intended.  The operator-precedence rules of
 
2691
C make it equivalent to this:
 
2692
 
 
2693
@smallexample
 
2694
a = (b & (c + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
 
2695
@end smallexample
 
2696
 
 
2697
@noindent
 
2698
What we want is this:
 
2699
 
 
2700
@smallexample
 
2701
a = ((b & c) + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
 
2702
@end smallexample
 
2703
 
 
2704
@noindent
 
2705
Defining the macro as
 
2706
 
 
2707
@smallexample
 
2708
#define ceil_div(x, y) ((x) + (y) - 1) / (y)
 
2709
@end smallexample
 
2710
 
 
2711
@noindent
 
2712
provides the desired result.
 
2713
 
 
2714
Unintended grouping can result in another way.  Consider @code{sizeof
 
2715
ceil_div(1, 2)}.  That has the appearance of a C expression that would
 
2716
compute the size of the type of @code{ceil_div (1, 2)}, but in fact it
 
2717
means something very different.  Here is what it expands to:
 
2718
 
 
2719
@smallexample
 
2720
sizeof ((1) + (2) - 1) / (2)
 
2721
@end smallexample
 
2722
 
 
2723
@noindent
 
2724
This would take the size of an integer and divide it by two.  The
 
2725
precedence rules have put the division outside the @code{sizeof} when it
 
2726
was intended to be inside.
 
2727
 
 
2728
Parentheses around the entire macro definition prevent such problems.
 
2729
Here, then, is the recommended way to define @code{ceil_div}:
 
2730
 
 
2731
@smallexample
 
2732
#define ceil_div(x, y) (((x) + (y) - 1) / (y))
 
2733
@end smallexample
 
2734
 
 
2735
@node Swallowing the Semicolon
 
2736
@subsection Swallowing the Semicolon
 
2737
@cindex semicolons (after macro calls)
 
2738
 
 
2739
Often it is desirable to define a macro that expands into a compound
 
2740
statement.  Consider, for example, the following macro, that advances a
 
2741
pointer (the argument @code{p} says where to find it) across whitespace
 
2742
characters:
 
2743
 
 
2744
@smallexample
 
2745
#define SKIP_SPACES(p, limit)  \
 
2746
@{ char *lim = (limit);         \
 
2747
  while (p < lim) @{            \
 
2748
    if (*p++ != ' ') @{         \
 
2749
      p--; break; @}@}@}
 
2750
@end smallexample
 
2751
 
 
2752
@noindent
 
2753
Here backslash-newline is used to split the macro definition, which must
 
2754
be a single logical line, so that it resembles the way such code would
 
2755
be laid out if not part of a macro definition.
 
2756
 
 
2757
A call to this macro might be @code{SKIP_SPACES (p, lim)}.  Strictly
 
2758
speaking, the call expands to a compound statement, which is a complete
 
2759
statement with no need for a semicolon to end it.  However, since it
 
2760
looks like a function call, it minimizes confusion if you can use it
 
2761
like a function call, writing a semicolon afterward, as in
 
2762
@code{SKIP_SPACES (p, lim);}
 
2763
 
 
2764
This can cause trouble before @code{else} statements, because the
 
2765
semicolon is actually a null statement.  Suppose you write
 
2766
 
 
2767
@smallexample
 
2768
if (*p != 0)
 
2769
  SKIP_SPACES (p, lim);
 
2770
else @dots{}
 
2771
@end smallexample
 
2772
 
 
2773
@noindent
 
2774
The presence of two statements---the compound statement and a null
 
2775
statement---in between the @code{if} condition and the @code{else}
 
2776
makes invalid C code.
 
2777
 
 
2778
The definition of the macro @code{SKIP_SPACES} can be altered to solve
 
2779
this problem, using a @code{do @dots{} while} statement.  Here is how:
 
2780
 
 
2781
@smallexample
 
2782
#define SKIP_SPACES(p, limit)     \
 
2783
do @{ char *lim = (limit);         \
 
2784
     while (p < lim) @{            \
 
2785
       if (*p++ != ' ') @{         \
 
2786
         p--; break; @}@}@}          \
 
2787
while (0)
 
2788
@end smallexample
 
2789
 
 
2790
Now @code{SKIP_SPACES (p, lim);} expands into
 
2791
 
 
2792
@smallexample
 
2793
do @{@dots{}@} while (0);
 
2794
@end smallexample
 
2795
 
 
2796
@noindent
 
2797
which is one statement.  The loop executes exactly once; most compilers
 
2798
generate no extra code for it.
 
2799
 
 
2800
@node Duplication of Side Effects
 
2801
@subsection Duplication of Side Effects
 
2802
 
 
2803
@cindex side effects (in macro arguments)
 
2804
@cindex unsafe macros
 
2805
Many C programs define a macro @code{min}, for ``minimum'', like this:
 
2806
 
 
2807
@smallexample
 
2808
#define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
 
2809
@end smallexample
 
2810
 
 
2811
When you use this macro with an argument containing a side effect,
 
2812
as shown here,
 
2813
 
 
2814
@smallexample
 
2815
next = min (x + y, foo (z));
 
2816
@end smallexample
 
2817
 
 
2818
@noindent
 
2819
it expands as follows:
 
2820
 
 
2821
@smallexample
 
2822
next = ((x + y) < (foo (z)) ? (x + y) : (foo (z)));
 
2823
@end smallexample
 
2824
 
 
2825
@noindent
 
2826
where @code{x + y} has been substituted for @code{X} and @code{foo (z)}
 
2827
for @code{Y}.
 
2828
 
 
2829
The function @code{foo} is used only once in the statement as it appears
 
2830
in the program, but the expression @code{foo (z)} has been substituted
 
2831
twice into the macro expansion.  As a result, @code{foo} might be called
 
2832
two times when the statement is executed.  If it has side effects or if
 
2833
it takes a long time to compute, the results might not be what you
 
2834
intended.  We say that @code{min} is an @dfn{unsafe} macro.
 
2835
 
 
2836
The best solution to this problem is to define @code{min} in a way that
 
2837
computes the value of @code{foo (z)} only once.  The C language offers
 
2838
no standard way to do this, but it can be done with GNU extensions as
 
2839
follows:
 
2840
 
 
2841
@smallexample
 
2842
#define min(X, Y)                \
 
2843
(@{ typeof (X) x_ = (X);          \
 
2844
   typeof (Y) y_ = (Y);          \
 
2845
   (x_ < y_) ? x_ : y_; @})
 
2846
@end smallexample
 
2847
 
 
2848
The @samp{(@{ @dots{} @})} notation produces a compound statement that
 
2849
acts as an expression.  Its value is the value of its last statement.
 
2850
This permits us to define local variables and assign each argument to
 
2851
one.  The local variables have underscores after their names to reduce
 
2852
the risk of conflict with an identifier of wider scope (it is impossible
 
2853
to avoid this entirely).  Now each argument is evaluated exactly once.
 
2854
 
 
2855
If you do not wish to use GNU C extensions, the only solution is to be
 
2856
careful when @emph{using} the macro @code{min}.  For example, you can
 
2857
calculate the value of @code{foo (z)}, save it in a variable, and use
 
2858
that variable in @code{min}:
 
2859
 
 
2860
@smallexample
 
2861
@group
 
2862
#define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
 
2863
@dots{}
 
2864
@{
 
2865
  int tem = foo (z);
 
2866
  next = min (x + y, tem);
 
2867
@}
 
2868
@end group
 
2869
@end smallexample
 
2870
 
 
2871
@noindent
 
2872
(where we assume that @code{foo} returns type @code{int}).
 
2873
 
 
2874
@node Self-Referential Macros
 
2875
@subsection Self-Referential Macros
 
2876
@cindex self-reference
 
2877
 
 
2878
A @dfn{self-referential} macro is one whose name appears in its
 
2879
definition.  Recall that all macro definitions are rescanned for more
 
2880
macros to replace.  If the self-reference were considered a use of the
 
2881
macro, it would produce an infinitely large expansion.  To prevent this,
 
2882
the self-reference is not considered a macro call.  It is passed into
 
2883
the preprocessor output unchanged.  Consider an example:
 
2884
 
 
2885
@smallexample
 
2886
#define foo (4 + foo)
 
2887
@end smallexample
 
2888
 
 
2889
@noindent
 
2890
where @code{foo} is also a variable in your program.
 
2891
 
 
2892
Following the ordinary rules, each reference to @code{foo} will expand
 
2893
into @code{(4 + foo)}; then this will be rescanned and will expand into
 
2894
@code{(4 + (4 + foo))}; and so on until the computer runs out of memory.
 
2895
 
 
2896
The self-reference rule cuts this process short after one step, at
 
2897
@code{(4 + foo)}.  Therefore, this macro definition has the possibly
 
2898
useful effect of causing the program to add 4 to the value of @code{foo}
 
2899
wherever @code{foo} is referred to.
 
2900
 
 
2901
In most cases, it is a bad idea to take advantage of this feature.  A
 
2902
person reading the program who sees that @code{foo} is a variable will
 
2903
not expect that it is a macro as well.  The reader will come across the
 
2904
identifier @code{foo} in the program and think its value should be that
 
2905
of the variable @code{foo}, whereas in fact the value is four greater.
 
2906
 
 
2907
One common, useful use of self-reference is to create a macro which
 
2908
expands to itself.  If you write
 
2909
 
 
2910
@smallexample
 
2911
#define EPERM EPERM
 
2912
@end smallexample
 
2913
 
 
2914
@noindent
 
2915
then the macro @code{EPERM} expands to @code{EPERM}.  Effectively, it is
 
2916
left alone by the preprocessor whenever it's used in running text.  You
 
2917
can tell that it's a macro with @samp{#ifdef}.  You might do this if you
 
2918
want to define numeric constants with an @code{enum}, but have
 
2919
@samp{#ifdef} be true for each constant.
 
2920
 
 
2921
If a macro @code{x} expands to use a macro @code{y}, and the expansion of
 
2922
@code{y} refers to the macro @code{x}, that is an @dfn{indirect
 
2923
self-reference} of @code{x}.  @code{x} is not expanded in this case
 
2924
either.  Thus, if we have
 
2925
 
 
2926
@smallexample
 
2927
#define x (4 + y)
 
2928
#define y (2 * x)
 
2929
@end smallexample
 
2930
 
 
2931
@noindent
 
2932
then @code{x} and @code{y} expand as follows:
 
2933
 
 
2934
@smallexample
 
2935
@group
 
2936
x    @expansion{} (4 + y)
 
2937
     @expansion{} (4 + (2 * x))
 
2938
 
 
2939
y    @expansion{} (2 * x)
 
2940
     @expansion{} (2 * (4 + y))
 
2941
@end group
 
2942
@end smallexample
 
2943
 
 
2944
@noindent
 
2945
Each macro is expanded when it appears in the definition of the other
 
2946
macro, but not when it indirectly appears in its own definition.
 
2947
 
 
2948
@node Argument Prescan
 
2949
@subsection Argument Prescan
 
2950
@cindex expansion of arguments
 
2951
@cindex macro argument expansion
 
2952
@cindex prescan of macro arguments
 
2953
 
 
2954
Macro arguments are completely macro-expanded before they are
 
2955
substituted into a macro body, unless they are stringified or pasted
 
2956
with other tokens.  After substitution, the entire macro body, including
 
2957
the substituted arguments, is scanned again for macros to be expanded.
 
2958
The result is that the arguments are scanned @emph{twice} to expand
 
2959
macro calls in them.
 
2960
 
 
2961
Most of the time, this has no effect.  If the argument contained any
 
2962
macro calls, they are expanded during the first scan.  The result
 
2963
therefore contains no macro calls, so the second scan does not change
 
2964
it.  If the argument were substituted as given, with no prescan, the
 
2965
single remaining scan would find the same macro calls and produce the
 
2966
same results.
 
2967
 
 
2968
You might expect the double scan to change the results when a
 
2969
self-referential macro is used in an argument of another macro
 
2970
(@pxref{Self-Referential Macros}): the self-referential macro would be
 
2971
expanded once in the first scan, and a second time in the second scan.
 
2972
However, this is not what happens.  The self-references that do not
 
2973
expand in the first scan are marked so that they will not expand in the
 
2974
second scan either.
 
2975
 
 
2976
You might wonder, ``Why mention the prescan, if it makes no difference?
 
2977
And why not skip it and make the preprocessor faster?''  The answer is
 
2978
that the prescan does make a difference in three special cases:
 
2979
 
 
2980
@itemize @bullet
 
2981
@item
 
2982
Nested calls to a macro.
 
2983
 
 
2984
We say that @dfn{nested} calls to a macro occur when a macro's argument
 
2985
contains a call to that very macro.  For example, if @code{f} is a macro
 
2986
that expects one argument, @code{f (f (1))} is a nested pair of calls to
 
2987
@code{f}.  The desired expansion is made by expanding @code{f (1)} and
 
2988
substituting that into the definition of @code{f}.  The prescan causes
 
2989
the expected result to happen.  Without the prescan, @code{f (1)} itself
 
2990
would be substituted as an argument, and the inner use of @code{f} would
 
2991
appear during the main scan as an indirect self-reference and would not
 
2992
be expanded.
 
2993
 
 
2994
@item
 
2995
Macros that call other macros that stringify or concatenate.
 
2996
 
 
2997
If an argument is stringified or concatenated, the prescan does not
 
2998
occur.  If you @emph{want} to expand a macro, then stringify or
 
2999
concatenate its expansion, you can do that by causing one macro to call
 
3000
another macro that does the stringification or concatenation.  For
 
3001
instance, if you have
 
3002
 
 
3003
@smallexample
 
3004
#define AFTERX(x) X_ ## x
 
3005
#define XAFTERX(x) AFTERX(x)
 
3006
#define TABLESIZE 1024
 
3007
#define BUFSIZE TABLESIZE
 
3008
@end smallexample
 
3009
 
 
3010
then @code{AFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_BUFSIZE}, and
 
3011
@code{XAFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_1024}.  (Not to
 
3012
@code{X_TABLESIZE}.  Prescan always does a complete expansion.)
 
3013
 
 
3014
@item
 
3015
Macros used in arguments, whose expansions contain unshielded commas.
 
3016
 
 
3017
This can cause a macro expanded on the second scan to be called with the
 
3018
wrong number of arguments.  Here is an example:
 
3019
 
 
3020
@smallexample
 
3021
#define foo  a,b
 
3022
#define bar(x) lose(x)
 
3023
#define lose(x) (1 + (x))
 
3024
@end smallexample
 
3025
 
 
3026
We would like @code{bar(foo)} to turn into @code{(1 + (foo))}, which
 
3027
would then turn into @code{(1 + (a,b))}.  Instead, @code{bar(foo)}
 
3028
expands into @code{lose(a,b)}, and you get an error because @code{lose}
 
3029
requires a single argument.  In this case, the problem is easily solved
 
3030
by the same parentheses that ought to be used to prevent misnesting of
 
3031
arithmetic operations:
 
3032
 
 
3033
@smallexample
 
3034
#define foo (a,b)
 
3035
@exdent or
 
3036
#define bar(x) lose((x))
 
3037
@end smallexample
 
3038
 
 
3039
The extra pair of parentheses prevents the comma in @code{foo}'s
 
3040
definition from being interpreted as an argument separator.
 
3041
 
 
3042
@end itemize
 
3043
 
 
3044
@node Newlines in Arguments
 
3045
@subsection Newlines in Arguments
 
3046
@cindex newlines in macro arguments
 
3047
 
 
3048
The invocation of a function-like macro can extend over many logical
 
3049
lines.  However, in the present implementation, the entire expansion
 
3050
comes out on one line.  Thus line numbers emitted by the compiler or
 
3051
debugger refer to the line the invocation started on, which might be
 
3052
different to the line containing the argument causing the problem.
 
3053
 
 
3054
Here is an example illustrating this:
 
3055
 
 
3056
@smallexample
 
3057
#define ignore_second_arg(a,b,c) a; c
 
3058
 
 
3059
ignore_second_arg (foo (),
 
3060
                   ignored (),
 
3061
                   syntax error);
 
3062
@end smallexample
 
3063
 
 
3064
@noindent
 
3065
The syntax error triggered by the tokens @code{syntax error} results in
 
3066
an error message citing line three---the line of ignore_second_arg---
 
3067
even though the problematic code comes from line five.
 
3068
 
 
3069
We consider this a bug, and intend to fix it in the near future.
 
3070
 
 
3071
@node Conditionals
 
3072
@chapter Conditionals
 
3073
@cindex conditionals
 
3074
 
 
3075
A @dfn{conditional} is a directive that instructs the preprocessor to
 
3076
select whether or not to include a chunk of code in the final token
 
3077
stream passed to the compiler.  Preprocessor conditionals can test
 
3078
arithmetic expressions, or whether a name is defined as a macro, or both
 
3079
simultaneously using the special @code{defined} operator.
 
3080
 
 
3081
A conditional in the C preprocessor resembles in some ways an @code{if}
 
3082
statement in C, but it is important to understand the difference between
 
3083
them.  The condition in an @code{if} statement is tested during the
 
3084
execution of your program.  Its purpose is to allow your program to
 
3085
behave differently from run to run, depending on the data it is
 
3086
operating on.  The condition in a preprocessing conditional directive is
 
3087
tested when your program is compiled.  Its purpose is to allow different
 
3088
code to be included in the program depending on the situation at the
 
3089
time of compilation.
 
3090
 
 
3091
However, the distinction is becoming less clear.  Modern compilers often
 
3092
do test @code{if} statements when a program is compiled, if their
 
3093
conditions are known not to vary at run time, and eliminate code which
 
3094
can never be executed.  If you can count on your compiler to do this,
 
3095
you may find that your program is more readable if you use @code{if}
 
3096
statements with constant conditions (perhaps determined by macros).  Of
 
3097
course, you can only use this to exclude code, not type definitions or
 
3098
other preprocessing directives, and you can only do it if the code
 
3099
remains syntactically valid when it is not to be used.
 
3100
 
 
3101
GCC version 3 eliminates this kind of never-executed code even when
 
3102
not optimizing.  Older versions did it only when optimizing.
 
3103
 
 
3104
@menu
 
3105
* Conditional Uses::
 
3106
* Conditional Syntax::
 
3107
* Deleted Code::
 
3108
@end menu
 
3109
 
 
3110
@node Conditional Uses
 
3111
@section Conditional Uses
 
3112
 
 
3113
There are three general reasons to use a conditional.
 
3114
 
 
3115
@itemize @bullet
 
3116
@item
 
3117
A program may need to use different code depending on the machine or
 
3118
operating system it is to run on.  In some cases the code for one
 
3119
operating system may be erroneous on another operating system; for
 
3120
example, it might refer to data types or constants that do not exist on
 
3121
the other system.  When this happens, it is not enough to avoid
 
3122
executing the invalid code.  Its mere presence will cause the compiler
 
3123
to reject the program.  With a preprocessing conditional, the offending
 
3124
code can be effectively excised from the program when it is not valid.
 
3125
 
 
3126
@item
 
3127
You may want to be able to compile the same source file into two
 
3128
different programs.  One version might make frequent time-consuming
 
3129
consistency checks on its intermediate data, or print the values of
 
3130
those data for debugging, and the other not.
 
3131
 
 
3132
@item
 
3133
A conditional whose condition is always false is one way to exclude code
 
3134
from the program but keep it as a sort of comment for future reference.
 
3135
@end itemize
 
3136
 
 
3137
Simple programs that do not need system-specific logic or complex
 
3138
debugging hooks generally will not need to use preprocessing
 
3139
conditionals.
 
3140
 
 
3141
@node Conditional Syntax
 
3142
@section Conditional Syntax
 
3143
 
 
3144
@findex #if
 
3145
A conditional in the C preprocessor begins with a @dfn{conditional
 
3146
directive}: @samp{#if}, @samp{#ifdef} or @samp{#ifndef}.
 
3147
 
 
3148
@menu
 
3149
* Ifdef::
 
3150
* If::
 
3151
* Defined::
 
3152
* Else::
 
3153
* Elif::
 
3154
@end menu
 
3155
 
 
3156
@node Ifdef
 
3157
@subsection Ifdef
 
3158
@findex #ifdef
 
3159
@findex #endif
 
3160
 
 
3161
The simplest sort of conditional is
 
3162
 
 
3163
@smallexample
 
3164
@group
 
3165
#ifdef @var{MACRO}
 
3166
 
 
3167
@var{controlled text}
 
3168
 
 
3169
#endif /* @var{MACRO} */
 
3170
@end group
 
3171
@end smallexample
 
3172
 
 
3173
@cindex conditional group
 
3174
This block is called a @dfn{conditional group}.  @var{controlled text}
 
3175
will be included in the output of the preprocessor if and only if
 
3176
@var{MACRO} is defined.  We say that the conditional @dfn{succeeds} if
 
3177
@var{MACRO} is defined, @dfn{fails} if it is not.
 
3178
 
 
3179
The @var{controlled text} inside of a conditional can include
 
3180
preprocessing directives.  They are executed only if the conditional
 
3181
succeeds.  You can nest conditional groups inside other conditional
 
3182
groups, but they must be completely nested.  In other words,
 
3183
@samp{#endif} always matches the nearest @samp{#ifdef} (or
 
3184
@samp{#ifndef}, or @samp{#if}).  Also, you cannot start a conditional
 
3185
group in one file and end it in another.
 
3186
 
 
3187
Even if a conditional fails, the @var{controlled text} inside it is
 
3188
still run through initial transformations and tokenization.  Therefore,
 
3189
it must all be lexically valid C@.  Normally the only way this matters is
 
3190
that all comments and string literals inside a failing conditional group
 
3191
must still be properly ended.
 
3192
 
 
3193
The comment following the @samp{#endif} is not required, but it is a
 
3194
good practice if there is a lot of @var{controlled text}, because it
 
3195
helps people match the @samp{#endif} to the corresponding @samp{#ifdef}.
 
3196
Older programs sometimes put @var{MACRO} directly after the
 
3197
@samp{#endif} without enclosing it in a comment.  This is invalid code
 
3198
according to the C standard.  CPP accepts it with a warning.  It
 
3199
never affects which @samp{#ifndef} the @samp{#endif} matches.
 
3200
 
 
3201
@findex #ifndef
 
3202
Sometimes you wish to use some code if a macro is @emph{not} defined.
 
3203
You can do this by writing @samp{#ifndef} instead of @samp{#ifdef}.
 
3204
One common use of @samp{#ifndef} is to include code only the first
 
3205
time a header file is included.  @xref{Once-Only Headers}.
 
3206
 
 
3207
Macro definitions can vary between compilations for several reasons.
 
3208
Here are some samples.
 
3209
 
 
3210
@itemize @bullet
 
3211
@item
 
3212
Some macros are predefined on each kind of machine
 
3213
(@pxref{System-specific Predefined Macros}).  This allows you to provide
 
3214
code specially tuned for a particular machine.
 
3215
 
 
3216
@item
 
3217
System header files define more macros, associated with the features
 
3218
they implement.  You can test these macros with conditionals to avoid
 
3219
using a system feature on a machine where it is not implemented.
 
3220
 
 
3221
@item
 
3222
Macros can be defined or undefined with the @option{-D} and @option{-U}
 
3223
command-line options when you compile the program.  You can arrange to
 
3224
compile the same source file into two different programs by choosing a
 
3225
macro name to specify which program you want, writing conditionals to
 
3226
test whether or how this macro is defined, and then controlling the
 
3227
state of the macro with command-line options, perhaps set in the
 
3228
Makefile.  @xref{Invocation}.
 
3229
 
 
3230
@item
 
3231
Your program might have a special header file (often called
 
3232
@file{config.h}) that is adjusted when the program is compiled.  It can
 
3233
define or not define macros depending on the features of the system and
 
3234
the desired capabilities of the program.  The adjustment can be
 
3235
automated by a tool such as @command{autoconf}, or done by hand.
 
3236
@end itemize
 
3237
 
 
3238
@node If
 
3239
@subsection If
 
3240
 
 
3241
The @samp{#if} directive allows you to test the value of an arithmetic
 
3242
expression, rather than the mere existence of one macro.  Its syntax is
 
3243
 
 
3244
@smallexample
 
3245
@group
 
3246
#if @var{expression}
 
3247
 
 
3248
@var{controlled text}
 
3249
 
 
3250
#endif /* @var{expression} */
 
3251
@end group
 
3252
@end smallexample
 
3253
 
 
3254
@var{expression} is a C expression of integer type, subject to stringent
 
3255
restrictions.  It may contain
 
3256
 
 
3257
@itemize @bullet
 
3258
@item
 
3259
Integer constants.
 
3260
 
 
3261
@item
 
3262
Character constants, which are interpreted as they would be in normal
 
3263
code.
 
3264
 
 
3265
@item
 
3266
Arithmetic operators for addition, subtraction, multiplication,
 
3267
division, bitwise operations, shifts, comparisons, and logical
 
3268
operations (@code{&&} and @code{||}).  The latter two obey the usual
 
3269
short-circuiting rules of standard C@.
 
3270
 
 
3271
@item
 
3272
Macros.  All macros in the expression are expanded before actual
 
3273
computation of the expression's value begins.
 
3274
 
 
3275
@item
 
3276
Uses of the @code{defined} operator, which lets you check whether macros
 
3277
are defined in the middle of an @samp{#if}.
 
3278
 
 
3279
@item
 
3280
Identifiers that are not macros, which are all considered to be the
 
3281
number zero.  This allows you to write @code{@w{#if MACRO}} instead of
 
3282
@code{@w{#ifdef MACRO}}, if you know that MACRO, when defined, will
 
3283
always have a nonzero value.  Function-like macros used without their
 
3284
function call parentheses are also treated as zero.
 
3285
 
 
3286
In some contexts this shortcut is undesirable.  The @option{-Wundef}
 
3287
option causes GCC to warn whenever it encounters an identifier which is
 
3288
not a macro in an @samp{#if}.
 
3289
@end itemize
 
3290
 
 
3291
The preprocessor does not know anything about types in the language.
 
3292
Therefore, @code{sizeof} operators are not recognized in @samp{#if}, and
 
3293
neither are @code{enum} constants.  They will be taken as identifiers
 
3294
which are not macros, and replaced by zero.  In the case of
 
3295
@code{sizeof}, this is likely to cause the expression to be invalid.
 
3296
 
 
3297
The preprocessor calculates the value of @var{expression}.  It carries
 
3298
out all calculations in the widest integer type known to the compiler;
 
3299
on most machines supported by GCC this is 64 bits.  This is not the same
 
3300
rule as the compiler uses to calculate the value of a constant
 
3301
expression, and may give different results in some cases.  If the value
 
3302
comes out to be nonzero, the @samp{#if} succeeds and the @var{controlled
 
3303
text} is included; otherwise it is skipped.
 
3304
 
 
3305
@node Defined
 
3306
@subsection Defined
 
3307
 
 
3308
@cindex @code{defined}
 
3309
The special operator @code{defined} is used in @samp{#if} and
 
3310
@samp{#elif} expressions to test whether a certain name is defined as a
 
3311
macro.  @code{defined @var{name}} and @code{defined (@var{name})} are
 
3312
both expressions whose value is 1 if @var{name} is defined as a macro at
 
3313
the current point in the program, and 0 otherwise.  Thus,  @code{@w{#if
 
3314
defined MACRO}} is precisely equivalent to @code{@w{#ifdef MACRO}}.
 
3315
 
 
3316
@code{defined} is useful when you wish to test more than one macro for
 
3317
existence at once.  For example,
 
3318
 
 
3319
@smallexample
 
3320
#if defined (__vax__) || defined (__ns16000__)
 
3321
@end smallexample
 
3322
 
 
3323
@noindent
 
3324
would succeed if either of the names @code{__vax__} or
 
3325
@code{__ns16000__} is defined as a macro.
 
3326
 
 
3327
Conditionals written like this:
 
3328
 
 
3329
@smallexample
 
3330
#if defined BUFSIZE && BUFSIZE >= 1024
 
3331
@end smallexample
 
3332
 
 
3333
@noindent
 
3334
can generally be simplified to just @code{@w{#if BUFSIZE >= 1024}},
 
3335
since if @code{BUFSIZE} is not defined, it will be interpreted as having
 
3336
the value zero.
 
3337
 
 
3338
If the @code{defined} operator appears as a result of a macro expansion,
 
3339
the C standard says the behavior is undefined.  GNU cpp treats it as a
 
3340
genuine @code{defined} operator and evaluates it normally.  It will warn
 
3341
wherever your code uses this feature if you use the command-line option
 
3342
@option{-pedantic}, since other compilers may handle it differently.
 
3343
 
 
3344
@node Else
 
3345
@subsection Else
 
3346
 
 
3347
@findex #else
 
3348
The @samp{#else} directive can be added to a conditional to provide
 
3349
alternative text to be used if the condition fails.  This is what it
 
3350
looks like:
 
3351
 
 
3352
@smallexample
 
3353
@group
 
3354
#if @var{expression}
 
3355
@var{text-if-true}
 
3356
#else /* Not @var{expression} */
 
3357
@var{text-if-false}
 
3358
#endif /* Not @var{expression} */
 
3359
@end group
 
3360
@end smallexample
 
3361
 
 
3362
@noindent
 
3363
If @var{expression} is nonzero, the @var{text-if-true} is included and
 
3364
the @var{text-if-false} is skipped.  If @var{expression} is zero, the
 
3365
opposite happens.
 
3366
 
 
3367
You can use @samp{#else} with @samp{#ifdef} and @samp{#ifndef}, too.
 
3368
 
 
3369
@node Elif
 
3370
@subsection Elif
 
3371
 
 
3372
@findex #elif
 
3373
One common case of nested conditionals is used to check for more than two
 
3374
possible alternatives.  For example, you might have
 
3375
 
 
3376
@smallexample
 
3377
#if X == 1
 
3378
@dots{}
 
3379
#else /* X != 1 */
 
3380
#if X == 2
 
3381
@dots{}
 
3382
#else /* X != 2 */
 
3383
@dots{}
 
3384
#endif /* X != 2 */
 
3385
#endif /* X != 1 */
 
3386
@end smallexample
 
3387
 
 
3388
Another conditional directive, @samp{#elif}, allows this to be
 
3389
abbreviated as follows:
 
3390
 
 
3391
@smallexample
 
3392
#if X == 1
 
3393
@dots{}
 
3394
#elif X == 2
 
3395
@dots{}
 
3396
#else /* X != 2 and X != 1*/
 
3397
@dots{}
 
3398
#endif /* X != 2 and X != 1*/
 
3399
@end smallexample
 
3400
 
 
3401
@samp{#elif} stands for ``else if''.  Like @samp{#else}, it goes in the
 
3402
middle of a conditional group and subdivides it; it does not require a
 
3403
matching @samp{#endif} of its own.  Like @samp{#if}, the @samp{#elif}
 
3404
directive includes an expression to be tested.  The text following the
 
3405
@samp{#elif} is processed only if the original @samp{#if}-condition
 
3406
failed and the @samp{#elif} condition succeeds.
 
3407
 
 
3408
More than one @samp{#elif} can go in the same conditional group.  Then
 
3409
the text after each @samp{#elif} is processed only if the @samp{#elif}
 
3410
condition succeeds after the original @samp{#if} and all previous
 
3411
@samp{#elif} directives within it have failed.
 
3412
 
 
3413
@samp{#else} is allowed after any number of @samp{#elif} directives, but
 
3414
@samp{#elif} may not follow @samp{#else}.
 
3415
 
 
3416
@node Deleted Code
 
3417
@section Deleted Code
 
3418
@cindex commenting out code
 
3419
 
 
3420
If you replace or delete a part of the program but want to keep the old
 
3421
code around for future reference, you often cannot simply comment it
 
3422
out.  Block comments do not nest, so the first comment inside the old
 
3423
code will end the commenting-out.  The probable result is a flood of
 
3424
syntax errors.
 
3425
 
 
3426
One way to avoid this problem is to use an always-false conditional
 
3427
instead.  For instance, put @code{#if 0} before the deleted code and
 
3428
@code{#endif} after it.  This works even if the code being turned
 
3429
off contains conditionals, but they must be entire conditionals
 
3430
(balanced @samp{#if} and @samp{#endif}).
 
3431
 
 
3432
Some people use @code{#ifdef notdef} instead.  This is risky, because
 
3433
@code{notdef} might be accidentally defined as a macro, and then the
 
3434
conditional would succeed.  @code{#if 0} can be counted on to fail.
 
3435
 
 
3436
Do not use @code{#if 0} for comments which are not C code.  Use a real
 
3437
comment, instead.  The interior of @code{#if 0} must consist of complete
 
3438
tokens; in particular, single-quote characters must balance.  Comments
 
3439
often contain unbalanced single-quote characters (known in English as
 
3440
apostrophes).  These confuse @code{#if 0}.  They don't confuse
 
3441
@samp{/*}.
 
3442
 
 
3443
@node Diagnostics
 
3444
@chapter Diagnostics
 
3445
@cindex diagnostic
 
3446
@cindex reporting errors
 
3447
@cindex reporting warnings
 
3448
 
 
3449
@findex #error
 
3450
The directive @samp{#error} causes the preprocessor to report a fatal
 
3451
error.  The tokens forming the rest of the line following @samp{#error}
 
3452
are used as the error message.
 
3453
 
 
3454
You would use @samp{#error} inside of a conditional that detects a
 
3455
combination of parameters which you know the program does not properly
 
3456
support.  For example, if you know that the program will not run
 
3457
properly on a VAX, you might write
 
3458
 
 
3459
@smallexample
 
3460
@group
 
3461
#ifdef __vax__
 
3462
#error "Won't work on VAXen.  See comments at get_last_object."
 
3463
#endif
 
3464
@end group
 
3465
@end smallexample
 
3466
 
 
3467
If you have several configuration parameters that must be set up by
 
3468
the installation in a consistent way, you can use conditionals to detect
 
3469
an inconsistency and report it with @samp{#error}.  For example,
 
3470
 
 
3471
@smallexample
 
3472
#if !defined(FOO) && defined(BAR)
 
3473
#error "BAR requires FOO."
 
3474
#endif
 
3475
@end smallexample
 
3476
 
 
3477
@findex #warning
 
3478
The directive @samp{#warning} is like @samp{#error}, but causes the
 
3479
preprocessor to issue a warning and continue preprocessing.  The tokens
 
3480
following @samp{#warning} are used as the warning message.
 
3481
 
 
3482
You might use @samp{#warning} in obsolete header files, with a message
 
3483
directing the user to the header file which should be used instead.
 
3484
 
 
3485
Neither @samp{#error} nor @samp{#warning} macro-expands its argument.
 
3486
Internal whitespace sequences are each replaced with a single space.
 
3487
The line must consist of complete tokens.  It is wisest to make the
 
3488
argument of these directives be a single string constant; this avoids
 
3489
problems with apostrophes and the like.
 
3490
 
 
3491
@node Line Control
 
3492
@chapter Line Control
 
3493
@cindex line control
 
3494
 
 
3495
The C preprocessor informs the C compiler of the location in your source
 
3496
code where each token came from.  Presently, this is just the file name
 
3497
and line number.  All the tokens resulting from macro expansion are
 
3498
reported as having appeared on the line of the source file where the
 
3499
outermost macro was used.  We intend to be more accurate in the future.
 
3500
 
 
3501
If you write a program which generates source code, such as the
 
3502
@command{bison} parser generator, you may want to adjust the preprocessor's
 
3503
notion of the current file name and line number by hand.  Parts of the
 
3504
output from @command{bison} are generated from scratch, other parts come
 
3505
from a standard parser file.  The rest are copied verbatim from
 
3506
@command{bison}'s input.  You would like compiler error messages and
 
3507
symbolic debuggers to be able to refer to @code{bison}'s input file.
 
3508
 
 
3509
@findex #line
 
3510
@command{bison} or any such program can arrange this by writing
 
3511
@samp{#line} directives into the output file.  @samp{#line} is a
 
3512
directive that specifies the original line number and source file name
 
3513
for subsequent input in the current preprocessor input file.
 
3514
@samp{#line} has three variants:
 
3515
 
 
3516
@table @code
 
3517
@item #line @var{linenum}
 
3518
@var{linenum} is a non-negative decimal integer constant.  It specifies
 
3519
the line number which should be reported for the following line of
 
3520
input.  Subsequent lines are counted from @var{linenum}.
 
3521
 
 
3522
@item #line @var{linenum} @var{filename}
 
3523
@var{linenum} is the same as for the first form, and has the same
 
3524
effect.  In addition, @var{filename} is a string constant.  The
 
3525
following line and all subsequent lines are reported to come from the
 
3526
file it specifies, until something else happens to change that.
 
3527
@var{filename} is interpreted according to the normal rules for a string
 
3528
constant: backslash escapes are interpreted.  This is different from
 
3529
@samp{#include}.
 
3530
 
 
3531
Previous versions of CPP did not interpret escapes in @samp{#line};
 
3532
we have changed it because the standard requires they be interpreted,
 
3533
and most other compilers do.
 
3534
 
 
3535
@item #line @var{anything else}
 
3536
@var{anything else} is checked for macro calls, which are expanded.
 
3537
The result should match one of the above two forms.
 
3538
@end table
 
3539
 
 
3540
@samp{#line} directives alter the results of the @code{__FILE__} and
 
3541
@code{__LINE__} predefined macros from that point on.  @xref{Standard
 
3542
Predefined Macros}.  They do not have any effect on @samp{#include}'s
 
3543
idea of the directory containing the current file.  This is a change
 
3544
from GCC 2.95.  Previously, a file reading
 
3545
 
 
3546
@smallexample
 
3547
#line 1 "../src/gram.y"
 
3548
#include "gram.h"
 
3549
@end smallexample
 
3550
 
 
3551
would search for @file{gram.h} in @file{../src}, then the @option{-I}
 
3552
chain; the directory containing the physical source file would not be
 
3553
searched.  In GCC 3.0 and later, the @samp{#include} is not affected by
 
3554
the presence of a @samp{#line} referring to a different directory.
 
3555
 
 
3556
We made this change because the old behavior caused problems when
 
3557
generated source files were transported between machines.  For instance,
 
3558
it is common practice to ship generated parsers with a source release,
 
3559
so that people building the distribution do not need to have yacc or
 
3560
Bison installed.  These files frequently have @samp{#line} directives
 
3561
referring to the directory tree of the system where the distribution was
 
3562
created.  If GCC tries to search for headers in those directories, the
 
3563
build is likely to fail.
 
3564
 
 
3565
The new behavior can cause failures too, if the generated file is not
 
3566
in the same directory as its source and it attempts to include a header
 
3567
which would be visible searching from the directory containing the
 
3568
source file.  However, this problem is easily solved with an additional
 
3569
@option{-I} switch on the command line.  The failures caused by the old
 
3570
semantics could sometimes be corrected only by editing the generated
 
3571
files, which is difficult and error-prone.
 
3572
 
 
3573
@node Pragmas
 
3574
@chapter Pragmas
 
3575
 
 
3576
The @samp{#pragma} directive is the method specified by the C standard
 
3577
for providing additional information to the compiler, beyond what is
 
3578
conveyed in the language itself.  Three forms of this directive
 
3579
(commonly known as @dfn{pragmas}) are specified by the 1999 C standard.
 
3580
A C compiler is free to attach any meaning it likes to other pragmas.
 
3581
 
 
3582
GCC has historically preferred to use extensions to the syntax of the
 
3583
language, such as @code{__attribute__}, for this purpose.  However, GCC
 
3584
does define a few pragmas of its own.  These mostly have effects on the
 
3585
entire translation unit or source file.
 
3586
 
 
3587
In GCC version 3, all GNU-defined, supported pragmas have been given a
 
3588
@code{GCC} prefix.  This is in line with the @code{STDC} prefix on all
 
3589
pragmas defined by C99.  For backward compatibility, pragmas which were
 
3590
recognized by previous versions are still recognized without the
 
3591
@code{GCC} prefix, but that usage is deprecated.  Some older pragmas are
 
3592
deprecated in their entirety.  They are not recognized with the
 
3593
@code{GCC} prefix.  @xref{Obsolete Features}.
 
3594
 
 
3595
@cindex @code{_Pragma}
 
3596
C99 introduces the @code{@w{_Pragma}} operator.  This feature addresses a
 
3597
major problem with @samp{#pragma}: being a directive, it cannot be
 
3598
produced as the result of macro expansion.  @code{@w{_Pragma}} is an
 
3599
operator, much like @code{sizeof} or @code{defined}, and can be embedded
 
3600
in a macro.
 
3601
 
 
3602
Its syntax is @code{@w{_Pragma (@var{string-literal})}}, where
 
3603
@var{string-literal} can be either a normal or wide-character string
 
3604
literal.  It is destringized, by replacing all @samp{\\} with a single
 
3605
@samp{\} and all @samp{\"} with a @samp{"}.  The result is then
 
3606
processed as if it had appeared as the right hand side of a
 
3607
@samp{#pragma} directive.  For example,
 
3608
 
 
3609
@smallexample
 
3610
_Pragma ("GCC dependency \"parse.y\"")
 
3611
@end smallexample
 
3612
 
 
3613
@noindent
 
3614
has the same effect as @code{#pragma GCC dependency "parse.y"}.  The
 
3615
same effect could be achieved using macros, for example
 
3616
 
 
3617
@smallexample
 
3618
#define DO_PRAGMA(x) _Pragma (#x)
 
3619
DO_PRAGMA (GCC dependency "parse.y")
 
3620
@end smallexample
 
3621
 
 
3622
The standard is unclear on where a @code{_Pragma} operator can appear.
 
3623
The preprocessor does not accept it within a preprocessing conditional
 
3624
directive like @samp{#if}.  To be safe, you are probably best keeping it
 
3625
out of directives other than @samp{#define}, and putting it on a line of
 
3626
its own.
 
3627
 
 
3628
This manual documents the pragmas which are meaningful to the
 
3629
preprocessor itself.  Other pragmas are meaningful to the C or C++
 
3630
compilers.  They are documented in the GCC manual.
 
3631
 
 
3632
GCC plugins may provide their own pragmas.
 
3633
 
 
3634
@ftable @code
 
3635
@item #pragma GCC dependency
 
3636
@code{#pragma GCC dependency} allows you to check the relative dates of
 
3637
the current file and another file.  If the other file is more recent than
 
3638
the current file, a warning is issued.  This is useful if the current
 
3639
file is derived from the other file, and should be regenerated.  The
 
3640
other file is searched for using the normal include search path.
 
3641
Optional trailing text can be used to give more information in the
 
3642
warning message.
 
3643
 
 
3644
@smallexample
 
3645
#pragma GCC dependency "parse.y"
 
3646
#pragma GCC dependency "/usr/include/time.h" rerun fixincludes
 
3647
@end smallexample
 
3648
 
 
3649
@item #pragma GCC poison
 
3650
Sometimes, there is an identifier that you want to remove completely
 
3651
from your program, and make sure that it never creeps back in.  To
 
3652
enforce this, you can @dfn{poison} the identifier with this pragma.
 
3653
@code{#pragma GCC poison} is followed by a list of identifiers to
 
3654
poison.  If any of those identifiers appears anywhere in the source
 
3655
after the directive, it is a hard error.  For example,
 
3656
 
 
3657
@smallexample
 
3658
#pragma GCC poison printf sprintf fprintf
 
3659
sprintf(some_string, "hello");
 
3660
@end smallexample
 
3661
 
 
3662
@noindent
 
3663
will produce an error.
 
3664
 
 
3665
If a poisoned identifier appears as part of the expansion of a macro
 
3666
which was defined before the identifier was poisoned, it will @emph{not}
 
3667
cause an error.  This lets you poison an identifier without worrying
 
3668
about system headers defining macros that use it.
 
3669
 
 
3670
For example,
 
3671
 
 
3672
@smallexample
 
3673
#define strrchr rindex
 
3674
#pragma GCC poison rindex
 
3675
strrchr(some_string, 'h');
 
3676
@end smallexample
 
3677
 
 
3678
@noindent
 
3679
will not produce an error.
 
3680
 
 
3681
@item #pragma GCC system_header
 
3682
This pragma takes no arguments.  It causes the rest of the code in the
 
3683
current file to be treated as if it came from a system header.
 
3684
@xref{System Headers}.
 
3685
 
 
3686
@item #pragma GCC warning
 
3687
@itemx #pragma GCC error
 
3688
@code{#pragma GCC warning "message"} causes the preprocessor to issue
 
3689
a warning diagnostic with the text @samp{message}.  The message
 
3690
contained in the pragma must be a single string literal.  Similarly,
 
3691
@code{#pragma GCC error "message"} issues an error message.  Unlike
 
3692
the @samp{#warning} and @samp{#error} directives, these pragmas can be
 
3693
embedded in preprocessor macros using @samp{_Pragma}.
 
3694
 
 
3695
@end ftable
 
3696
 
 
3697
@node Other Directives
 
3698
@chapter Other Directives
 
3699
 
 
3700
@findex #ident
 
3701
@findex #sccs
 
3702
The @samp{#ident} directive takes one argument, a string constant.  On
 
3703
some systems, that string constant is copied into a special segment of
 
3704
the object file.  On other systems, the directive is ignored.  The
 
3705
@samp{#sccs} directive is a synonym for @samp{#ident}.
 
3706
 
 
3707
These directives are not part of the C standard, but they are not
 
3708
official GNU extensions either.  What historical information we have
 
3709
been able to find, suggests they originated with System V@.
 
3710
 
 
3711
@cindex null directive
 
3712
The @dfn{null directive} consists of a @samp{#} followed by a newline,
 
3713
with only whitespace (including comments) in between.  A null directive
 
3714
is understood as a preprocessing directive but has no effect on the
 
3715
preprocessor output.  The primary significance of the existence of the
 
3716
null directive is that an input line consisting of just a @samp{#} will
 
3717
produce no output, rather than a line of output containing just a
 
3718
@samp{#}.  Supposedly some old C programs contain such lines.
 
3719
 
 
3720
@node Preprocessor Output
 
3721
@chapter Preprocessor Output
 
3722
 
 
3723
When the C preprocessor is used with the C, C++, or Objective-C
 
3724
compilers, it is integrated into the compiler and communicates a stream
 
3725
of binary tokens directly to the compiler's parser.  However, it can
 
3726
also be used in the more conventional standalone mode, where it produces
 
3727
textual output.
 
3728
@c FIXME: Document the library interface.
 
3729
 
 
3730
@cindex output format
 
3731
The output from the C preprocessor looks much like the input, except
 
3732
that all preprocessing directive lines have been replaced with blank
 
3733
lines and all comments with spaces.  Long runs of blank lines are
 
3734
discarded.
 
3735
 
 
3736
The ISO standard specifies that it is implementation defined whether a
 
3737
preprocessor preserves whitespace between tokens, or replaces it with
 
3738
e.g.@: a single space.  In GNU CPP, whitespace between tokens is collapsed
 
3739
to become a single space, with the exception that the first token on a
 
3740
non-directive line is preceded with sufficient spaces that it appears in
 
3741
the same column in the preprocessed output that it appeared in the
 
3742
original source file.  This is so the output is easy to read.
 
3743
@xref{Differences from previous versions}.  CPP does not insert any
 
3744
whitespace where there was none in the original source, except where
 
3745
necessary to prevent an accidental token paste.
 
3746
 
 
3747
@cindex linemarkers
 
3748
Source file name and line number information is conveyed by lines
 
3749
of the form
 
3750
 
 
3751
@smallexample
 
3752
# @var{linenum} @var{filename} @var{flags}
 
3753
@end smallexample
 
3754
 
 
3755
@noindent
 
3756
These are called @dfn{linemarkers}.  They are inserted as needed into
 
3757
the output (but never within a string or character constant).  They mean
 
3758
that the following line originated in file @var{filename} at line
 
3759
@var{linenum}.  @var{filename} will never contain any non-printing
 
3760
characters; they are replaced with octal escape sequences.
 
3761
 
 
3762
After the file name comes zero or more flags, which are @samp{1},
 
3763
@samp{2}, @samp{3}, or @samp{4}.  If there are multiple flags, spaces
 
3764
separate them.  Here is what the flags mean:
 
3765
 
 
3766
@table @samp
 
3767
@item 1
 
3768
This indicates the start of a new file.
 
3769
@item 2
 
3770
This indicates returning to a file (after having included another file).
 
3771
@item 3
 
3772
This indicates that the following text comes from a system header file,
 
3773
so certain warnings should be suppressed.
 
3774
@item 4
 
3775
This indicates that the following text should be treated as being
 
3776
wrapped in an implicit @code{extern "C"} block.
 
3777
@c maybe cross reference NO_IMPLICIT_EXTERN_C
 
3778
@end table
 
3779
 
 
3780
As an extension, the preprocessor accepts linemarkers in non-assembler
 
3781
input files.  They are treated like the corresponding @samp{#line}
 
3782
directive, (@pxref{Line Control}), except that trailing flags are
 
3783
permitted, and are interpreted with the meanings described above.  If
 
3784
multiple flags are given, they must be in ascending order.
 
3785
 
 
3786
Some directives may be duplicated in the output of the preprocessor.
 
3787
These are @samp{#ident} (always), @samp{#pragma} (only if the
 
3788
preprocessor does not handle the pragma itself), and @samp{#define} and
 
3789
@samp{#undef} (with certain debugging options).  If this happens, the
 
3790
@samp{#} of the directive will always be in the first column, and there
 
3791
will be no space between the @samp{#} and the directive name.  If macro
 
3792
expansion happens to generate tokens which might be mistaken for a
 
3793
duplicated directive, a space will be inserted between the @samp{#} and
 
3794
the directive name.
 
3795
 
 
3796
@node Traditional Mode
 
3797
@chapter Traditional Mode
 
3798
 
 
3799
Traditional (pre-standard) C preprocessing is rather different from
 
3800
the preprocessing specified by the standard.  When GCC is given the
 
3801
@option{-traditional-cpp} option, it attempts to emulate a traditional
 
3802
preprocessor.
 
3803
 
 
3804
GCC versions 3.2 and later only support traditional mode semantics in
 
3805
the preprocessor, and not in the compiler front ends.  This chapter
 
3806
outlines the traditional preprocessor semantics we implemented.
 
3807
 
 
3808
The implementation does not correspond precisely to the behavior of
 
3809
earlier versions of GCC, nor to any true traditional preprocessor.
 
3810
After all, inconsistencies among traditional implementations were a
 
3811
major motivation for C standardization.  However, we intend that it
 
3812
should be compatible with true traditional preprocessors in all ways
 
3813
that actually matter.
 
3814
 
 
3815
@menu
 
3816
* Traditional lexical analysis::
 
3817
* Traditional macros::
 
3818
* Traditional miscellany::
 
3819
* Traditional warnings::
 
3820
@end menu
 
3821
 
 
3822
@node Traditional lexical analysis
 
3823
@section Traditional lexical analysis
 
3824
 
 
3825
The traditional preprocessor does not decompose its input into tokens
 
3826
the same way a standards-conforming preprocessor does.  The input is
 
3827
simply treated as a stream of text with minimal internal form.
 
3828
 
 
3829
This implementation does not treat trigraphs (@pxref{trigraphs})
 
3830
specially since they were an invention of the standards committee.  It
 
3831
handles arbitrarily-positioned escaped newlines properly and splices
 
3832
the lines as you would expect; many traditional preprocessors did not
 
3833
do this.
 
3834
 
 
3835
The form of horizontal whitespace in the input file is preserved in
 
3836
the output.  In particular, hard tabs remain hard tabs.  This can be
 
3837
useful if, for example, you are preprocessing a Makefile.
 
3838
 
 
3839
Traditional CPP only recognizes C-style block comments, and treats the
 
3840
@samp{/*} sequence as introducing a comment only if it lies outside
 
3841
quoted text.  Quoted text is introduced by the usual single and double
 
3842
quotes, and also by an initial @samp{<} in a @code{#include}
 
3843
directive.
 
3844
 
 
3845
Traditionally, comments are completely removed and are not replaced
 
3846
with a space.  Since a traditional compiler does its own tokenization
 
3847
of the output of the preprocessor, this means that comments can
 
3848
effectively be used as token paste operators.  However, comments
 
3849
behave like separators for text handled by the preprocessor itself,
 
3850
since it doesn't re-lex its input.  For example, in
 
3851
 
 
3852
@smallexample
 
3853
#if foo/**/bar
 
3854
@end smallexample
 
3855
 
 
3856
@noindent
 
3857
@samp{foo} and @samp{bar} are distinct identifiers and expanded
 
3858
separately if they happen to be macros.  In other words, this
 
3859
directive is equivalent to
 
3860
 
 
3861
@smallexample
 
3862
#if foo bar
 
3863
@end smallexample
 
3864
 
 
3865
@noindent
 
3866
rather than
 
3867
 
 
3868
@smallexample
 
3869
#if foobar
 
3870
@end smallexample
 
3871
 
 
3872
Generally speaking, in traditional mode an opening quote need not have
 
3873
a matching closing quote.  In particular, a macro may be defined with
 
3874
replacement text that contains an unmatched quote.  Of course, if you
 
3875
attempt to compile preprocessed output containing an unmatched quote
 
3876
you will get a syntax error.
 
3877
 
 
3878
However, all preprocessing directives other than @code{#define}
 
3879
require matching quotes.  For example:
 
3880
 
 
3881
@smallexample
 
3882
#define m This macro's fine and has an unmatched quote
 
3883
"/* This is not a comment.  */
 
3884
/* @r{This is a comment.  The following #include directive
 
3885
   is ill-formed.}  */
 
3886
#include <stdio.h
 
3887
@end smallexample
 
3888
 
 
3889
Just as for the ISO preprocessor, what would be a closing quote can be
 
3890
escaped with a backslash to prevent the quoted text from closing.
 
3891
 
 
3892
@node Traditional macros
 
3893
@section Traditional macros
 
3894
 
 
3895
The major difference between traditional and ISO macros is that the
 
3896
former expand to text rather than to a token sequence.  CPP removes
 
3897
all leading and trailing horizontal whitespace from a macro's
 
3898
replacement text before storing it, but preserves the form of internal
 
3899
whitespace.
 
3900
 
 
3901
One consequence is that it is legitimate for the replacement text to
 
3902
contain an unmatched quote (@pxref{Traditional lexical analysis}).  An
 
3903
unclosed string or character constant continues into the text
 
3904
following the macro call.  Similarly, the text at the end of a macro's
 
3905
expansion can run together with the text after the macro invocation to
 
3906
produce a single token.
 
3907
 
 
3908
Normally comments are removed from the replacement text after the
 
3909
macro is expanded, but if the @option{-CC} option is passed on the
 
3910
command-line comments are preserved.  (In fact, the current
 
3911
implementation removes comments even before saving the macro
 
3912
replacement text, but it careful to do it in such a way that the
 
3913
observed effect is identical even in the function-like macro case.)
 
3914
 
 
3915
The ISO stringification operator @samp{#} and token paste operator
 
3916
@samp{##} have no special meaning.  As explained later, an effect
 
3917
similar to these operators can be obtained in a different way.  Macro
 
3918
names that are embedded in quotes, either from the main file or after
 
3919
macro replacement, do not expand.
 
3920
 
 
3921
CPP replaces an unquoted object-like macro name with its replacement
 
3922
text, and then rescans it for further macros to replace.  Unlike
 
3923
standard macro expansion, traditional macro expansion has no provision
 
3924
to prevent recursion.  If an object-like macro appears unquoted in its
 
3925
replacement text, it will be replaced again during the rescan pass,
 
3926
and so on @emph{ad infinitum}.  GCC detects when it is expanding
 
3927
recursive macros, emits an error message, and continues after the
 
3928
offending macro invocation.
 
3929
 
 
3930
@smallexample
 
3931
#define PLUS +
 
3932
#define INC(x) PLUS+x
 
3933
INC(foo);
 
3934
     @expansion{} ++foo;
 
3935
@end smallexample
 
3936
 
 
3937
Function-like macros are similar in form but quite different in
 
3938
behavior to their ISO counterparts.  Their arguments are contained
 
3939
within parentheses, are comma-separated, and can cross physical lines.
 
3940
Commas within nested parentheses are not treated as argument
 
3941
separators.  Similarly, a quote in an argument cannot be left
 
3942
unclosed; a following comma or parenthesis that comes before the
 
3943
closing quote is treated like any other character.  There is no
 
3944
facility for handling variadic macros.
 
3945
 
 
3946
This implementation removes all comments from macro arguments, unless
 
3947
the @option{-C} option is given.  The form of all other horizontal
 
3948
whitespace in arguments is preserved, including leading and trailing
 
3949
whitespace.  In particular
 
3950
 
 
3951
@smallexample
 
3952
f( )
 
3953
@end smallexample
 
3954
 
 
3955
@noindent
 
3956
is treated as an invocation of the macro @samp{f} with a single
 
3957
argument consisting of a single space.  If you want to invoke a
 
3958
function-like macro that takes no arguments, you must not leave any
 
3959
whitespace between the parentheses.
 
3960
 
 
3961
If a macro argument crosses a new line, the new line is replaced with
 
3962
a space when forming the argument.  If the previous line contained an
 
3963
unterminated quote, the following line inherits the quoted state.
 
3964
 
 
3965
Traditional preprocessors replace parameters in the replacement text
 
3966
with their arguments regardless of whether the parameters are within
 
3967
quotes or not.  This provides a way to stringize arguments.  For
 
3968
example
 
3969
 
 
3970
@smallexample
 
3971
#define str(x) "x"
 
3972
str(/* @r{A comment} */some text )
 
3973
     @expansion{} "some text "
 
3974
@end smallexample
 
3975
 
 
3976
@noindent
 
3977
Note that the comment is removed, but that the trailing space is
 
3978
preserved.  Here is an example of using a comment to effect token
 
3979
pasting.
 
3980
 
 
3981
@smallexample
 
3982
#define suffix(x) foo_/**/x
 
3983
suffix(bar)
 
3984
     @expansion{} foo_bar
 
3985
@end smallexample
 
3986
 
 
3987
@node Traditional miscellany
 
3988
@section Traditional miscellany
 
3989
 
 
3990
Here are some things to be aware of when using the traditional
 
3991
preprocessor.
 
3992
 
 
3993
@itemize @bullet
 
3994
@item
 
3995
Preprocessing directives are recognized only when their leading
 
3996
@samp{#} appears in the first column.  There can be no whitespace
 
3997
between the beginning of the line and the @samp{#}, but whitespace can
 
3998
follow the @samp{#}.
 
3999
 
 
4000
@item
 
4001
A true traditional C preprocessor does not recognize @samp{#error} or
 
4002
@samp{#pragma}, and may not recognize @samp{#elif}.  CPP supports all
 
4003
the directives in traditional mode that it supports in ISO mode,
 
4004
including extensions, with the exception that the effects of
 
4005
@samp{#pragma GCC poison} are undefined.
 
4006
 
 
4007
@item
 
4008
__STDC__ is not defined.
 
4009
 
 
4010
@item
 
4011
If you use digraphs the behavior is undefined.
 
4012
 
 
4013
@item
 
4014
If a line that looks like a directive appears within macro arguments,
 
4015
the behavior is undefined.
 
4016
 
 
4017
@end itemize
 
4018
 
 
4019
@node Traditional warnings
 
4020
@section Traditional warnings
 
4021
You can request warnings about features that did not exist, or worked
 
4022
differently, in traditional C with the @option{-Wtraditional} option.
 
4023
GCC does not warn about features of ISO C which you must use when you
 
4024
are using a conforming compiler, such as the @samp{#} and @samp{##}
 
4025
operators.
 
4026
 
 
4027
Presently @option{-Wtraditional} warns about:
 
4028
 
 
4029
@itemize @bullet
 
4030
@item
 
4031
Macro parameters that appear within string literals in the macro body.
 
4032
In traditional C macro replacement takes place within string literals,
 
4033
but does not in ISO C@.
 
4034
 
 
4035
@item
 
4036
In traditional C, some preprocessor directives did not exist.
 
4037
Traditional preprocessors would only consider a line to be a directive
 
4038
if the @samp{#} appeared in column 1 on the line.  Therefore
 
4039
@option{-Wtraditional} warns about directives that traditional C
 
4040
understands but would ignore because the @samp{#} does not appear as the
 
4041
first character on the line.  It also suggests you hide directives like
 
4042
@samp{#pragma} not understood by traditional C by indenting them.  Some
 
4043
traditional implementations would not recognize @samp{#elif}, so it
 
4044
suggests avoiding it altogether.
 
4045
 
 
4046
@item
 
4047
A function-like macro that appears without an argument list.  In some
 
4048
traditional preprocessors this was an error.  In ISO C it merely means
 
4049
that the macro is not expanded.
 
4050
 
 
4051
@item
 
4052
The unary plus operator.  This did not exist in traditional C@.
 
4053
 
 
4054
@item
 
4055
The @samp{U} and @samp{LL} integer constant suffixes, which were not
 
4056
available in traditional C@.  (Traditional C does support the @samp{L}
 
4057
suffix for simple long integer constants.)  You are not warned about
 
4058
uses of these suffixes in macros defined in system headers.  For
 
4059
instance, @code{UINT_MAX} may well be defined as @code{4294967295U}, but
 
4060
you will not be warned if you use @code{UINT_MAX}.
 
4061
 
 
4062
You can usually avoid the warning, and the related warning about
 
4063
constants which are so large that they are unsigned, by writing the
 
4064
integer constant in question in hexadecimal, with no U suffix.  Take
 
4065
care, though, because this gives the wrong result in exotic cases.
 
4066
@end itemize
 
4067
 
 
4068
@node Implementation Details
 
4069
@chapter Implementation Details
 
4070
 
 
4071
Here we document details of how the preprocessor's implementation
 
4072
affects its user-visible behavior.  You should try to avoid undue
 
4073
reliance on behavior described here, as it is possible that it will
 
4074
change subtly in future implementations.
 
4075
 
 
4076
Also documented here are obsolete features and changes from previous
 
4077
versions of CPP@.
 
4078
 
 
4079
@menu
 
4080
* Implementation-defined behavior::
 
4081
* Implementation limits::
 
4082
* Obsolete Features::
 
4083
* Differences from previous versions::
 
4084
@end menu
 
4085
 
 
4086
@node Implementation-defined behavior
 
4087
@section Implementation-defined behavior
 
4088
@cindex implementation-defined behavior
 
4089
 
 
4090
This is how CPP behaves in all the cases which the C standard
 
4091
describes as @dfn{implementation-defined}.  This term means that the
 
4092
implementation is free to do what it likes, but must document its choice
 
4093
and stick to it.
 
4094
@c FIXME: Check the C++ standard for more implementation-defined stuff.
 
4095
 
 
4096
@itemize @bullet
 
4097
@need 1000
 
4098
@item The mapping of physical source file multi-byte characters to the
 
4099
execution character set.
 
4100
 
 
4101
The input character set can be specified using the
 
4102
@option{-finput-charset} option, while the execution character set may
 
4103
be controlled using the @option{-fexec-charset} and
 
4104
@option{-fwide-exec-charset} options.
 
4105
 
 
4106
@item Identifier characters.
 
4107
@anchor{Identifier characters}
 
4108
 
 
4109
The C and C++ standards allow identifiers to be composed of @samp{_}
 
4110
and the alphanumeric characters.  C++ and C99 also allow universal
 
4111
character names, and C99 further permits implementation-defined
 
4112
characters.
 
4113
 
 
4114
GCC allows the @samp{$} character in identifiers as an extension for
 
4115
most targets.  This is true regardless of the @option{std=} switch,
 
4116
since this extension cannot conflict with standards-conforming
 
4117
programs.  When preprocessing assembler, however, dollars are not
 
4118
identifier characters by default.
 
4119
 
 
4120
Currently the targets that by default do not permit @samp{$} are AVR,
 
4121
IP2K, MMIX, MIPS Irix 3, ARM aout, and PowerPC targets for the AIX
 
4122
operating system.
 
4123
 
 
4124
You can override the default with @option{-fdollars-in-identifiers} or
 
4125
@option{fno-dollars-in-identifiers}.  @xref{fdollars-in-identifiers}.
 
4126
 
 
4127
@item Non-empty sequences of whitespace characters.
 
4128
 
 
4129
In textual output, each whitespace sequence is collapsed to a single
 
4130
space.  For aesthetic reasons, the first token on each non-directive
 
4131
line of output is preceded with sufficient spaces that it appears in the
 
4132
same column as it did in the original source file.
 
4133
 
 
4134
@item The numeric value of character constants in preprocessor expressions.
 
4135
 
 
4136
The preprocessor and compiler interpret character constants in the
 
4137
same way; i.e.@: escape sequences such as @samp{\a} are given the
 
4138
values they would have on the target machine.
 
4139
 
 
4140
The compiler evaluates a multi-character character constant a character
 
4141
at a time, shifting the previous value left by the number of bits per
 
4142
target character, and then or-ing in the bit-pattern of the new
 
4143
character truncated to the width of a target character.  The final
 
4144
bit-pattern is given type @code{int}, and is therefore signed,
 
4145
regardless of whether single characters are signed or not (a slight
 
4146
change from versions 3.1 and earlier of GCC)@.  If there are more
 
4147
characters in the constant than would fit in the target @code{int} the
 
4148
compiler issues a warning, and the excess leading characters are
 
4149
ignored.
 
4150
 
 
4151
For example, @code{'ab'} for a target with an 8-bit @code{char} would be
 
4152
interpreted as @w{@samp{(int) ((unsigned char) 'a' * 256 + (unsigned char)
 
4153
'b')}}, and @code{'\234a'} as @w{@samp{(int) ((unsigned char) '\234' *
 
4154
256 + (unsigned char) 'a')}}.
 
4155
 
 
4156
@item Source file inclusion.
 
4157
 
 
4158
For a discussion on how the preprocessor locates header files,
 
4159
@ref{Include Operation}.
 
4160
 
 
4161
@item Interpretation of the filename resulting from a macro-expanded
 
4162
@samp{#include} directive.
 
4163
 
 
4164
@xref{Computed Includes}.
 
4165
 
 
4166
@item Treatment of a @samp{#pragma} directive that after macro-expansion
 
4167
results in a standard pragma.
 
4168
 
 
4169
No macro expansion occurs on any @samp{#pragma} directive line, so the
 
4170
question does not arise.
 
4171
 
 
4172
Note that GCC does not yet implement any of the standard
 
4173
pragmas.
 
4174
 
 
4175
@end itemize
 
4176
 
 
4177
@node Implementation limits
 
4178
@section Implementation limits
 
4179
@cindex implementation limits
 
4180
 
 
4181
CPP has a small number of internal limits.  This section lists the
 
4182
limits which the C standard requires to be no lower than some minimum,
 
4183
and all the others known.  It is intended that there should be as few limits
 
4184
as possible.  If you encounter an undocumented or inconvenient limit,
 
4185
please report that as a bug.  @xref{Bugs, , Reporting Bugs, gcc, Using
 
4186
the GNU Compiler Collection (GCC)}.
 
4187
 
 
4188
Where we say something is limited @dfn{only by available memory}, that
 
4189
means that internal data structures impose no intrinsic limit, and space
 
4190
is allocated with @code{malloc} or equivalent.  The actual limit will
 
4191
therefore depend on many things, such as the size of other things
 
4192
allocated by the compiler at the same time, the amount of memory
 
4193
consumed by other processes on the same computer, etc.
 
4194
 
 
4195
@itemize @bullet
 
4196
 
 
4197
@item Nesting levels of @samp{#include} files.
 
4198
 
 
4199
We impose an arbitrary limit of 200 levels, to avoid runaway recursion.
 
4200
The standard requires at least 15 levels.
 
4201
 
 
4202
@item Nesting levels of conditional inclusion.
 
4203
 
 
4204
The C standard mandates this be at least 63.  CPP is limited only by
 
4205
available memory.
 
4206
 
 
4207
@item Levels of parenthesized expressions within a full expression.
 
4208
 
 
4209
The C standard requires this to be at least 63.  In preprocessor
 
4210
conditional expressions, it is limited only by available memory.
 
4211
 
 
4212
@item Significant initial characters in an identifier or macro name.
 
4213
 
 
4214
The preprocessor treats all characters as significant.  The C standard
 
4215
requires only that the first 63 be significant.
 
4216
 
 
4217
@item Number of macros simultaneously defined in a single translation unit.
 
4218
 
 
4219
The standard requires at least 4095 be possible.  CPP is limited only
 
4220
by available memory.
 
4221
 
 
4222
@item Number of parameters in a macro definition and arguments in a macro call.
 
4223
 
 
4224
We allow @code{USHRT_MAX}, which is no smaller than 65,535.  The minimum
 
4225
required by the standard is 127.
 
4226
 
 
4227
@item Number of characters on a logical source line.
 
4228
 
 
4229
The C standard requires a minimum of 4096 be permitted.  CPP places
 
4230
no limits on this, but you may get incorrect column numbers reported in
 
4231
diagnostics for lines longer than 65,535 characters.
 
4232
 
 
4233
@item Maximum size of a source file.
 
4234
 
 
4235
The standard does not specify any lower limit on the maximum size of a
 
4236
source file.  GNU cpp maps files into memory, so it is limited by the
 
4237
available address space.  This is generally at least two gigabytes.
 
4238
Depending on the operating system, the size of physical memory may or
 
4239
may not be a limitation.
 
4240
 
 
4241
@end itemize
 
4242
 
 
4243
@node Obsolete Features
 
4244
@section Obsolete Features
 
4245
 
 
4246
CPP has some features which are present mainly for compatibility with
 
4247
older programs.  We discourage their use in new code.  In some cases,
 
4248
we plan to remove the feature in a future version of GCC@.
 
4249
 
 
4250
@subsection Assertions
 
4251
@cindex assertions
 
4252
 
 
4253
@dfn{Assertions} are a deprecated alternative to macros in writing
 
4254
conditionals to test what sort of computer or system the compiled
 
4255
program will run on.  Assertions are usually predefined, but you can
 
4256
define them with preprocessing directives or command-line options.
 
4257
 
 
4258
Assertions were intended to provide a more systematic way to describe
 
4259
the compiler's target system and we added them for compatibility with
 
4260
existing compilers.  In practice they are just as unpredictable as the
 
4261
system-specific predefined macros.  In addition, they are not part of
 
4262
any standard, and only a few compilers support them.
 
4263
Therefore, the use of assertions is @strong{less} portable than the use
 
4264
of system-specific predefined macros.  We recommend you do not use them at
 
4265
all.
 
4266
 
 
4267
@cindex predicates
 
4268
An assertion looks like this:
 
4269
 
 
4270
@smallexample
 
4271
#@var{predicate} (@var{answer})
 
4272
@end smallexample
 
4273
 
 
4274
@noindent
 
4275
@var{predicate} must be a single identifier.  @var{answer} can be any
 
4276
sequence of tokens; all characters are significant except for leading
 
4277
and trailing whitespace, and differences in internal whitespace
 
4278
sequences are ignored.  (This is similar to the rules governing macro
 
4279
redefinition.)  Thus, @code{(x + y)} is different from @code{(x+y)} but
 
4280
equivalent to @code{@w{( x + y )}}.  Parentheses do not nest inside an
 
4281
answer.
 
4282
 
 
4283
@cindex testing predicates
 
4284
To test an assertion, you write it in an @samp{#if}.  For example, this
 
4285
conditional succeeds if either @code{vax} or @code{ns16000} has been
 
4286
asserted as an answer for @code{machine}.
 
4287
 
 
4288
@smallexample
 
4289
#if #machine (vax) || #machine (ns16000)
 
4290
@end smallexample
 
4291
 
 
4292
@noindent
 
4293
You can test whether @emph{any} answer is asserted for a predicate by
 
4294
omitting the answer in the conditional:
 
4295
 
 
4296
@smallexample
 
4297
#if #machine
 
4298
@end smallexample
 
4299
 
 
4300
@findex #assert
 
4301
Assertions are made with the @samp{#assert} directive.  Its sole
 
4302
argument is the assertion to make, without the leading @samp{#} that
 
4303
identifies assertions in conditionals.
 
4304
 
 
4305
@smallexample
 
4306
#assert @var{predicate} (@var{answer})
 
4307
@end smallexample
 
4308
 
 
4309
@noindent
 
4310
You may make several assertions with the same predicate and different
 
4311
answers.  Subsequent assertions do not override previous ones for the
 
4312
same predicate.  All the answers for any given predicate are
 
4313
simultaneously true.
 
4314
 
 
4315
@cindex assertions, canceling
 
4316
@findex #unassert
 
4317
Assertions can be canceled with the @samp{#unassert} directive.  It
 
4318
has the same syntax as @samp{#assert}.  In that form it cancels only the
 
4319
answer which was specified on the @samp{#unassert} line; other answers
 
4320
for that predicate remain true.  You can cancel an entire predicate by
 
4321
leaving out the answer:
 
4322
 
 
4323
@smallexample
 
4324
#unassert @var{predicate}
 
4325
@end smallexample
 
4326
 
 
4327
@noindent
 
4328
In either form, if no such assertion has been made, @samp{#unassert} has
 
4329
no effect.
 
4330
 
 
4331
You can also make or cancel assertions using command-line options.
 
4332
@xref{Invocation}.
 
4333
 
 
4334
@node Differences from previous versions
 
4335
@section Differences from previous versions
 
4336
@cindex differences from previous versions
 
4337
 
 
4338
This section details behavior which has changed from previous versions
 
4339
of CPP@.  We do not plan to change it again in the near future, but
 
4340
we do not promise not to, either.
 
4341
 
 
4342
The ``previous versions'' discussed here are 2.95 and before.  The
 
4343
behavior of GCC 3.0 is mostly the same as the behavior of the widely
 
4344
used 2.96 and 2.97 development snapshots.  Where there are differences,
 
4345
they generally represent bugs in the snapshots.
 
4346
 
 
4347
@itemize @bullet
 
4348
 
 
4349
@item -I- deprecated
 
4350
 
 
4351
This option has been deprecated in 4.0.  @option{-iquote} is meant to
 
4352
replace the need for this option.
 
4353
 
 
4354
@item Order of evaluation of @samp{#} and @samp{##} operators
 
4355
 
 
4356
The standard does not specify the order of evaluation of a chain of
 
4357
@samp{##} operators, nor whether @samp{#} is evaluated before, after, or
 
4358
at the same time as @samp{##}.  You should therefore not write any code
 
4359
which depends on any specific ordering.  It is possible to guarantee an
 
4360
ordering, if you need one, by suitable use of nested macros.
 
4361
 
 
4362
An example of where this might matter is pasting the arguments @samp{1},
 
4363
@samp{e} and @samp{-2}.  This would be fine for left-to-right pasting,
 
4364
but right-to-left pasting would produce an invalid token @samp{e-2}.
 
4365
 
 
4366
GCC 3.0 evaluates @samp{#} and @samp{##} at the same time and strictly
 
4367
left to right.  Older versions evaluated all @samp{#} operators first,
 
4368
then all @samp{##} operators, in an unreliable order.
 
4369
 
 
4370
@item The form of whitespace between tokens in preprocessor output
 
4371
 
 
4372
@xref{Preprocessor Output}, for the current textual format.  This is
 
4373
also the format used by stringification.  Normally, the preprocessor
 
4374
communicates tokens directly to the compiler's parser, and whitespace
 
4375
does not come up at all.
 
4376
 
 
4377
Older versions of GCC preserved all whitespace provided by the user and
 
4378
inserted lots more whitespace of their own, because they could not
 
4379
accurately predict when extra spaces were needed to prevent accidental
 
4380
token pasting.
 
4381
 
 
4382
@item Optional argument when invoking rest argument macros
 
4383
 
 
4384
As an extension, GCC permits you to omit the variable arguments entirely
 
4385
when you use a variable argument macro.  This is forbidden by the 1999 C
 
4386
standard, and will provoke a pedantic warning with GCC 3.0.  Previous
 
4387
versions accepted it silently.
 
4388
 
 
4389
@item @samp{##} swallowing preceding text in rest argument macros
 
4390
 
 
4391
Formerly, in a macro expansion, if @samp{##} appeared before a variable
 
4392
arguments parameter, and the set of tokens specified for that argument
 
4393
in the macro invocation was empty, previous versions of CPP would
 
4394
back up and remove the preceding sequence of non-whitespace characters
 
4395
(@strong{not} the preceding token).  This extension is in direct
 
4396
conflict with the 1999 C standard and has been drastically pared back.
 
4397
 
 
4398
In the current version of the preprocessor, if @samp{##} appears between
 
4399
a comma and a variable arguments parameter, and the variable argument is
 
4400
omitted entirely, the comma will be removed from the expansion.  If the
 
4401
variable argument is empty, or the token before @samp{##} is not a
 
4402
comma, then @samp{##} behaves as a normal token paste.
 
4403
 
 
4404
@item @samp{#line} and @samp{#include}
 
4405
 
 
4406
The @samp{#line} directive used to change GCC's notion of the
 
4407
``directory containing the current file'', used by @samp{#include} with
 
4408
a double-quoted header file name.  In 3.0 and later, it does not.
 
4409
@xref{Line Control}, for further explanation.
 
4410
 
 
4411
@item Syntax of @samp{#line}
 
4412
 
 
4413
In GCC 2.95 and previous, the string constant argument to @samp{#line}
 
4414
was treated the same way as the argument to @samp{#include}: backslash
 
4415
escapes were not honored, and the string ended at the second @samp{"}.
 
4416
This is not compliant with the C standard.  In GCC 3.0, an attempt was
 
4417
made to correct the behavior, so that the string was treated as a real
 
4418
string constant, but it turned out to be buggy.  In 3.1, the bugs have
 
4419
been fixed.  (We are not fixing the bugs in 3.0 because they affect
 
4420
relatively few people and the fix is quite invasive.)
 
4421
 
 
4422
@end itemize
 
4423
 
 
4424
@node Invocation
 
4425
@chapter Invocation
 
4426
@cindex invocation
 
4427
@cindex command line
 
4428
 
 
4429
Most often when you use the C preprocessor you will not have to invoke it
 
4430
explicitly: the C compiler will do so automatically.  However, the
 
4431
preprocessor is sometimes useful on its own.  All the options listed
 
4432
here are also acceptable to the C compiler and have the same meaning,
 
4433
except that the C compiler has different rules for specifying the output
 
4434
file.
 
4435
 
 
4436
@emph{Note:} Whether you use the preprocessor by way of @command{gcc}
 
4437
or @command{cpp}, the @dfn{compiler driver} is run first.  This
 
4438
program's purpose is to translate your command into invocations of the
 
4439
programs that do the actual work.  Their command-line interfaces are
 
4440
similar but not identical to the documented interface, and may change
 
4441
without notice.
 
4442
 
 
4443
@ignore
 
4444
@c man begin SYNOPSIS
 
4445
cpp [@option{-D}@var{macro}[=@var{defn}]@dots{}] [@option{-U}@var{macro}]
 
4446
    [@option{-I}@var{dir}@dots{}] [@option{-iquote}@var{dir}@dots{}]
 
4447
    [@option{-W}@var{warn}@dots{}]
 
4448
    [@option{-M}|@option{-MM}] [@option{-MG}] [@option{-MF} @var{filename}]
 
4449
    [@option{-MP}] [@option{-MQ} @var{target}@dots{}]
 
4450
    [@option{-MT} @var{target}@dots{}]
 
4451
    [@option{-P}] [@option{-fno-working-directory}]
 
4452
    [@option{-x} @var{language}] [@option{-std=}@var{standard}]
 
4453
    @var{infile} @var{outfile}
 
4454
 
 
4455
Only the most useful options are listed here; see below for the remainder.
 
4456
@c man end
 
4457
@c man begin SEEALSO
 
4458
gpl(7), gfdl(7), fsf-funding(7),
 
4459
gcc(1), as(1), ld(1), and the Info entries for @file{cpp}, @file{gcc}, and
 
4460
@file{binutils}.
 
4461
@c man end
 
4462
@end ignore
 
4463
 
 
4464
@c man begin OPTIONS
 
4465
The C preprocessor expects two file names as arguments, @var{infile} and
 
4466
@var{outfile}.  The preprocessor reads @var{infile} together with any
 
4467
other files it specifies with @samp{#include}.  All the output generated
 
4468
by the combined input files is written in @var{outfile}.
 
4469
 
 
4470
Either @var{infile} or @var{outfile} may be @option{-}, which as
 
4471
@var{infile} means to read from standard input and as @var{outfile}
 
4472
means to write to standard output.  Also, if either file is omitted, it
 
4473
means the same as if @option{-} had been specified for that file.
 
4474
 
 
4475
Unless otherwise noted, or the option ends in @samp{=}, all options
 
4476
which take an argument may have that argument appear either immediately
 
4477
after the option, or with a space between option and argument:
 
4478
@option{-Ifoo} and @option{-I foo} have the same effect.
 
4479
 
 
4480
@cindex grouping options
 
4481
@cindex options, grouping
 
4482
Many options have multi-letter names; therefore multiple single-letter
 
4483
options may @emph{not} be grouped: @option{-dM} is very different from
 
4484
@w{@samp{-d -M}}.
 
4485
 
 
4486
@cindex options
 
4487
@include cppopts.texi
 
4488
@c man end
 
4489
 
 
4490
@node Environment Variables
 
4491
@chapter Environment Variables
 
4492
@cindex environment variables
 
4493
@c man begin ENVIRONMENT
 
4494
 
 
4495
This section describes the environment variables that affect how CPP
 
4496
operates.  You can use them to specify directories or prefixes to use
 
4497
when searching for include files, or to control dependency output.
 
4498
 
 
4499
Note that you can also specify places to search using options such as
 
4500
@option{-I}, and control dependency output with options like
 
4501
@option{-M} (@pxref{Invocation}).  These take precedence over
 
4502
environment variables, which in turn take precedence over the
 
4503
configuration of GCC@.
 
4504
 
 
4505
@include cppenv.texi
 
4506
@c man end
 
4507
 
 
4508
@page
 
4509
@include fdl.texi
 
4510
 
 
4511
@page
 
4512
@node Index of Directives
 
4513
@unnumbered Index of Directives
 
4514
@printindex fn
 
4515
 
 
4516
@node Option Index
 
4517
@unnumbered Option Index
 
4518
@noindent
 
4519
CPP's command-line options and environment variables are indexed here
 
4520
without any initial @samp{-} or @samp{--}.
 
4521
@printindex op
 
4522
 
 
4523
@page
 
4524
@node Concept Index
 
4525
@unnumbered Concept Index
 
4526
@printindex cp
 
4527
 
 
4528
@bye