OSDN Git Service

2004-04-23 Emmanuel Briot <briot@act-europe.fr>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ada / gnat_ugn.texi
1 \input texinfo   @c -*-texinfo-*-
2 @c %**start of header
3
4 @c oooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo
5 @c                                                                            o
6 @c                            GNAT DOCUMENTATION                              o
7 @c                                                                            o
8 @c                             G N A T _ U G N                                o
9 @c                                                                            o
10 @c          Copyright (C) 1992-2004 Ada Core Technologies, Inc.               o
11 @c                                                                            o
12 @c  GNAT is free software;  you can  redistribute it  and/or modify it under  o
13 @c  terms of the  GNU General Public License as published  by the Free Soft-  o
14 @c  ware  Foundation;  either version 2,  or (at your option) any later ver-  o
15 @c  sion.  GNAT is distributed in the hope that it will be useful, but WITH-  o
16 @c  OUT ANY WARRANTY;  without even the  implied warranty of MERCHANTABILITY  o
17 @c  or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License  o
18 @c  for  more details.  You should have  received  a copy of the GNU General  o
19 @c  Public License  distributed with GNAT;  see file COPYING.  If not, write  o
20 @c  to  the Free Software Foundation,  59 Temple Place - Suite 330,  Boston,  o
21 @c  MA 02111-1307, USA.                                                       o
22 @c                                                                            o
23 @c oooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo
24
25 @c oooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo
26 @c
27 @c                           GNAT_UGN Style Guide
28 @c
29 @c  1. Always put a @noindent on the line before the first paragraph
30 @c     after any of these commands:
31 @c
32 @c          @chapter
33 @c          @section
34 @c          @subsection
35 @c          @subsubsection
36 @c          @subsubsubsection
37 @c
38 @c          @end smallexample
39 @c          @end itemize
40 @c          @end enumerate
41 @c
42 @c  2. DO NOT use @example. Use @smallexample instead.
43 @c     a) DO NOT use highlighting commands (@b{}, @i{}) inside an @smallexample
44 @c        context.  These can interfere with the readability of the texi
45 @c        source file.  Instead, use one of the following annotated
46 @c        @smallexample commands, and preprocess the texi file with the
47 @c        ada2texi tool (which generates appropriate highlighting):
48 @c        @smallexample @c ada
49 @c        @smallexample @c adanocomment
50 @c        @smallexample @c projectfile
51 @c     b) The "@c ada" markup will result in boldface for reserved words
52 @c        and italics for comments
53 @c     c) The "@c adanocomment" markup will result only in boldface for
54 @c        reserved words (comments are left alone)
55 @c     d) The "@c projectfile" markup is like "@c ada" except that the set
56 @c        of reserved words include the new reserved words for project files
57 @c
58 @c  3. Each @chapter, @section, @subsection, @subsubsection, etc.
59 @c     command must be preceded by two empty lines
60 @c
61 @c  4. The @item command should be on a line of its own if it is in an
62 @c     @itemize or @enumerate command.
63 @c
64 @c  5. When talking about ALI files use "ALI" (all uppercase), not "Ali"
65 @c     or "ali".
66 @c
67 @c  6. DO NOT put trailing spaces at the end of a line.  Such spaces will
68 @c     cause the document build to fail.
69 @c
70 @c  7. DO NOT use @cartouche for examples that are longer than around 10 lines.
71 @c     This command inhibits page breaks, so long examples in a @cartouche can
72 @c     lead to large, ugly patches of empty space on a page.
73 @c
74 @c  NOTE: This file should be submitted to xgnatugn with either the vms flag
75 @c        or the unw flag set.  The unw flag covers topics for both Unix and
76 @c        Windows.
77 @c
78 @c oooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo
79
80 @setfilename gnat_ugn.info
81
82 @ifset vms
83 @settitle GNAT User's Guide for Native Platforms / OpenVMS Alpha
84 @dircategory GNU Ada tools
85 @direntry
86 * GNAT User's Guide (gnat_ugn_vms) for Native Platforms / OpenVMS Alpha
87 @end direntry
88 @end ifset
89
90 @ifset unw
91 @settitle GNAT User's Guide for Native Platforms / Unix and Windows
92 @direntry
93 * GNAT User's Guide (gnat_ugn_unw) for Native Platforms / Unix and Windows
94 @end direntry
95 @end ifset
96
97 @include gcc-common.texi
98
99 @setchapternewpage odd
100 @syncodeindex fn cp
101 @c %**end of header
102
103 @copying
104 Copyright @copyright{} 1995-2004, Free Software Foundation
105
106 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
107 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2
108 or any later version published by the Free Software Foundation;
109 with the Invariant Sections being ``GNU Free Documentation License'', with the
110 Front-Cover Texts being
111 @ifset vms
112 ``GNAT User's Guide for Native Platforms / OpenVMS Alpha'',
113 @end ifset
114 @ifset unw
115 ``GNAT User's Guide for Native Platforms / Unix and Windows'',
116 @end ifset
117 and with no Back-Cover Texts.
118 A copy of the license is included in the section entitled
119 ``GNU Free Documentation License''.
120 @end copying
121
122 @titlepage
123
124 @title GNAT User's Guide
125 @center @titlefont{for Native Platforms}
126 @sp 1
127
128 @flushright
129 @ifset unw
130 @titlefont{@i{Unix and Windows}}
131 @end ifset
132 @ifset vms
133 @titlefont{@i{OpenVMS Alpha}}
134 @end ifset
135 @end flushright
136 @sp 2
137
138 @subtitle GNAT, The GNU Ada 95 Compiler
139 @subtitle GCC version @value{version-GCC}
140
141 @author Ada Core Technologies, Inc.
142
143 @page
144 @vskip 0pt plus 1filll
145
146 @insertcopying
147
148 @end titlepage
149
150
151 @ifnottex
152 @node Top, About This Guide, (dir), (dir)
153 @top GNAT User's Guide
154
155 @ifset vms
156 @noindent
157 GNAT User's Guide for Native Platforms / OpenVMS Alpha
158 @end ifset
159
160 @ifset unw
161 @noindent
162 GNAT User's Guide for Native Platforms / Unix and Windows
163 @end ifset
164
165 @noindent
166 GNAT, The GNU Ada 95 Compiler@*
167 GCC version @value{version-GCC}@*
168
169 @noindent
170 Ada Core Technologies, Inc.@*
171
172 @menu
173 * About This Guide::
174 * Getting Started with GNAT::
175 * The GNAT Compilation Model::
176 * Compiling Using gcc::
177 * Binding Using gnatbind::
178 * Linking Using gnatlink::
179 * The GNAT Make Program gnatmake::
180 * Improving Performance::
181 * Renaming Files Using gnatchop::
182 * Configuration Pragmas::
183 * Handling Arbitrary File Naming Conventions Using gnatname::
184 * GNAT Project Manager::
185 * The Cross-Referencing Tools gnatxref and gnatfind::
186 * The GNAT Pretty-Printer gnatpp::
187 * File Name Krunching Using gnatkr::
188 * Preprocessing Using gnatprep::
189 @ifset vms
190 * The GNAT Run-Time Library Builder gnatlbr::
191 @end ifset
192 * The GNAT Library Browser gnatls::
193 * Cleaning Up Using gnatclean::
194 @ifclear vms
195 * GNAT and Libraries::
196 * Using the GNU make Utility::
197 @end ifclear
198 * Finding Memory Problems::
199 * Creating Sample Bodies Using gnatstub::
200 * Other Utility Programs::
201 * Running and Debugging Ada Programs::
202 @ifset vms
203 * Compatibility with DEC Ada::
204 @end ifset
205 * Platform-Specific Information for the Run-Time Libraries::
206 * Example of Binder Output File::
207 * Elaboration Order Handling in GNAT::
208 * Inline Assembler::
209 * Compatibility and Porting Guide::
210 @ifset unw
211 * Microsoft Windows Topics::
212 @end ifset
213 * GNU Free Documentation License::
214 * Index::
215
216  --- The Detailed Node Listing ---
217
218 About This Guide
219
220 * What This Guide Contains::
221 * What You Should Know before Reading This Guide::
222 * Related Information::
223 * Conventions::
224
225 Getting Started with GNAT
226
227 * Running GNAT::
228 * Running a Simple Ada Program::
229 * Running a Program with Multiple Units::
230 * Using the gnatmake Utility::
231 @ifset vms
232 * Editing with Emacs::
233 @end ifset
234 @ifclear vms
235 * Introduction to GPS::
236 * Introduction to Glide and GVD::
237 @end ifclear
238
239 The GNAT Compilation Model
240
241 * Source Representation::
242 * Foreign Language Representation::
243 * File Naming Rules::
244 * Using Other File Names::
245 * Alternative File Naming Schemes::
246 * Generating Object Files::
247 * Source Dependencies::
248 * The Ada Library Information Files::
249 * Binding an Ada Program::
250 * Mixed Language Programming::
251 * Building Mixed Ada & C++ Programs::
252 * Comparison between GNAT and C/C++ Compilation Models::
253 * Comparison between GNAT and Conventional Ada Library Models::
254 @ifset vms
255 * Placement of temporary files::
256 @end ifset
257
258 Foreign Language Representation
259
260 * Latin-1::
261 * Other 8-Bit Codes::
262 * Wide Character Encodings::
263
264 Compiling Ada Programs With gcc
265
266 * Compiling Programs::
267 * Switches for gcc::
268 * Search Paths and the Run-Time Library (RTL)::
269 * Order of Compilation Issues::
270 * Examples::
271
272 Switches for gcc
273
274 * Output and Error Message Control::
275 * Warning Message Control::
276 * Debugging and Assertion Control::
277 * Run-Time Checks::
278 * Stack Overflow Checking::
279 * Validity Checking::
280 * Style Checking::
281 * Using gcc for Syntax Checking::
282 * Using gcc for Semantic Checking::
283 * Compiling Ada 83 Programs::
284 * Character Set Control::
285 * File Naming Control::
286 * Subprogram Inlining Control::
287 * Auxiliary Output Control::
288 * Debugging Control::
289 * Exception Handling Control::
290 * Units to Sources Mapping Files::
291 * Integrated Preprocessing::
292 @ifset vms
293 * Return Codes::
294 @end ifset
295
296 Binding Ada Programs With gnatbind
297
298 * Running gnatbind::
299 * Switches for gnatbind::
300 * Command-Line Access::
301 * Search Paths for gnatbind::
302 * Examples of gnatbind Usage::
303
304 Switches for gnatbind
305
306 * Consistency-Checking Modes::
307 * Binder Error Message Control::
308 * Elaboration Control::
309 * Output Control::
310 * Binding with Non-Ada Main Programs::
311 * Binding Programs with No Main Subprogram::
312
313 Linking Using gnatlink
314
315 * Running gnatlink::
316 * Switches for gnatlink::
317 * Setting Stack Size from gnatlink::
318 * Setting Heap Size from gnatlink::
319
320 The GNAT Make Program gnatmake
321
322 * Running gnatmake::
323 * Switches for gnatmake::
324 * Mode Switches for gnatmake::
325 * Notes on the Command Line::
326 * How gnatmake Works::
327 * Examples of gnatmake Usage::
328
329
330 Improving Performance
331 * Performance Considerations::
332 * Reducing the Size of Ada Executables with gnatelim::
333
334 Performance Considerations
335 * Controlling Run-Time Checks::
336 * Use of Restrictions::
337 * Optimization Levels::
338 * Debugging Optimized Code::
339 * Inlining of Subprograms::
340 * Optimization and Strict Aliasing::
341 @ifset vms
342 * Coverage Analysis::
343 @end ifset
344
345 Reducing the Size of Ada Executables with gnatelim
346 * About gnatelim::
347 * Running gnatelim::
348 * Correcting the List of Eliminate Pragmas::
349 * Making Your Executables Smaller::
350 * Summary of the gnatelim Usage Cycle::
351
352 Renaming Files Using gnatchop
353
354 * Handling Files with Multiple Units::
355 * Operating gnatchop in Compilation Mode::
356 * Command Line for gnatchop::
357 * Switches for gnatchop::
358 * Examples of gnatchop Usage::
359
360 Configuration Pragmas
361
362 * Handling of Configuration Pragmas::
363 * The Configuration Pragmas Files::
364
365 Handling Arbitrary File Naming Conventions Using gnatname
366
367 * Arbitrary File Naming Conventions::
368 * Running gnatname::
369 * Switches for gnatname::
370 * Examples of gnatname Usage::
371
372 GNAT Project Manager
373
374 * Introduction::
375 * Examples of Project Files::
376 * Project File Syntax::
377 * Objects and Sources in Project Files::
378 * Importing Projects::
379 * Project Extension::
380 * External References in Project Files::
381 * Packages in Project Files::
382 * Variables from Imported Projects::
383 * Naming Schemes::
384 * Library Projects::
385 * Using Third-Party Libraries through Projects::
386 * Stand-alone Library Projects::
387 * Switches Related to Project Files::
388 * Tools Supporting Project Files::
389 * An Extended Example::
390 * Project File Complete Syntax::
391
392
393 The Cross-Referencing Tools gnatxref and gnatfind
394
395 * gnatxref Switches::
396 * gnatfind Switches::
397 * Project Files for gnatxref and gnatfind::
398 * Regular Expressions in gnatfind and gnatxref::
399 * Examples of gnatxref Usage::
400 * Examples of gnatfind Usage::
401
402
403 The GNAT Pretty-Printer gnatpp
404
405 * Switches for gnatpp::
406 * Formatting Rules::
407
408
409 File Name Krunching Using gnatkr
410
411 * About gnatkr::
412 * Using gnatkr::
413 * Krunching Method::
414 * Examples of gnatkr Usage::
415
416 Preprocessing Using gnatprep
417
418 * Using gnatprep::
419 * Switches for gnatprep::
420 * Form of Definitions File::
421 * Form of Input Text for gnatprep::
422
423 @ifset vms
424 The GNAT Run-Time Library Builder gnatlbr
425
426 * Running gnatlbr::
427 * Switches for gnatlbr::
428 * Examples of gnatlbr Usage::
429 @end ifset
430
431 The GNAT Library Browser gnatls
432
433 * Running gnatls::
434 * Switches for gnatls::
435 * Examples of gnatls Usage::
436
437 Cleaning Up Using gnatclean
438
439 * Running gnatclean::
440 * Switches for gnatclean::
441 * Examples of gnatclean Usage::
442
443 @ifclear vms
444
445 GNAT and Libraries
446
447 * Creating an Ada Library::
448 * Installing an Ada Library::
449 * Using an Ada Library::
450 * Creating an Ada Library to be Used in a Non-Ada Context::
451 * Rebuilding the GNAT Run-Time Library::
452
453 Using the GNU make Utility
454
455 * Using gnatmake in a Makefile::
456 * Automatically Creating a List of Directories::
457 * Generating the Command Line Switches::
458 * Overcoming Command Line Length Limits::
459 @end ifclear
460
461 Finding Memory Problems
462
463 @ifclear vms
464 * The gnatmem Tool::
465 @end ifclear
466 * The GNAT Debug Pool Facility::
467
468 @ifclear vms
469 The gnatmem Tool
470
471 * Running gnatmem::
472 * Switches for gnatmem::
473 * Example of gnatmem Usage::
474 @end ifclear
475
476 The GNAT Debug Pool Facility
477
478 Creating Sample Bodies Using gnatstub
479
480 * Running gnatstub::
481 * Switches for gnatstub::
482
483 Other Utility Programs
484
485 * Using Other Utility Programs with GNAT::
486 * The External Symbol Naming Scheme of GNAT::
487 @ifclear vms
488 * Ada Mode for Glide::
489 @end ifclear
490 * Converting Ada Files to html with gnathtml::
491
492 Running and Debugging Ada Programs
493
494 * The GNAT Debugger GDB::
495 * Running GDB::
496 * Introduction to GDB Commands::
497 * Using Ada Expressions::
498 * Calling User-Defined Subprograms::
499 * Using the Next Command in a Function::
500 * Ada Exceptions::
501 * Ada Tasks::
502 * Debugging Generic Units::
503 * GNAT Abnormal Termination or Failure to Terminate::
504 * Naming Conventions for GNAT Source Files::
505 * Getting Internal Debugging Information::
506 * Stack Traceback::
507
508 @ifset vms
509 * LSE::
510 @end ifset
511
512 @ifset vms
513 Compatibility with DEC Ada
514
515 * Ada 95 Compatibility::
516 * Differences in the Definition of Package System::
517 * Language-Related Features::
518 * The Package STANDARD::
519 * The Package SYSTEM::
520 * Tasking and Task-Related Features::
521 * Implementation of Tasks in DEC Ada for OpenVMS Alpha Systems::
522 * Pragmas and Pragma-Related Features::
523 * Library of Predefined Units::
524 * Bindings::
525 * Main Program Definition::
526 * Implementation-Defined Attributes::
527 * Compiler and Run-Time Interfacing::
528 * Program Compilation and Library Management::
529 * Input-Output::
530 * Implementation Limits::
531 * Tools::
532
533 Language-Related Features
534
535 * Integer Types and Representations::
536 * Floating-Point Types and Representations::
537 * Pragmas Float_Representation and Long_Float::
538 * Fixed-Point Types and Representations::
539 * Record and Array Component Alignment::
540 * Address Clauses::
541 * Other Representation Clauses::
542
543 Implementation of Tasks in DEC Ada for OpenVMS Alpha Systems
544
545 * Assigning Task IDs::
546 * Task IDs and Delays::
547 * Task-Related Pragmas::
548 * Scheduling and Task Priority::
549 * The Task Stack::
550 * External Interrupts::
551
552 Pragmas and Pragma-Related Features
553
554 * Restrictions on the Pragma INLINE::
555 * Restrictions on the Pragma INTERFACE::
556 * Restrictions on the Pragma SYSTEM_NAME::
557
558 Library of Predefined Units
559
560 * Changes to DECLIB::
561
562 Bindings
563
564 * Shared Libraries and Options Files::
565 * Interfaces to C::
566 @end ifset
567
568 Platform-Specific Information for the Run-Time Libraries
569
570 * Summary of Run-Time Configurations::
571 * Specifying a Run-Time Library::
572 * Choosing between Native and FSU Threads Libraries::
573 * Choosing the Scheduling Policy::
574 * Solaris-Specific Considerations::
575 * IRIX-Specific Considerations::
576 * Linux-Specific Considerations::
577
578 Example of Binder Output File
579
580 Elaboration Order Handling in GNAT
581
582 * Elaboration Code in Ada 95::
583 * Checking the Elaboration Order in Ada 95::
584 * Controlling the Elaboration Order in Ada 95::
585 * Controlling Elaboration in GNAT - Internal Calls::
586 * Controlling Elaboration in GNAT - External Calls::
587 * Default Behavior in GNAT - Ensuring Safety::
588 * Treatment of Pragma Elaborate::
589 * Elaboration Issues for Library Tasks::
590 * Mixing Elaboration Models::
591 * What to Do If the Default Elaboration Behavior Fails::
592 * Elaboration for Access-to-Subprogram Values::
593 * Summary of Procedures for Elaboration Control::
594 * Other Elaboration Order Considerations::
595
596 Inline Assembler
597
598 * Basic Assembler Syntax::
599 * A Simple Example of Inline Assembler::
600 * Output Variables in Inline Assembler::
601 * Input Variables in Inline Assembler::
602 * Inlining Inline Assembler Code::
603 * Other Asm Functionality::
604 * A Complete Example::
605
606 Compatibility and Porting Guide
607
608 * Compatibility with Ada 83::
609 * Implementation-dependent characteristics::
610 * Compatibility with DEC Ada 83::
611 * Compatibility with Other Ada 95 Systems::
612 * Representation Clauses::
613
614 @ifset unw
615 Microsoft Windows Topics
616
617 * Using GNAT on Windows::
618 * CONSOLE and WINDOWS subsystems::
619 * Temporary Files::
620 * Mixed-Language Programming on Windows::
621 * Windows Calling Conventions::
622 * Introduction to Dynamic Link Libraries (DLLs)::
623 * Using DLLs with GNAT::
624 * Building DLLs with GNAT::
625 * GNAT and Windows Resources::
626 * Debugging a DLL::
627 * GNAT and COM/DCOM Objects::
628 @end ifset
629
630
631 * Index::
632 @end menu
633 @end ifnottex
634
635 @node About This Guide
636 @unnumbered About This Guide
637
638 @noindent
639 @ifset vms
640 This guide describes the use of of GNAT, a full language compiler for the Ada
641 95 programming language, implemented on HP OpenVMS Alpha platforms.
642 @end ifset
643 @ifclear vms
644 This guide describes the use of GNAT, a compiler and software development
645 toolset for the full Ada 95 programming language.
646 @end ifclear
647 It describes the features of the compiler and tools, and details
648 how to use them to build Ada 95 applications.
649
650 @menu
651 * What This Guide Contains::
652 * What You Should Know before Reading This Guide::
653 * Related Information::
654 * Conventions::
655 @end menu
656
657 @node What This Guide Contains
658 @unnumberedsec What This Guide Contains
659
660 @noindent
661 This guide contains the following chapters:
662 @itemize @bullet
663
664 @item
665 @ref{Getting Started with GNAT}, describes how to get started compiling
666 and running Ada programs with the GNAT Ada programming environment.
667 @item
668 @ref{The GNAT Compilation Model}, describes the compilation model used
669 by GNAT.
670
671 @item
672 @ref{Compiling Using gcc}, describes how to compile
673 Ada programs with @code{gcc}, the Ada compiler.
674
675 @item
676 @ref{Binding Using gnatbind}, describes how to
677 perform binding of Ada programs with @code{gnatbind}, the GNAT binding
678 utility.
679
680 @item
681 @ref{Linking Using gnatlink},
682 describes @code{gnatlink}, a
683 program that provides for linking using the GNAT run-time library to
684 construct a program. @code{gnatlink} can also incorporate foreign language
685 object units into the executable.
686
687 @item
688 @ref{The GNAT Make Program gnatmake}, describes @code{gnatmake}, a
689 utility that automatically determines the set of sources
690 needed by an Ada compilation unit, and executes the necessary compilations
691 binding and link.
692
693 @item
694 @ref{Improving Performance}, shows various techniques for making your
695 Ada program run faster or take less space.
696 It discusses the effect of the compiler's optimization switch and
697 also describes the @command{gnatelim} tool.
698
699 @item
700 @ref{Renaming Files Using gnatchop}, describes
701 @code{gnatchop}, a utility that allows you to preprocess a file that
702 contains Ada source code, and split it into one or more new files, one
703 for each compilation unit.
704
705 @item
706 @ref{Configuration Pragmas}, describes the configuration pragmas
707 handled by GNAT.
708
709 @item
710 @ref{Handling Arbitrary File Naming Conventions Using gnatname},
711 shows how to override the default GNAT file naming conventions,
712 either for an individual unit or globally.
713
714 @item
715 @ref{GNAT Project Manager}, describes how to use project files
716 to organize large projects.
717
718 @item
719 @ref{The Cross-Referencing Tools gnatxref and gnatfind}, discusses
720 @code{gnatxref} and @code{gnatfind}, two tools that provide an easy
721 way to navigate through sources.
722
723 @item
724 @ref{The GNAT Pretty-Printer gnatpp}, shows how to produce a reformatted
725 version of an Ada source file with control over casing, indentation,
726 comment placement, and other elements of program presentation style.
727
728
729 @item
730 @ref{File Name Krunching Using gnatkr}, describes the @code{gnatkr}
731 file name krunching utility, used to handle shortened
732 file names on operating systems with a limit on the length of names.
733
734 @item
735 @ref{Preprocessing Using gnatprep}, describes @code{gnatprep}, a
736 preprocessor utility that allows a single source file to be used to
737 generate multiple or parameterized source files, by means of macro
738 substitution.
739
740 @ifset vms
741 @item
742 @ref{The GNAT Run-Time Library Builder gnatlbr}, describes @command{gnatlbr},
743 a tool for rebuilding the GNAT run time with user-supplied
744 configuration pragmas.
745 @end ifset
746
747 @item
748 @ref{The GNAT Library Browser gnatls}, describes @code{gnatls}, a
749 utility that displays information about compiled units, including dependences
750 on the corresponding sources files, and consistency of compilations.
751
752 @item
753 @ref{Cleaning Up Using gnatclean}, describes @code{gnatclean}, a utility
754 to delete files that are produced by the compiler, binder and linker.
755
756 @ifclear vms
757 @item
758 @ref{GNAT and Libraries}, describes the process of creating and using
759 Libraries with GNAT. It also describes how to recompile the GNAT run-time
760 library.
761
762 @item
763 @ref{Using the GNU make Utility}, describes some techniques for using
764 the GNAT toolset in Makefiles.
765 @end ifclear
766
767 @item
768 @ref{Finding Memory Problems}, describes
769 @ifclear vms
770 @command{gnatmem}, a utility that monitors dynamic allocation and deallocation
771 and helps detect ``memory leaks'', and
772 @end ifclear
773 the GNAT Debug Pool facility, which helps detect incorrect memory references.
774
775 @item
776 @ref{Creating Sample Bodies Using gnatstub}, discusses @code{gnatstub},
777 a utility that generates empty but compilable bodies for library units.
778
779 @item
780 @ref{Other Utility Programs}, discusses several other GNAT utilities,
781 including @code{gnathtml}.
782
783 @item
784 @ref{Running and Debugging Ada Programs}, describes how to run and debug
785 Ada programs.
786
787 @ifset vms
788 @item
789 @ref{Compatibility with DEC Ada}, details the compatibility of GNAT with
790 DEC Ada 83 @footnote{``DEC Ada'' refers to the legacy product originally
791 developed by Digital Equipment Corporation and currently supported by HP.}
792 for OpenVMS Alpha.
793 @end ifset
794
795 @item
796 @ref{Platform-Specific Information for the Run-Time Libraries},
797 describes the various run-time
798 libraries supported by GNAT on various platforms and explains how to
799 choose a particular library.
800
801 @item
802 @ref{Example of Binder Output File}, shows the source code for the binder
803 output file for a sample program.
804
805 @item
806 @ref{Elaboration Order Handling in GNAT}, describes how GNAT helps
807 you deal with elaboration order issues.
808
809 @item
810 @ref{Inline Assembler}, shows how to use the inline assembly facility
811 in an Ada program.
812
813 @item
814 @ref{Compatibility and Porting Guide}, includes sections on compatibility
815 of GNAT with other Ada 83 and Ada 95 compilation systems, to assist
816 in porting code from other environments.
817
818 @ifset unw
819 @item
820 @ref{Microsoft Windows Topics}, presents information relevant to the
821 Microsoft Windows platform.
822 @end ifset
823 @end itemize
824
825
826 @c *************************************************
827 @node What You Should Know before Reading This Guide
828 @c *************************************************
829 @unnumberedsec What You Should Know before Reading This Guide
830
831 @cindex Ada 95 Language Reference Manual
832 @noindent
833 This user's guide assumes that you are familiar with Ada 95 language, as
834 described in the International Standard ANSI/ISO/IEC-8652:1995, January
835 1995.
836
837 @node Related Information
838 @unnumberedsec Related Information
839
840 @noindent
841 For further information about related tools, refer to the following
842 documents:
843
844 @itemize @bullet
845 @item
846 @cite{GNAT Reference Manual}, which contains all reference
847 material for the GNAT implementation of Ada 95.
848
849 @ifset unw
850 @item
851 @cite{Using the GNAT Programming System}, which describes the GPS
852 integrated development environment.
853
854 @item
855 @cite{GNAT Programming System Tutorial}, which introduces the
856 main GPS features through examples.
857 @end ifset
858
859 @item
860 @cite{Ada 95 Language Reference Manual}, which contains all reference
861 material for the Ada 95 programming language.
862
863 @item
864 @cite{Debugging with GDB}
865 @ifset vms
866 , located in the GNU:[DOCS] directory,
867 @end ifset
868 contains all details on the use of the GNU source-level debugger.
869
870 @item
871 @cite{GNU Emacs Manual}
872 @ifset vms
873 , located in the GNU:[DOCS] directory if the EMACS kit is installed,
874 @end ifset
875 contains full information on the extensible editor and programming
876 environment Emacs.
877
878 @end itemize
879
880 @c **************
881 @node Conventions
882 @unnumberedsec Conventions
883 @cindex Conventions
884 @cindex Typographical conventions
885
886 @noindent
887 Following are examples of the typographical and graphic conventions used
888 in this guide:
889
890 @itemize @bullet
891 @item
892 @code{Functions}, @code{utility program names}, @code{standard names},
893 and @code{classes}.
894
895 @item
896 @samp{Option flags}
897
898 @item
899 @file{File Names}, @file{button names}, and @file{field names}.
900
901 @item
902 @var{Variables}.
903
904 @item
905 @emph{Emphasis}.
906
907 @item
908 [optional information or parameters]
909
910 @item
911 Examples are described by text
912 @smallexample
913 and then shown this way.
914 @end smallexample
915 @end itemize
916
917 @noindent
918 Commands that are entered by the user are preceded in this manual by the
919 characters @w{``@code{$ }''} (dollar sign followed by space). If your system
920 uses this sequence as a prompt, then the commands will appear exactly as
921 you see them in the manual. If your system uses some other prompt, then
922 the command will appear with the @code{$} replaced by whatever prompt
923 character you are using.
924
925 @ifset unw
926 Full file names are shown with the ``@code{/}'' character
927 as the directory separator; e.g., @file{parent-dir/subdir/myfile.adb}.
928 If you are using GNAT on a Windows platform, please note that
929 the ``@code{\}'' character should be used instead.
930 @end ifset
931
932
933
934 @c ****************************
935 @node Getting Started with GNAT
936 @chapter Getting Started with GNAT
937
938 @noindent
939 This chapter describes some simple ways of using GNAT to build
940 executable Ada programs.
941 @ifset unw
942 @ref{Running GNAT}, through @ref{Using the gnatmake Utility},
943 show how to use the command line environment.
944 @ref{Introduction to Glide and GVD}, provides a brief
945 introduction to the visually-oriented IDE for GNAT.
946 Supplementing Glide on some platforms is GPS, the
947 GNAT Programming System, which offers a richer graphical
948 ``look and feel'', enhanced configurability, support for
949 development in other programming language, comprehensive
950 browsing features, and many other capabilities.
951 For information on GPS please refer to
952 @cite{Using the GNAT Programming System}.
953 @end ifset
954
955 @menu
956 * Running GNAT::
957 * Running a Simple Ada Program::
958 * Running a Program with Multiple Units::
959 * Using the gnatmake Utility::
960 @ifset vms
961 * Editing with Emacs::
962 @end ifset
963 @ifclear vms
964 * Introduction to GPS::
965 * Introduction to Glide and GVD::
966 @end ifclear
967 @end menu
968
969 @node Running GNAT
970 @section Running GNAT
971
972 @noindent
973 Three steps are needed to create an executable file from an Ada source
974 file:
975
976 @enumerate
977 @item
978 The source file(s) must be compiled.
979 @item
980 The file(s) must be bound using the GNAT binder.
981 @item
982 All appropriate object files must be linked to produce an executable.
983 @end enumerate
984
985 @noindent
986 All three steps are most commonly handled by using the @code{gnatmake}
987 utility program that, given the name of the main program, automatically
988 performs the necessary compilation, binding and linking steps.
989
990
991 @node Running a Simple Ada Program
992 @section Running a Simple Ada Program
993
994 @noindent
995 Any text editor may be used to prepare an Ada program.
996 @ifclear vms
997 If @code{Glide} is
998 used, the optional Ada mode may be helpful in laying out the program.
999 @end ifclear
1000 The
1001 program text is a normal text file. We will suppose in our initial
1002 example that you have used your editor to prepare the following
1003 standard format text file:
1004
1005 @smallexample @c ada
1006 @cartouche
1007 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
1008 procedure Hello is
1009 begin
1010    Put_Line ("Hello WORLD!");
1011 end Hello;
1012 @end cartouche
1013 @end smallexample
1014
1015 @noindent
1016 This file should be named @file{hello.adb}.
1017 With the normal default file naming conventions, GNAT requires
1018 that each file
1019 contain a single compilation unit whose file name is the
1020 unit name,
1021 with periods replaced by hyphens; the
1022 extension is @file{ads} for a
1023 spec and @file{adb} for a body.
1024 You can override this default file naming convention by use of the
1025 special pragma @code{Source_File_Name} (@pxref{Using Other File Names}).
1026 Alternatively, if you want to rename your files according to this default
1027 convention, which is probably more convenient if you will be using GNAT
1028 for all your compilations, then the @code{gnatchop} utility
1029 can be used to generate correctly-named source files
1030 (@pxref{Renaming Files Using gnatchop}).
1031
1032 You can compile the program using the following command (@code{$} is used
1033 as the command prompt in the examples in this document):
1034
1035 @smallexample
1036 $ gcc -c hello.adb
1037 @end smallexample
1038
1039 @noindent
1040 @code{gcc} is the command used to run the compiler. This compiler is
1041 capable of compiling programs in several languages, including Ada 95 and
1042 C. It assumes that you have given it an Ada program if the file extension is
1043 either @file{.ads} or @file{.adb}, and it will then call
1044 the GNAT compiler to compile the specified file.
1045
1046 @ifclear vms
1047 The @option{-c} switch is required. It tells @command{gcc} to only do a
1048 compilation. (For C programs, @command{gcc} can also do linking, but this
1049 capability is not used directly for Ada programs, so the @option{-c}
1050 switch must always be present.)
1051 @end ifclear
1052
1053 This compile command generates a file
1054 @file{hello.o}, which is the object
1055 file corresponding to your Ada program. It also generates
1056 an ``Ada Library Information'' file @file{hello.ali},
1057 which contains additional information used to check
1058 that an Ada program is consistent.
1059 To build an executable file,
1060 use @code{gnatbind} to bind the program
1061 and @code{gnatlink} to link it. The
1062 argument to both @code{gnatbind} and @code{gnatlink} is the name of the
1063 @file{ALI} file, but the default extension of @file{.ali} can
1064 be omitted. This means that in the most common case, the argument
1065 is simply the name of the main program:
1066
1067 @smallexample
1068 $ gnatbind hello
1069 $ gnatlink hello
1070 @end smallexample
1071
1072 @noindent
1073 A simpler method of carrying out these steps is to use
1074 @command{gnatmake},
1075 a master program that invokes all the required
1076 compilation, binding and linking tools in the correct order. In particular,
1077 @command{gnatmake} automatically recompiles any sources that have been
1078 modified since they were last compiled, or sources that depend
1079 on such modified sources, so that ``version skew'' is avoided.
1080 @cindex Version skew (avoided by @command{gnatmake})
1081
1082 @smallexample
1083 $ gnatmake hello.adb
1084 @end smallexample
1085
1086 @noindent
1087 The result is an executable program called @file{hello}, which can be
1088 run by entering:
1089
1090 @c The following should be removed (BMB 2001-01-23)
1091 @c @smallexample
1092 @c $ ^./hello^$ RUN HELLO^
1093 @c @end smallexample
1094
1095 @smallexample
1096 $ hello
1097 @end smallexample
1098
1099 @noindent
1100 assuming that the current directory is on the search path
1101 for executable programs.
1102
1103 @noindent
1104 and, if all has gone well, you will see
1105
1106 @smallexample
1107 Hello WORLD!
1108 @end smallexample
1109
1110 @noindent
1111 appear in response to this command.
1112
1113
1114 @c ****************************************
1115 @node Running a Program with Multiple Units
1116 @section Running a Program with Multiple Units
1117
1118 @noindent
1119 Consider a slightly more complicated example that has three files: a
1120 main program, and the spec and body of a package:
1121
1122 @smallexample @c ada
1123 @cartouche
1124 @group
1125 package Greetings is
1126    procedure Hello;
1127    procedure Goodbye;
1128 end Greetings;
1129
1130 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
1131 package body Greetings is
1132    procedure Hello is
1133    begin
1134       Put_Line ("Hello WORLD!");
1135    end Hello;
1136
1137    procedure Goodbye is
1138    begin
1139       Put_Line ("Goodbye WORLD!");
1140    end Goodbye;
1141 end Greetings;
1142 @end group
1143
1144 @group
1145 with Greetings;
1146 procedure Gmain is
1147 begin
1148    Greetings.Hello;
1149    Greetings.Goodbye;
1150 end Gmain;
1151 @end group
1152 @end cartouche
1153 @end smallexample
1154
1155 @noindent
1156 Following the one-unit-per-file rule, place this program in the
1157 following three separate files:
1158
1159 @table @file
1160 @item greetings.ads
1161 spec of package @code{Greetings}
1162
1163 @item greetings.adb
1164 body of package @code{Greetings}
1165
1166 @item gmain.adb
1167 body of main program
1168 @end table
1169
1170 @noindent
1171 To build an executable version of
1172 this program, we could use four separate steps to compile, bind, and link
1173 the program, as follows:
1174
1175 @smallexample
1176 $ gcc -c gmain.adb
1177 $ gcc -c greetings.adb
1178 $ gnatbind gmain
1179 $ gnatlink gmain
1180 @end smallexample
1181
1182 @noindent
1183 Note that there is no required order of compilation when using GNAT.
1184 In particular it is perfectly fine to compile the main program first.
1185 Also, it is not necessary to compile package specs in the case where
1186 there is an accompanying body; you only need to compile the body. If you want
1187 to submit these files to the compiler for semantic checking and not code
1188 generation, then use the
1189 @option{-gnatc} switch:
1190
1191 @smallexample
1192 $ gcc -c greetings.ads -gnatc
1193 @end smallexample
1194
1195 @noindent
1196 Although the compilation can be done in separate steps as in the
1197 above example, in practice it is almost always more convenient
1198 to use the @code{gnatmake} tool. All you need to know in this case
1199 is the name of the main program's source file. The effect of the above four
1200 commands can be achieved with a single one:
1201
1202 @smallexample
1203 $ gnatmake gmain.adb
1204 @end smallexample
1205
1206 @noindent
1207 In the next section we discuss the advantages of using @code{gnatmake} in
1208 more detail.
1209
1210 @c *****************************
1211 @node Using the gnatmake Utility
1212 @section Using the @command{gnatmake} Utility
1213
1214 @noindent
1215 If you work on a program by compiling single components at a time using
1216 @code{gcc}, you typically keep track of the units you modify. In order to
1217 build a consistent system, you compile not only these units, but also any
1218 units that depend on the units you have modified.
1219 For example, in the preceding case,
1220 if you edit @file{gmain.adb}, you only need to recompile that file. But if
1221 you edit @file{greetings.ads}, you must recompile both
1222 @file{greetings.adb} and @file{gmain.adb}, because both files contain
1223 units that depend on @file{greetings.ads}.
1224
1225 @code{gnatbind} will warn you if you forget one of these compilation
1226 steps, so that it is impossible to generate an inconsistent program as a
1227 result of forgetting to do a compilation. Nevertheless it is tedious and
1228 error-prone to keep track of dependencies among units.
1229 One approach to handle the dependency-bookkeeping is to use a
1230 makefile. However, makefiles present maintenance problems of their own:
1231 if the dependencies change as you change the program, you must make
1232 sure that the makefile is kept up-to-date manually, which is also an
1233 error-prone process.
1234
1235 The @code{gnatmake} utility takes care of these details automatically.
1236 Invoke it using either one of the following forms:
1237
1238 @smallexample
1239 $ gnatmake gmain.adb
1240 $ gnatmake ^gmain^GMAIN^
1241 @end smallexample
1242
1243 @noindent
1244 The argument is the name of the file containing the main program;
1245 you may omit the extension. @code{gnatmake}
1246 examines the environment, automatically recompiles any files that need
1247 recompiling, and binds and links the resulting set of object files,
1248 generating the executable file, @file{^gmain^GMAIN.EXE^}.
1249 In a large program, it
1250 can be extremely helpful to use @code{gnatmake}, because working out by hand
1251 what needs to be recompiled can be difficult.
1252
1253 Note that @code{gnatmake}
1254 takes into account all the Ada 95 rules that
1255 establish dependencies among units. These include dependencies that result
1256 from inlining subprogram bodies, and from
1257 generic instantiation. Unlike some other
1258 Ada make tools, @code{gnatmake} does not rely on the dependencies that were
1259 found by the compiler on a previous compilation, which may possibly
1260 be wrong when sources change. @code{gnatmake} determines the exact set of
1261 dependencies from scratch each time it is run.
1262
1263 @ifset vms
1264 @node Editing with Emacs
1265 @section Editing with Emacs
1266 @cindex Emacs
1267
1268 @noindent
1269 Emacs is an extensible self-documenting text editor that is available in a
1270 separate VMSINSTAL kit.
1271
1272 Invoke Emacs by typing @kbd{Emacs} at the command prompt. To get started,
1273 click on the Emacs Help menu and run the Emacs Tutorial.
1274 In a character cell terminal, Emacs help is invoked with @kbd{Ctrl-h} (also
1275 written as @kbd{C-h}), and the tutorial by @kbd{C-h t}.
1276
1277 Documentation on Emacs and other tools is available in Emacs under the
1278 pull-down menu button: @code{Help - Info}. After selecting @code{Info},
1279 use the middle mouse button to select a topic (e.g. Emacs).
1280
1281 In a character cell terminal, do @kbd{C-h i} to invoke info, and then @kbd{m}
1282 (stands for menu) followed by the menu item desired, as in @kbd{m Emacs}, to
1283 get to the Emacs manual.
1284 Help on Emacs is also available by typing @kbd{HELP EMACS} at the DCL command
1285 prompt.
1286
1287 The tutorial is highly recommended in order to learn the intricacies of Emacs,
1288 which is sufficiently extensible to provide for a complete programming
1289 environment and shell for the sophisticated user.
1290 @end ifset
1291
1292 @ifclear vms
1293 @node Introduction to GPS
1294 @section Introduction to GPS
1295 @cindex GPS (GNAT Programming System)
1296 @cindex GNAT Programming System (GPS)
1297 @noindent
1298 Although the command line interface (@command{gnatmake}, etc.) alone
1299 is sufficient, a graphical Interactive Development
1300 Environment can make it easier for you to compose, navigate, and debug
1301 programs.  This section describes the main features of GPS
1302 (``GNAT Programming System''), the GNAT graphical IDE.
1303 You will see how to use GPS to build and debug an executable, and
1304 you will also learn some of the basics of the GNAT ``project'' facility.
1305
1306 GPS enables you to do much more than is presented here;
1307 e.g., you can produce a call graph, interface to a third-party
1308 Version Control System, and inspect the generated assembly language
1309 for a program.
1310 Indeed, GPS also supports languages other than Ada.
1311 Such additional information, and an explanation of all of the GPS menu
1312 items. may be found in the on-line help, which includes
1313 a user's guide and a tutorial (these are also accessible from the GNAT
1314 startup menu).
1315
1316 @menu
1317 * Building a New Program with GPS::
1318 * Simple Debugging with GPS::
1319 @end menu
1320
1321
1322 @node Building a New Program with GPS
1323 @subsection Building a New Program with GPS
1324 @noindent
1325 GPS invokes the GNAT compilation tools using information
1326 contained in a @emph{project} (also known as a @emph{project file}):
1327 a collection of properties such
1328 as source directories, identities of main subprograms, tool switches, etc.,
1329 and their associated values.
1330 (See @ref{GNAT Project Manager}, for details.)
1331 In order to run GPS, you will need to either create a new project
1332 or else open an existing one.
1333
1334 This section will explain how you can use GPS to create a project,
1335 to associate Ada source files with a project, and to build and run
1336 programs.
1337
1338 @enumerate
1339 @item @emph{Creating a project}
1340
1341 Invoke GPS, either from the command line or the platform's IDE.
1342 After it starts, GPS will display a ``Welcome'' screen with three
1343 radio buttons:
1344
1345 @itemize @bullet
1346 @item
1347 @code{Start with default project in directory}
1348
1349 @item
1350 @code{Create new project with wizard}
1351
1352 @item
1353 @code{Open existing project}
1354 @end itemize
1355
1356 @noindent
1357 Select @code{Create new project with wizard} and press @code{OK}.
1358 A new window will appear.  In the text box labeled with
1359 @code{Enter the name of the project to create}, type @file{sample}
1360 as the project name.
1361 In the next box, browse to choose the directory in which you
1362 would like to create the project file.
1363 After selecting an appropriate directory, press @code{Forward}.
1364
1365 A window will appear with the title
1366 @code{Version Control System Configuration}.
1367 Simply press @code{Forward}.
1368
1369 A window will appear with the title
1370 @code{Please select the source directories for this project}.
1371 The directory that you specified for the project file will be selected
1372 by default as the one to use for sources; simply press @code{Forward}.
1373
1374 A window will appear with the title
1375 @code{Please select the build directory for this project}.
1376 The directory that you specified for the project file will be selected
1377 by default for object files and executables;
1378 simply press @code{Forward}.
1379
1380 A window will appear with the title
1381 @code{Please select the main units for this project}.
1382 You will supply this information later, after creating the source file.
1383 Simply press @code{Forward} for now.
1384
1385 A window will appear with the title
1386 @code{Please select the switches to build the project}.
1387 Press @code{Apply}.  This will create a project file named
1388 @file{sample.prj} in the directory that you had specified.
1389
1390 @item @emph{Creating and saving the source file}
1391
1392 After you create the new project, a GPS window will appear, which is
1393 partitioned into two main sections:
1394
1395 @itemize @bullet
1396 @item
1397 A @emph{Workspace area}, initially greyed out, which you will use for
1398 creating and editing source files
1399
1400 @item
1401 Directly below, a @emph{Messages area}, which initially displays a
1402 ``Welcome'' message.
1403 (If the Messages area is not visible, drag its border upward to expand it.)
1404 @end itemize
1405
1406 @noindent
1407 Select @code{File} on the menu bar, and then the @code{New} command.
1408 The Workspace area will become white, and you can now
1409 enter the source program explicitly.
1410 Type the following text
1411
1412 @smallexample @c ada
1413 @group
1414 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
1415 procedure Hello is
1416 begin
1417   Put_Line("Hello from GPS!");
1418 end Hello;
1419 @end group
1420 @end smallexample
1421
1422 @noindent
1423 Select @code{File}, then @code{Save As}, and enter the source file name
1424 @file{hello.adb}.
1425 The file will be saved in the same directory you specified as the
1426 location of the default project file.
1427
1428
1429 @item @emph{Updating the project file}
1430
1431 You need to add the new source file to the project.
1432 To do this, select
1433 the @code{Project} menu and then @code{Edit project properties}.
1434 Click the @code{Main files} tab on the left, and then the
1435 @code{Add} button.
1436 Choose @file{hello.adb} from the list, and press @code{Open}.
1437 The project settings window will reflect this action.
1438 Click @code{OK}.
1439
1440 @item @emph{Building and running the program}
1441
1442 In the main GPS window, now choose the @code{Build} menu, then @code{Make},
1443 and select @file{hello.adb}.
1444 The Messages window will display the resulting invocations of @command{gcc},
1445 @command{gnatbind}, and @command{gnatlink}
1446 (reflecting the default switch settings from the
1447 project file that you created) and then a ``successful compilation/build''
1448 message.
1449
1450 To run the program, choose the @code{Build} menu, then @code{Run}, and
1451 select @command{hello}.
1452 An @emph{Arguments Selection} window will appear.
1453 There are no command line arguments, so just click @code{OK}.
1454
1455 The Messages window will now display the program's output (the string
1456 @code{Hello from GPS}), and at the bottom of the GPS window a status
1457 update is displayed (@code{Run: hello}).
1458 Close the GPS window (or select @code{File}, then @code{Exit}) to
1459 terminate this GPS session.
1460 @end enumerate
1461
1462
1463
1464 @node Simple Debugging with GPS
1465 @subsection Simple Debugging with GPS
1466 @noindent
1467 This section illustrates basic debugging techniques (setting breakpoints,
1468 examining/modifying variables, single stepping).
1469
1470 @enumerate
1471 @item @emph{Opening a project}
1472
1473 Start GPS and select @code{Open existing project}; browse to
1474 specify the project file @file{sample.prj} that you had created in the
1475 earlier example.
1476
1477 @item @emph{Creating a source file}
1478
1479 Select @code{File}, then @code{New}, and type in the following program:
1480
1481 @smallexample @c ada
1482 @group
1483 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
1484 procedure Example is
1485    Line : String (1..80);
1486    N    : Natural;
1487 begin
1488    Put_Line("Type a line of text at each prompt; an empty line to exit");
1489    loop
1490       Put(": ");
1491       Get_Line (Line, N);
1492       Put_Line (Line (1..N) );
1493       exit when N=0;
1494    end loop;
1495 end Example;
1496 @end group
1497 @end smallexample
1498
1499 @noindent
1500 Select @code{File}, then @code{Save as}, and enter the file name
1501 @file{example.adb}.
1502
1503 @item @emph{Updating the project file}
1504
1505 Add @code{Example} as a new main unit for the project:
1506 @enumerate a
1507 @item
1508 Select @code{Project}, then @code{Edit Project Properties}.
1509
1510 @item
1511 Select the @code{Main files} tab, click @code{Add}, then
1512 select the file @file{example.adb} from the list, and
1513 click @code{Open}.
1514 You will see the file name appear in the list of main units
1515
1516 @item
1517 Click @code{OK}
1518 @end enumerate
1519
1520 @item @emph{Building/running the executable}
1521
1522 To build the executable
1523 select @code{Build}, then @code{Make}, and then choose @file{example.adb}.
1524
1525 Run the program to see its effect (in the Messages area).
1526 Each line that you enter is displayed; an empty line will
1527 cause the loop to exit and the program to terminate.
1528
1529 @item @emph{Debugging the program}
1530
1531 Note that the @option{-g} switches to @command{gcc} and @command{gnatlink},
1532 which are required for debugging, are on by default when you create
1533 a new project.
1534 Thus unless you intentionally remove these settings, you will be able
1535 to debug any program that you develop using GPS.
1536
1537 @enumerate a
1538 @item @emph{Initializing}
1539
1540 Select @code{Debug}, then @code{Initialize}, then @file{example}
1541
1542 @item @emph{Setting a breakpoint}
1543
1544 After performing the initialization step, you will observe a small
1545 icon to the right of each line number.
1546 This serves as a toggle for breakpoints; clicking the icon will
1547 set a breakpoint at the corresponding line (the icon will change to
1548 a red circle with an ``x''), and clicking it again
1549 will remove the breakpoint / reset the icon.
1550
1551 For purposes of this example, set a breakpoint at line 10 (the
1552 statement @code{Put_Line@ (Line@ (1..N));}
1553
1554 @item @emph{Starting program execution}
1555
1556 Select @code{Debug}, then @code{Run}.  When the
1557 @code{Program Arguments} window appears, click @code{OK}.
1558 A console window will appear; enter some line of text,
1559 e.g. @code{abcde}, at the prompt.
1560 The program will pause execution when it gets to the
1561 breakpoint, and the corresponding line is highlighted.
1562
1563 @item @emph{Examining a variable}
1564
1565 Move the mouse over one of the occurrences of the variable @code{N}.
1566 You will see the value (5) displayed, in ``tool tip'' fashion.
1567 Right click on @code{N}, select @code{Debug}, then select @code{Display N}.
1568 You will see information about @code{N} appear in the @code{Debugger Data}
1569 pane, showing the value as 5.
1570
1571
1572 @item @emph{Assigning a new value to a variable}
1573
1574 Right click on the @code{N} in the @code{Debugger Data} pane, and
1575 select @code{Set value of N}.
1576 When the input window appears, enter the value @code{4} and click
1577 @code{OK}.
1578 This value does not automatically appear in the @code{Debugger Data}
1579 pane; to see it, right click again on the @code{N} in the
1580 @code{Debugger Data} pane and select @code{Update value}.
1581 The new value, 4, will appear in red.
1582
1583 @item @emph{Single stepping}
1584
1585 Select @code{Debug}, then @code{Next}.
1586 This will cause the next statement to be executed, in this case the
1587 call of @code{Put_Line} with the string slice.
1588 Notice in the console window that the displayed string is simply
1589 @code{abcd} and not @code{abcde} which you had entered.
1590 This is because the upper bound of the slice is now 4 rather than 5.
1591
1592 @item @emph{Removing a breakpoint}
1593
1594 Toggle the breakpoint icon at line 10.
1595
1596 @item @emph{Resuming execution from a breakpoint}
1597
1598 Select @code{Debug}, then @code{Continue}.
1599 The program will reach the next iteration of the loop, and
1600 wait for input after displaying the prompt.
1601 This time, just hit the @kbd{Enter} key.
1602 The value of @code{N} will be 0, and the program will terminate.
1603 The console window will disappear.
1604 @end enumerate
1605 @end enumerate
1606
1607
1608 @node Introduction to Glide and GVD
1609 @section Introduction to Glide and GVD
1610 @cindex Glide
1611 @cindex GVD
1612 @noindent
1613 This section describes the main features of Glide,
1614 a GNAT graphical IDE, and also shows how to use the basic commands in GVD,
1615 the GNU Visual Debugger.
1616 These tools may be present in addition to, or in place of, GPS on some
1617 platforms.
1618 Additional information on Glide and GVD may be found
1619 in the on-line help for these tools.
1620
1621 @menu
1622 * Building a New Program with Glide::
1623 * Simple Debugging with GVD::
1624 * Other Glide Features::
1625 @end menu
1626
1627 @node Building a New Program with Glide
1628 @subsection Building a New Program with Glide
1629 @noindent
1630 The simplest way to invoke Glide is to enter @command{glide}
1631 at the command prompt.  It will generally be useful to issue this
1632 as a background command, thus allowing you to continue using
1633 your command window for other purposes while Glide is running:
1634
1635 @smallexample
1636 $ glide&
1637 @end smallexample
1638
1639 @noindent
1640 Glide will start up with an initial screen displaying the top-level menu items
1641 as well as some other information.  The menu selections are as follows
1642 @itemize @bullet
1643 @item @code{Buffers}
1644 @item @code{Files}
1645 @item @code{Tools}
1646 @item @code{Edit}
1647 @item @code{Search}
1648 @item @code{Mule}
1649 @item @code{Glide}
1650 @item @code{Help}
1651 @end itemize
1652
1653 @noindent
1654 For this introductory example, you will need to create a new Ada source file.
1655 First, select the @code{Files} menu.  This will pop open a menu with around
1656 a dozen or so items.  To create a file, select the @code{Open file...} choice.
1657 Depending on the platform, you may see a pop-up window where you can browse
1658 to an appropriate directory and then enter the file name, or else simply
1659 see a line at the bottom of the Glide window where you can likewise enter
1660 the file name.  Note that in Glide, when you attempt to open a non-existent
1661 file, the effect is to create a file with that name.  For this example enter
1662 @file{hello.adb} as the name of the file.
1663
1664 A new buffer will now appear, occupying the entire Glide window,
1665 with the file name at the top.  The menu selections are slightly different
1666 from the ones you saw on the opening screen; there is an @code{Entities} item,
1667 and in place of @code{Glide} there is now an @code{Ada} item.  Glide uses
1668 the file extension to identify the source language, so @file{adb} indicates
1669 an Ada source file.
1670
1671 You will enter some of the source program lines explicitly,
1672 and use the syntax-oriented template mechanism to enter other lines.
1673 First, type the following text:
1674 @smallexample
1675 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
1676 procedure Hello is
1677 begin
1678 @end smallexample
1679
1680 @noindent
1681 Observe that Glide uses different colors to distinguish reserved words from
1682 identifiers.  Also, after the @code{procedure Hello is} line, the cursor is
1683 automatically indented in anticipation of declarations.  When you enter
1684 @code{begin}, Glide recognizes that there are no declarations and thus places
1685 @code{begin} flush left.  But after the @code{begin} line the cursor is again
1686 indented, where the statement(s) will be placed.
1687
1688 The main part of the program will be a @code{for} loop.  Instead of entering
1689 the text explicitly, however, use a statement template.  Select the @code{Ada}
1690 item on the top menu bar, move the mouse to the @code{Statements} item,
1691 and you will see a large selection of alternatives.  Choose @code{for loop}.
1692 You will be prompted (at the bottom of the buffer) for a loop name;
1693 simply press the @key{Enter} key since a loop name is not needed.
1694 You should see the beginning of a @code{for} loop appear in the source
1695 program window.  You will now be prompted for the name of the loop variable;
1696 enter a line with the identifier @code{ind} (lower case).  Note that,
1697 by default, Glide capitalizes the name (you can override such behavior
1698 if you wish, although this is outside the scope of this introduction).
1699 Next, Glide prompts you for the loop range; enter a line containing
1700 @code{1..5} and you will see this also appear in the source program,
1701 together with the remaining elements of the @code{for} loop syntax.
1702
1703 Next enter the statement (with an intentional error, a missing semicolon)
1704 that will form the body of the loop:
1705 @smallexample
1706 Put_Line("Hello, World" & Integer'Image(I))
1707 @end smallexample
1708
1709 @noindent
1710 Finally, type @code{end Hello;} as the last line in the program.
1711 Now save the file: choose the @code{File} menu item, and then the
1712 @code{Save buffer} selection.  You will see a message at the bottom
1713 of the buffer confirming that the file has been saved.
1714
1715 You are now ready to attempt to build the program.  Select the @code{Ada}
1716 item from the top menu bar.  Although we could choose simply to compile
1717 the file, we will instead attempt to do a build (which invokes
1718 @command{gnatmake}) since, if the compile is successful, we want to build
1719 an executable.  Thus select @code{Ada build}.  This will fail because of the
1720 compilation error, and you will notice that the Glide window has been split:
1721 the top window contains the source file, and the bottom window contains the
1722 output from the GNAT tools. Glide allows you to navigate from a compilation
1723 error to the source file position corresponding to the error: click the
1724 middle mouse button (or simultaneously press the left and right buttons,
1725 on a two-button mouse) on the diagnostic line in the tool window.  The
1726 focus will shift to the source window, and the cursor will be positioned
1727 on the character at which the error was detected.
1728
1729 Correct the error: type in a semicolon to terminate the statement.
1730 Although you can again save the file explicitly, you can also simply invoke
1731 @code{Ada} @result{} @code{Build} and you will be prompted to save the file.
1732 This time the build will succeed; the tool output window shows you the
1733 options that are supplied by default.  The GNAT tools' output (e.g.
1734 object and ALI files, executable) will go in the directory from which
1735 Glide was launched.
1736
1737 To execute the program, choose @code{Ada} and then @code{Run}.
1738 You should see the program's output displayed in the bottom window:
1739
1740 @smallexample
1741 Hello, world 1
1742 Hello, world 2
1743 Hello, world 3
1744 Hello, world 4
1745 Hello, world 5
1746 @end smallexample
1747
1748 @node Simple Debugging with GVD
1749 @subsection Simple Debugging with GVD
1750
1751 @noindent
1752 This section describes how to set breakpoints, examine/modify variables,
1753 and step through execution.
1754
1755 In order to enable debugging, you need to pass the @option{-g} switch
1756 to both the compiler and to @command{gnatlink}.  If you are using
1757 the command line, passing @option{-g} to @command{gnatmake} will have
1758 this effect.  You can then launch GVD, e.g. on the @code{hello} program,
1759 by issuing the command:
1760
1761 @smallexample
1762 $ gvd hello
1763 @end smallexample
1764
1765 @noindent
1766 If you are using Glide, then @option{-g} is passed to the relevant tools
1767 by default when you do a build.  Start the debugger by selecting the
1768 @code{Ada} menu item, and then @code{Debug}.
1769
1770 GVD comes up in a multi-part window.  One pane shows the names of files
1771 comprising your executable; another pane shows the source code of the current
1772 unit (initially your main subprogram), another pane shows the debugger output
1773 and user interactions, and the fourth pane (the data canvas at the top
1774 of the window) displays data objects that you have selected.
1775
1776 To the left of the source file pane, you will notice green dots adjacent
1777 to some lines.  These are lines for which object code exists and where
1778 breakpoints can thus be set.  You set/reset a breakpoint by clicking
1779 the green dot.  When a breakpoint is set, the dot is replaced by an @code{X}
1780 in a red circle.  Clicking the circle toggles the breakpoint off,
1781 and the red circle is replaced by the green dot.
1782
1783 For this example, set a breakpoint at the statement where @code{Put_Line}
1784 is invoked.
1785
1786 Start program execution by selecting the @code{Run} button on the top menu bar.
1787 (The @code{Start} button will also start your program, but it will
1788 cause program execution to break at the entry to your main subprogram.)
1789 Evidence of reaching the breakpoint will appear: the source file line will be
1790 highlighted, and the debugger interactions pane will display
1791 a relevant message.
1792
1793 You can examine the values of variables in several ways.  Move the mouse
1794 over an occurrence of @code{Ind} in the @code{for} loop, and you will see
1795 the value (now @code{1}) displayed.  Alternatively, right-click on @code{Ind}
1796 and select @code{Display Ind}; a box showing the variable's name and value
1797 will appear in the data canvas.
1798
1799 Although a loop index is a constant with respect to Ada semantics,
1800 you can change its value in the debugger.  Right-click in the box
1801 for @code{Ind}, and select the @code{Set Value of Ind} item.
1802 Enter @code{2} as the new value, and press @command{OK}.
1803 The box for @code{Ind} shows the update.
1804
1805 Press the @code{Step} button on the top menu bar; this will step through
1806 one line of program text (the invocation of @code{Put_Line}), and you can
1807 observe the effect of having modified @code{Ind} since the value displayed
1808 is @code{2}.
1809
1810 Remove the breakpoint, and resume execution by selecting the @code{Cont}
1811 button.  You will see the remaining output lines displayed in the debugger
1812 interaction window, along with a message confirming normal program
1813 termination.
1814
1815 @node Other Glide Features
1816 @subsection Other Glide Features
1817
1818 @noindent
1819 You may have observed that some of the menu selections contain abbreviations;
1820 e.g., @code{(C-x C-f)} for @code{Open file...} in the @code{Files} menu.
1821 These are @emph{shortcut keys} that you can use instead of selecting
1822 menu items.  The @key{C} stands for @key{Ctrl}; thus @code{(C-x C-f)} means
1823 @key{Ctrl-x} followed by @key{Ctrl-f}, and this sequence can be used instead
1824 of selecting @code{Files} and then @code{Open file...}.
1825
1826 To abort a Glide command, type @key{Ctrl-g}.
1827
1828 If you want Glide to start with an existing source file, you can either
1829 launch Glide as above and then open the file via @code{Files} @result{}
1830 @code{Open file...}, or else simply pass the name of the source file
1831 on the command line:
1832
1833 @smallexample
1834 $ glide hello.adb&
1835 @end smallexample
1836
1837 @noindent
1838 While you are using Glide, a number of @emph{buffers} exist.
1839 You create some explicitly; e.g., when you open/create a file.
1840 Others arise as an effect of the commands that you issue; e.g., the buffer
1841 containing the output of the tools invoked during a build.  If a buffer
1842 is hidden, you can bring it into a visible window by first opening
1843 the @code{Buffers} menu and then selecting the desired entry.
1844
1845 If a buffer occupies only part of the Glide screen and you want to expand it
1846 to fill the entire screen, then click in the buffer and then select
1847 @code{Files} @result{} @code{One Window}.
1848
1849 If a window is occupied by one buffer and you want to split the window
1850 to bring up a second buffer, perform the following steps:
1851 @itemize @bullet
1852 @item Select @code{Files} @result{} @code{Split Window};
1853 this will produce two windows each of which holds the original buffer
1854 (these are not copies, but rather different views of the same buffer contents)
1855
1856 @item With the focus in one of the windows,
1857 select the desired buffer from the @code{Buffers} menu
1858 @end itemize
1859
1860 @noindent
1861 To exit from Glide, choose @code{Files} @result{} @code{Exit}.
1862 @end ifclear
1863
1864 @node The GNAT Compilation Model
1865 @chapter The GNAT Compilation Model
1866 @cindex GNAT compilation model
1867 @cindex Compilation model
1868
1869 @menu
1870 * Source Representation::
1871 * Foreign Language Representation::
1872 * File Naming Rules::
1873 * Using Other File Names::
1874 * Alternative File Naming Schemes::
1875 * Generating Object Files::
1876 * Source Dependencies::
1877 * The Ada Library Information Files::
1878 * Binding an Ada Program::
1879 * Mixed Language Programming::
1880 * Building Mixed Ada & C++ Programs::
1881 * Comparison between GNAT and C/C++ Compilation Models::
1882 * Comparison between GNAT and Conventional Ada Library Models::
1883 @ifset vms
1884 * Placement of temporary files::
1885 @end ifset
1886 @end menu
1887
1888 @noindent
1889 This chapter describes the compilation model used by GNAT. Although
1890 similar to that used by other languages, such as C and C++, this model
1891 is substantially different from the traditional Ada compilation models,
1892 which are based on a library. The model is initially described without
1893 reference to the library-based model. If you have not previously used an
1894 Ada compiler, you need only read the first part of this chapter. The
1895 last section describes and discusses the differences between the GNAT
1896 model and the traditional Ada compiler models. If you have used other
1897 Ada compilers, this section will help you to understand those
1898 differences, and the advantages of the GNAT model.
1899
1900 @node Source Representation
1901 @section Source Representation
1902 @cindex Latin-1
1903
1904 @noindent
1905 Ada source programs are represented in standard text files, using
1906 Latin-1 coding. Latin-1 is an 8-bit code that includes the familiar
1907 7-bit ASCII set, plus additional characters used for
1908 representing foreign languages (@pxref{Foreign Language Representation}
1909 for support of non-USA character sets). The format effector characters
1910 are represented using their standard ASCII encodings, as follows:
1911
1912 @table @code
1913 @item VT
1914 @findex VT
1915 Vertical tab, @code{16#0B#}
1916
1917 @item HT
1918 @findex HT
1919 Horizontal tab, @code{16#09#}
1920
1921 @item CR
1922 @findex CR
1923 Carriage return, @code{16#0D#}
1924
1925 @item LF
1926 @findex LF
1927 Line feed, @code{16#0A#}
1928
1929 @item FF
1930 @findex FF
1931 Form feed, @code{16#0C#}
1932 @end table
1933
1934 @noindent
1935 Source files are in standard text file format. In addition, GNAT will
1936 recognize a wide variety of stream formats, in which the end of physical
1937 physical lines is marked by any of the following sequences:
1938 @code{LF}, @code{CR}, @code{CR-LF}, or @code{LF-CR}. This is useful
1939 in accommodating files that are imported from other operating systems.
1940
1941 @cindex End of source file
1942 @cindex Source file, end
1943 @findex SUB
1944 The end of a source file is normally represented by the physical end of
1945 file. However, the control character @code{16#1A#} (@code{SUB}) is also
1946 recognized as signalling the end of the source file. Again, this is
1947 provided for compatibility with other operating systems where this
1948 code is used to represent the end of file.
1949
1950 Each file contains a single Ada compilation unit, including any pragmas
1951 associated with the unit. For example, this means you must place a
1952 package declaration (a package @dfn{spec}) and the corresponding body in
1953 separate files. An Ada @dfn{compilation} (which is a sequence of
1954 compilation units) is represented using a sequence of files. Similarly,
1955 you will place each subunit or child unit in a separate file.
1956
1957 @node Foreign Language Representation
1958 @section Foreign Language Representation
1959
1960 @noindent
1961 GNAT supports the standard character sets defined in Ada 95 as well as
1962 several other non-standard character sets for use in localized versions
1963 of the compiler (@pxref{Character Set Control}).
1964 @menu
1965 * Latin-1::
1966 * Other 8-Bit Codes::
1967 * Wide Character Encodings::
1968 @end menu
1969
1970 @node Latin-1
1971 @subsection Latin-1
1972 @cindex Latin-1
1973
1974 @noindent
1975 The basic character set is Latin-1. This character set is defined by ISO
1976 standard 8859, part 1. The lower half (character codes @code{16#00#}
1977 ... @code{16#7F#)} is identical to standard ASCII coding, but the upper half
1978 is used to represent additional characters. These include extended letters
1979 used by European languages, such as French accents, the vowels with umlauts
1980 used in German, and the extra letter A-ring used in Swedish.
1981
1982 @findex Ada.Characters.Latin_1
1983 For a complete list of Latin-1 codes and their encodings, see the source
1984 file of library unit @code{Ada.Characters.Latin_1} in file
1985 @file{a-chlat1.ads}.
1986 You may use any of these extended characters freely in character or
1987 string literals. In addition, the extended characters that represent
1988 letters can be used in identifiers.
1989
1990 @node Other 8-Bit Codes
1991 @subsection Other 8-Bit Codes
1992
1993 @noindent
1994 GNAT also supports several other 8-bit coding schemes:
1995
1996 @table @asis
1997 @item ISO 8859-2 (Latin-2)
1998 @cindex Latin-2
1999 @cindex ISO 8859-2
2000 Latin-2 letters allowed in identifiers, with uppercase and lowercase
2001 equivalence.
2002
2003 @item ISO 8859-3 (Latin-3)
2004 @cindex Latin-3
2005 @cindex ISO 8859-3
2006 Latin-3 letters allowed in identifiers, with uppercase and lowercase
2007 equivalence.
2008
2009 @item ISO 8859-4 (Latin-4)
2010 @cindex Latin-4
2011 @cindex ISO 8859-4
2012 Latin-4 letters allowed in identifiers, with uppercase and lowercase
2013 equivalence.
2014
2015 @item ISO 8859-5 (Cyrillic)
2016 @cindex ISO 8859-5
2017 @cindex Cyrillic
2018 ISO 8859-5 letters (Cyrillic) allowed in identifiers, with uppercase and
2019 lowercase equivalence.
2020
2021 @item ISO 8859-15 (Latin-9)
2022 @cindex ISO 8859-15
2023 @cindex Latin-9
2024 ISO 8859-15 (Latin-9) letters allowed in identifiers, with uppercase and
2025 lowercase equivalence
2026
2027 @item IBM PC (code page 437)
2028 @cindex code page 437
2029 This code page is the normal default for PCs in the U.S. It corresponds
2030 to the original IBM PC character set. This set has some, but not all, of
2031 the extended Latin-1 letters, but these letters do not have the same
2032 encoding as Latin-1. In this mode, these letters are allowed in
2033 identifiers with uppercase and lowercase equivalence.
2034
2035 @item IBM PC (code page 850)
2036 @cindex code page 850
2037 This code page is a modification of 437 extended to include all the
2038 Latin-1 letters, but still not with the usual Latin-1 encoding. In this
2039 mode, all these letters are allowed in identifiers with uppercase and
2040 lowercase equivalence.
2041
2042 @item Full Upper 8-bit
2043 Any character in the range 80-FF allowed in identifiers, and all are
2044 considered distinct. In other words, there are no uppercase and lowercase
2045 equivalences in this range. This is useful in conjunction with
2046 certain encoding schemes used for some foreign character sets (e.g.
2047 the typical method of representing Chinese characters on the PC).
2048
2049 @item No Upper-Half
2050 No upper-half characters in the range 80-FF are allowed in identifiers.
2051 This gives Ada 83 compatibility for identifier names.
2052 @end table
2053
2054 @noindent
2055 For precise data on the encodings permitted, and the uppercase and lowercase
2056 equivalences that are recognized, see the file @file{csets.adb} in
2057 the GNAT compiler sources. You will need to obtain a full source release
2058 of GNAT to obtain this file.
2059
2060 @node Wide Character Encodings
2061 @subsection Wide Character Encodings
2062
2063 @noindent
2064 GNAT allows wide character codes to appear in character and string
2065 literals, and also optionally in identifiers, by means of the following
2066 possible encoding schemes:
2067
2068 @table @asis
2069
2070 @item Hex Coding
2071 In this encoding, a wide character is represented by the following five
2072 character sequence:
2073
2074 @smallexample
2075 ESC a b c d
2076 @end smallexample
2077
2078 @noindent
2079 Where @code{a}, @code{b}, @code{c}, @code{d} are the four hexadecimal
2080 characters (using uppercase letters) of the wide character code. For
2081 example, ESC A345 is used to represent the wide character with code
2082 @code{16#A345#}.
2083 This scheme is compatible with use of the full Wide_Character set.
2084
2085 @item Upper-Half Coding
2086 @cindex Upper-Half Coding
2087 The wide character with encoding @code{16#abcd#} where the upper bit is on
2088 (in other words, ``a'' is in the range 8-F) is represented as two bytes,
2089 @code{16#ab#} and @code{16#cd#}. The second byte cannot be a format control
2090 character, but is not required to be in the upper half. This method can
2091 be also used for shift-JIS or EUC, where the internal coding matches the
2092 external coding.
2093
2094 @item Shift JIS Coding
2095 @cindex Shift JIS Coding
2096 A wide character is represented by a two-character sequence,
2097 @code{16#ab#} and
2098 @code{16#cd#}, with the restrictions described for upper-half encoding as
2099 described above. The internal character code is the corresponding JIS
2100 character according to the standard algorithm for Shift-JIS
2101 conversion. Only characters defined in the JIS code set table can be
2102 used with this encoding method.
2103
2104 @item EUC Coding
2105 @cindex EUC Coding
2106 A wide character is represented by a two-character sequence
2107 @code{16#ab#} and
2108 @code{16#cd#}, with both characters being in the upper half. The internal
2109 character code is the corresponding JIS character according to the EUC
2110 encoding algorithm. Only characters defined in the JIS code set table
2111 can be used with this encoding method.
2112
2113 @item UTF-8 Coding
2114 A wide character is represented using
2115 UCS Transformation Format 8 (UTF-8) as defined in Annex R of ISO
2116 10646-1/Am.2. Depending on the character value, the representation
2117 is a one, two, or three byte sequence:
2118 @smallexample
2119 @iftex
2120 @leftskip=.7cm
2121 @end iftex
2122 16#0000#-16#007f#: 2#0xxxxxxx#
2123 16#0080#-16#07ff#: 2#110xxxxx# 2#10xxxxxx#
2124 16#0800#-16#ffff#: 2#1110xxxx# 2#10xxxxxx# 2#10xxxxxx#
2125
2126 @end smallexample
2127
2128 @noindent
2129 where the xxx bits correspond to the left-padded bits of the
2130 16-bit character value. Note that all lower half ASCII characters
2131 are represented as ASCII bytes and all upper half characters and
2132 other wide characters are represented as sequences of upper-half
2133 (The full UTF-8 scheme allows for encoding 31-bit characters as
2134 6-byte sequences, but in this implementation, all UTF-8 sequences
2135 of four or more bytes length will be treated as illegal).
2136 @item Brackets Coding
2137 In this encoding, a wide character is represented by the following eight
2138 character sequence:
2139
2140 @smallexample
2141 [ " a b c d " ]
2142 @end smallexample
2143
2144 @noindent
2145 Where @code{a}, @code{b}, @code{c}, @code{d} are the four hexadecimal
2146 characters (using uppercase letters) of the wide character code. For
2147 example, [``A345''] is used to represent the wide character with code
2148 @code{16#A345#}. It is also possible (though not required) to use the
2149 Brackets coding for upper half characters. For example, the code
2150 @code{16#A3#} can be represented as @code{[``A3'']}.
2151
2152 This scheme is compatible with use of the full Wide_Character set,
2153 and is also the method used for wide character encoding in the standard
2154 ACVC (Ada Compiler Validation Capability) test suite distributions.
2155
2156 @end table
2157
2158 @noindent
2159 Note: Some of these coding schemes do not permit the full use of the
2160 Ada 95 character set. For example, neither Shift JIS, nor EUC allow the
2161 use of the upper half of the Latin-1 set.
2162
2163 @node File Naming Rules
2164 @section File Naming Rules
2165
2166 @noindent
2167 The default file name is determined by the name of the unit that the
2168 file contains. The name is formed by taking the full expanded name of
2169 the unit and replacing the separating dots with hyphens and using
2170 ^lowercase^uppercase^ for all letters.
2171
2172 An exception arises if the file name generated by the above rules starts
2173 with one of the characters
2174 @ifset vms
2175 A,G,I, or S,
2176 @end ifset
2177 @ifclear vms
2178 a,g,i, or s,
2179 @end ifclear
2180 and the second character is a
2181 minus. In this case, the character ^tilde^dollar sign^ is used in place
2182 of the minus. The reason for this special rule is to avoid clashes with
2183 the standard names for child units of the packages System, Ada,
2184 Interfaces, and GNAT, which use the prefixes
2185 @ifset vms
2186 S- A- I- and G-
2187 @end ifset
2188 @ifclear vms
2189 s- a- i- and g-
2190 @end ifclear
2191 respectively.
2192
2193 The file extension is @file{.ads} for a spec and
2194 @file{.adb} for a body. The following list shows some
2195 examples of these rules.
2196
2197 @table @file
2198 @item main.ads
2199 Main (spec)
2200 @item main.adb
2201 Main (body)
2202 @item arith_functions.ads
2203 Arith_Functions (package spec)
2204 @item arith_functions.adb
2205 Arith_Functions (package body)
2206 @item func-spec.ads
2207 Func.Spec (child package spec)
2208 @item func-spec.adb
2209 Func.Spec (child package body)
2210 @item main-sub.adb
2211 Sub (subunit of Main)
2212 @item ^a~bad.adb^A$BAD.ADB^
2213 A.Bad (child package body)
2214 @end table
2215
2216 @noindent
2217 Following these rules can result in excessively long
2218 file names if corresponding
2219 unit names are long (for example, if child units or subunits are
2220 heavily nested). An option is available to shorten such long file names
2221 (called file name ``krunching''). This may be particularly useful when
2222 programs being developed with GNAT are to be used on operating systems
2223 with limited file name lengths. @xref{Using gnatkr}.
2224
2225 Of course, no file shortening algorithm can guarantee uniqueness over
2226 all possible unit names; if file name krunching is used, it is your
2227 responsibility to ensure no name clashes occur. Alternatively you
2228 can specify the exact file names that you want used, as described
2229 in the next section. Finally, if your Ada programs are migrating from a
2230 compiler with a different naming convention, you can use the gnatchop
2231 utility to produce source files that follow the GNAT naming conventions.
2232 (For details @pxref{Renaming Files Using gnatchop}.)
2233
2234 Note: in the case of @code{Windows NT/XP} or @code{OpenVMS} operating
2235 systems, case is not significant. So for example on @code{Windows XP}
2236 if the canonical name is @code{main-sub.adb}, you can use the file name
2237 @code{Main-Sub.adb} instead. However, case is significant for other
2238 operating systems, so for example, if you want to use other than
2239 canonically cased file names on a Unix system, you need to follow
2240 the procedures described in the next section.
2241
2242 @node Using Other File Names
2243 @section Using Other File Names
2244 @cindex File names
2245
2246 @noindent
2247 In the previous section, we have described the default rules used by
2248 GNAT to determine the file name in which a given unit resides. It is
2249 often convenient to follow these default rules, and if you follow them,
2250 the compiler knows without being explicitly told where to find all
2251 the files it needs.
2252
2253 However, in some cases, particularly when a program is imported from
2254 another Ada compiler environment, it may be more convenient for the
2255 programmer to specify which file names contain which units. GNAT allows
2256 arbitrary file names to be used by means of the Source_File_Name pragma.
2257 The form of this pragma is as shown in the following examples:
2258 @cindex Source_File_Name pragma
2259
2260 @smallexample @c ada
2261 @cartouche
2262 pragma Source_File_Name (My_Utilities.Stacks,
2263   Spec_File_Name => "myutilst_a.ada");
2264 pragma Source_File_name (My_Utilities.Stacks,
2265   Body_File_Name => "myutilst.ada");
2266 @end cartouche
2267 @end smallexample
2268
2269 @noindent
2270 As shown in this example, the first argument for the pragma is the unit
2271 name (in this example a child unit). The second argument has the form
2272 of a named association. The identifier
2273 indicates whether the file name is for a spec or a body;
2274 the file name itself is given by a string literal.
2275
2276 The source file name pragma is a configuration pragma, which means that
2277 normally it will be placed in the @file{gnat.adc}
2278 file used to hold configuration
2279 pragmas that apply to a complete compilation environment.
2280 For more details on how the @file{gnat.adc} file is created and used
2281 @pxref{Handling of Configuration Pragmas}
2282 @cindex @file{gnat.adc}
2283
2284 @ifclear vms
2285 GNAT allows completely arbitrary file names to be specified using the
2286 source file name pragma. However, if the file name specified has an
2287 extension other than @file{.ads} or @file{.adb} it is necessary to use
2288 a special syntax when compiling the file. The name in this case must be
2289 preceded by the special sequence @code{-x} followed by a space and the name
2290 of the language, here @code{ada}, as in:
2291
2292 @smallexample
2293 $ gcc -c -x ada peculiar_file_name.sim
2294 @end smallexample
2295 @end ifclear
2296
2297 @noindent
2298 @code{gnatmake} handles non-standard file names in the usual manner (the
2299 non-standard file name for the main program is simply used as the
2300 argument to gnatmake). Note that if the extension is also non-standard,
2301 then it must be included in the gnatmake command, it may not be omitted.
2302
2303 @node Alternative File Naming Schemes
2304 @section Alternative File Naming Schemes
2305 @cindex File naming schemes, alternative
2306 @cindex File names
2307
2308 In the previous section, we described the use of the @code{Source_File_Name}
2309 pragma to allow arbitrary names to be assigned to individual source files.
2310 However, this approach requires one pragma for each file, and especially in
2311 large systems can result in very long @file{gnat.adc} files, and also create
2312 a maintenance problem.
2313
2314 GNAT also provides a facility for specifying systematic file naming schemes
2315 other than the standard default naming scheme previously described. An
2316 alternative scheme for naming is specified by the use of
2317 @code{Source_File_Name} pragmas having the following format:
2318 @cindex Source_File_Name pragma
2319
2320 @smallexample @c ada
2321 pragma Source_File_Name (
2322    Spec_File_Name  => FILE_NAME_PATTERN
2323  [,Casing          => CASING_SPEC]
2324  [,Dot_Replacement => STRING_LITERAL]);
2325
2326 pragma Source_File_Name (
2327    Body_File_Name  => FILE_NAME_PATTERN
2328  [,Casing          => CASING_SPEC]
2329  [,Dot_Replacement => STRING_LITERAL]);
2330
2331 pragma Source_File_Name (
2332    Subunit_File_Name  => FILE_NAME_PATTERN
2333  [,Casing             => CASING_SPEC]
2334  [,Dot_Replacement    => STRING_LITERAL]);
2335
2336 FILE_NAME_PATTERN ::= STRING_LITERAL
2337 CASING_SPEC ::= Lowercase | Uppercase | Mixedcase
2338 @end smallexample
2339
2340 @noindent
2341 The @code{FILE_NAME_PATTERN} string shows how the file name is constructed.
2342 It contains a single asterisk character, and the unit name is substituted
2343 systematically for this asterisk. The optional parameter
2344 @code{Casing} indicates
2345 whether the unit name is to be all upper-case letters, all lower-case letters,
2346 or mixed-case. If no
2347 @code{Casing} parameter is used, then the default is all
2348 ^lower-case^upper-case^.
2349
2350 The optional @code{Dot_Replacement} string is used to replace any periods
2351 that occur in subunit or child unit names. If no @code{Dot_Replacement}
2352 argument is used then separating dots appear unchanged in the resulting
2353 file name.
2354 Although the above syntax indicates that the
2355 @code{Casing} argument must appear
2356 before the @code{Dot_Replacement} argument, but it
2357 is also permissible to write these arguments in the opposite order.
2358
2359 As indicated, it is possible to specify different naming schemes for
2360 bodies, specs, and subunits. Quite often the rule for subunits is the
2361 same as the rule for bodies, in which case, there is no need to give
2362 a separate @code{Subunit_File_Name} rule, and in this case the
2363 @code{Body_File_name} rule is used for subunits as well.
2364
2365 The separate rule for subunits can also be used to implement the rather
2366 unusual case of a compilation environment (e.g. a single directory) which
2367 contains a subunit and a child unit with the same unit name. Although
2368 both units cannot appear in the same partition, the Ada Reference Manual
2369 allows (but does not require) the possibility of the two units coexisting
2370 in the same environment.
2371
2372 The file name translation works in the following steps:
2373
2374 @itemize @bullet
2375
2376 @item
2377 If there is a specific @code{Source_File_Name} pragma for the given unit,
2378 then this is always used, and any general pattern rules are ignored.
2379
2380 @item
2381 If there is a pattern type @code{Source_File_Name} pragma that applies to
2382 the unit, then the resulting file name will be used if the file exists. If
2383 more than one pattern matches, the latest one will be tried first, and the
2384 first attempt resulting in a reference to a file that exists will be used.
2385
2386 @item
2387 If no pattern type @code{Source_File_Name} pragma that applies to the unit
2388 for which the corresponding file exists, then the standard GNAT default
2389 naming rules are used.
2390
2391 @end itemize
2392
2393 @noindent
2394 As an example of the use of this mechanism, consider a commonly used scheme
2395 in which file names are all lower case, with separating periods copied
2396 unchanged to the resulting file name, and specs end with @file{.1.ada}, and
2397 bodies end with @file{.2.ada}. GNAT will follow this scheme if the following
2398 two pragmas appear:
2399
2400 @smallexample @c ada
2401 pragma Source_File_Name
2402   (Spec_File_Name => "*.1.ada");
2403 pragma Source_File_Name
2404   (Body_File_Name => "*.2.ada");
2405 @end smallexample
2406
2407 @noindent
2408 The default GNAT scheme is actually implemented by providing the following
2409 default pragmas internally:
2410
2411 @smallexample @c ada
2412 pragma Source_File_Name
2413   (Spec_File_Name => "*.ads", Dot_Replacement => "-");
2414 pragma Source_File_Name
2415   (Body_File_Name => "*.adb", Dot_Replacement => "-");
2416 @end smallexample
2417
2418 @noindent
2419 Our final example implements a scheme typically used with one of the
2420 Ada 83 compilers, where the separator character for subunits was ``__''
2421 (two underscores), specs were identified by adding @file{_.ADA}, bodies
2422 by adding @file{.ADA}, and subunits by
2423 adding @file{.SEP}. All file names were
2424 upper case. Child units were not present of course since this was an
2425 Ada 83 compiler, but it seems reasonable to extend this scheme to use
2426 the same double underscore separator for child units.
2427
2428 @smallexample @c ada
2429 pragma Source_File_Name
2430   (Spec_File_Name => "*_.ADA",
2431    Dot_Replacement => "__",
2432    Casing = Uppercase);
2433 pragma Source_File_Name
2434   (Body_File_Name => "*.ADA",
2435    Dot_Replacement => "__",
2436    Casing = Uppercase);
2437 pragma Source_File_Name
2438   (Subunit_File_Name => "*.SEP",
2439    Dot_Replacement => "__",
2440    Casing = Uppercase);
2441 @end smallexample
2442
2443 @node Generating Object Files
2444 @section Generating Object Files
2445
2446 @noindent
2447 An Ada program consists of a set of source files, and the first step in
2448 compiling the program is to generate the corresponding object files.
2449 These are generated by compiling a subset of these source files.
2450 The files you need to compile are the following:
2451
2452 @itemize @bullet
2453 @item
2454 If a package spec has no body, compile the package spec to produce the
2455 object file for the package.
2456
2457 @item
2458 If a package has both a spec and a body, compile the body to produce the
2459 object file for the package. The source file for the package spec need
2460 not be compiled in this case because there is only one object file, which
2461 contains the code for both the spec and body of the package.
2462
2463 @item
2464 For a subprogram, compile the subprogram body to produce the object file
2465 for the subprogram. The spec, if one is present, is as usual in a
2466 separate file, and need not be compiled.
2467
2468 @item
2469 @cindex Subunits
2470 In the case of subunits, only compile the parent unit. A single object
2471 file is generated for the entire subunit tree, which includes all the
2472 subunits.
2473
2474 @item
2475 Compile child units independently of their parent units
2476 (though, of course, the spec of all the ancestor unit must be present in order
2477 to compile a child unit).
2478
2479 @item
2480 @cindex Generics
2481 Compile generic units in the same manner as any other units. The object
2482 files in this case are small dummy files that contain at most the
2483 flag used for elaboration checking. This is because GNAT always handles generic
2484 instantiation by means of macro expansion. However, it is still necessary to
2485 compile generic units, for dependency checking and elaboration purposes.
2486 @end itemize
2487
2488 @noindent
2489 The preceding rules describe the set of files that must be compiled to
2490 generate the object files for a program. Each object file has the same
2491 name as the corresponding source file, except that the extension is
2492 @file{.o} as usual.
2493
2494 You may wish to compile other files for the purpose of checking their
2495 syntactic and semantic correctness. For example, in the case where a
2496 package has a separate spec and body, you would not normally compile the
2497 spec. However, it is convenient in practice to compile the spec to make
2498 sure it is error-free before compiling clients of this spec, because such
2499 compilations will fail if there is an error in the spec.
2500
2501 GNAT provides an option for compiling such files purely for the
2502 purposes of checking correctness; such compilations are not required as
2503 part of the process of building a program. To compile a file in this
2504 checking mode, use the @option{-gnatc} switch.
2505
2506 @node Source Dependencies
2507 @section Source Dependencies
2508
2509 @noindent
2510 A given object file clearly depends on the source file which is compiled
2511 to produce it. Here we are using @dfn{depends} in the sense of a typical
2512 @code{make} utility; in other words, an object file depends on a source
2513 file if changes to the source file require the object file to be
2514 recompiled.
2515 In addition to this basic dependency, a given object may depend on
2516 additional source files as follows:
2517
2518 @itemize @bullet
2519 @item
2520 If a file being compiled @code{with}'s a unit @var{X}, the object file
2521 depends on the file containing the spec of unit @var{X}. This includes
2522 files that are @code{with}'ed implicitly either because they are parents
2523 of @code{with}'ed child units or they are run-time units required by the
2524 language constructs used in a particular unit.
2525
2526 @item
2527 If a file being compiled instantiates a library level generic unit, the
2528 object file depends on both the spec and body files for this generic
2529 unit.
2530
2531 @item
2532 If a file being compiled instantiates a generic unit defined within a
2533 package, the object file depends on the body file for the package as
2534 well as the spec file.
2535
2536 @item
2537 @findex Inline
2538 @cindex @option{-gnatn} switch
2539 If a file being compiled contains a call to a subprogram for which
2540 pragma @code{Inline} applies and inlining is activated with the
2541 @option{-gnatn} switch, the object file depends on the file containing the
2542 body of this subprogram as well as on the file containing the spec. Note
2543 that for inlining to actually occur as a result of the use of this switch,
2544 it is necessary to compile in optimizing mode.
2545
2546 @cindex @option{-gnatN} switch
2547 The use of @option{-gnatN} activates a more extensive inlining optimization
2548 that is performed by the front end of the compiler. This inlining does
2549 not require that the code generation be optimized. Like @option{-gnatn},
2550 the use of this switch generates additional dependencies.
2551 Note that
2552 @option{-gnatN} automatically implies @option{-gnatn} so it is not necessary
2553 to specify both options.
2554
2555 @item
2556 If an object file O  depends on the proper body of a subunit through inlining
2557 or instantiation, it depends on the parent unit of the subunit. This means that
2558 any modification of the parent unit or one of its subunits affects the
2559 compilation of O.
2560
2561 @item
2562 The object file for a parent unit depends on all its subunit body files.
2563
2564 @item
2565 The previous two rules meant that for purposes of computing dependencies and
2566 recompilation, a body and all its subunits are treated as an indivisible whole.
2567
2568 @noindent
2569 These rules are applied transitively: if unit @code{A} @code{with}'s
2570 unit @code{B}, whose elaboration calls an inlined procedure in package
2571 @code{C}, the object file for unit @code{A} will depend on the body of
2572 @code{C}, in file @file{c.adb}.
2573
2574 The set of dependent files described by these rules includes all the
2575 files on which the unit is semantically dependent, as described in the
2576 Ada 95 Language Reference Manual. However, it is a superset of what the
2577 ARM describes, because it includes generic, inline, and subunit dependencies.
2578
2579 An object file must be recreated by recompiling the corresponding source
2580 file if any of the source files on which it depends are modified. For
2581 example, if the @code{make} utility is used to control compilation,
2582 the rule for an Ada object file must mention all the source files on
2583 which the object file depends, according to the above definition.
2584 The determination of the necessary
2585 recompilations is done automatically when one uses @code{gnatmake}.
2586 @end itemize
2587
2588 @node The Ada Library Information Files
2589 @section The Ada Library Information Files
2590 @cindex Ada Library Information files
2591 @cindex @file{ALI} files
2592
2593 @noindent
2594 Each compilation actually generates two output files. The first of these
2595 is the normal object file that has a @file{.o} extension. The second is a
2596 text file containing full dependency information. It has the same
2597 name as the source file, but an @file{.ali} extension.
2598 This file is known as the Ada Library Information (@file{ALI}) file.
2599 The following information is contained in the @file{ALI} file.
2600
2601 @itemize @bullet
2602 @item
2603 Version information (indicates which version of GNAT was used to compile
2604 the unit(s) in question)
2605
2606 @item
2607 Main program information (including priority and time slice settings,
2608 as well as the wide character encoding used during compilation).
2609
2610 @item
2611 List of arguments used in the @code{gcc} command for the compilation
2612
2613 @item
2614 Attributes of the unit, including configuration pragmas used, an indication
2615 of whether the compilation was successful, exception model used etc.
2616
2617 @item
2618 A list of relevant restrictions applying to the unit (used for consistency)
2619 checking.
2620
2621 @item
2622 Categorization information (e.g. use of pragma @code{Pure}).
2623
2624 @item
2625 Information on all @code{with}'ed units, including presence of
2626 @code{Elaborate} or @code{Elaborate_All} pragmas.
2627
2628 @item
2629 Information from any @code{Linker_Options} pragmas used in the unit
2630
2631 @item
2632 Information on the use of @code{Body_Version} or @code{Version}
2633 attributes in the unit.
2634
2635 @item
2636 Dependency information. This is a list of files, together with
2637 time stamp and checksum information. These are files on which
2638 the unit depends in the sense that recompilation is required
2639 if any of these units are modified.
2640
2641 @item
2642 Cross-reference data. Contains information on all entities referenced
2643 in the unit. Used by tools like @code{gnatxref} and @code{gnatfind} to
2644 provide cross-reference information.
2645
2646 @end itemize
2647
2648 @noindent
2649 For a full detailed description of the format of the @file{ALI} file,
2650 see the source of the body of unit @code{Lib.Writ}, contained in file
2651 @file{lib-writ.adb} in the GNAT compiler sources.
2652
2653 @node Binding an Ada Program
2654 @section Binding an Ada Program
2655
2656 @noindent
2657 When using languages such as C and C++, once the source files have been
2658 compiled the only remaining step in building an executable program
2659 is linking the object modules together. This means that it is possible to
2660 link an inconsistent version of a program, in which two units have
2661 included different versions of the same header.
2662
2663 The rules of Ada do not permit such an inconsistent program to be built.
2664 For example, if two clients have different versions of the same package,
2665 it is illegal to build a program containing these two clients.
2666 These rules are enforced by the GNAT binder, which also determines an
2667 elaboration order consistent with the Ada rules.
2668
2669 The GNAT binder is run after all the object files for a program have
2670 been created. It is given the name of the main program unit, and from
2671 this it determines the set of units required by the program, by reading the
2672 corresponding ALI files. It generates error messages if the program is
2673 inconsistent or if no valid order of elaboration exists.
2674
2675 If no errors are detected, the binder produces a main program, in Ada by
2676 default, that contains calls to the elaboration procedures of those
2677 compilation unit that require them, followed by
2678 a call to the main program. This Ada program is compiled to generate the
2679 object file for the main program. The name of
2680 the Ada file is @file{b~@var{xxx}.adb} (with the corresponding spec
2681 @file{b~@var{xxx}.ads}) where @var{xxx} is the name of the
2682 main program unit.
2683
2684 Finally, the linker is used to build the resulting executable program,
2685 using the object from the main program from the bind step as well as the
2686 object files for the Ada units of the program.
2687
2688 @node Mixed Language Programming
2689 @section Mixed Language Programming
2690 @cindex Mixed Language Programming
2691
2692 @noindent
2693 This section describes how to develop a mixed-language program,
2694 specifically one that comprises units in both Ada and C.
2695
2696 @menu
2697 * Interfacing to C::
2698 * Calling Conventions::
2699 @end menu
2700
2701 @node Interfacing to C
2702 @subsection Interfacing to C
2703 @noindent
2704 Interfacing Ada with a foreign language such as C involves using
2705 compiler directives to import and/or export entity definitions in each
2706 language---using @code{extern} statements in C, for instance, and the
2707 @code{Import}, @code{Export}, and @code{Convention} pragmas in Ada.  For
2708 a full treatment of these topics, read Appendix B, section 1 of the Ada
2709 95 Language Reference Manual.
2710
2711 There are two ways to build a program using GNAT that contains some Ada
2712 sources and some foreign language sources, depending on whether or not
2713 the main subprogram is written in Ada.  Here is a source example with
2714 the main subprogram in Ada:
2715
2716 @smallexample
2717 /* file1.c */
2718 #include <stdio.h>
2719
2720 void print_num (int num)
2721 @{
2722   printf ("num is %d.\n", num);
2723   return;
2724 @}
2725
2726 /* file2.c */
2727
2728 /* num_from_Ada is declared in my_main.adb */
2729 extern int num_from_Ada;
2730
2731 int get_num (void)
2732 @{
2733   return num_from_Ada;
2734 @}
2735 @end smallexample
2736
2737 @smallexample @c ada
2738 --  my_main.adb
2739 procedure My_Main is
2740
2741    --  Declare then export an Integer entity called num_from_Ada
2742    My_Num : Integer := 10;
2743    pragma Export (C, My_Num, "num_from_Ada");
2744
2745    --  Declare an Ada function spec for Get_Num, then use
2746    --  C function get_num for the implementation.
2747    function Get_Num return Integer;
2748    pragma Import (C, Get_Num, "get_num");
2749
2750    --  Declare an Ada procedure spec for Print_Num, then use
2751    --  C function print_num for the implementation.
2752    procedure Print_Num (Num : Integer);
2753    pragma Import (C, Print_Num, "print_num");
2754
2755 begin
2756    Print_Num (Get_Num);
2757 end My_Main;
2758 @end smallexample
2759
2760 @enumerate
2761 @item
2762 To build this example, first compile the foreign language files to
2763 generate object files:
2764 @smallexample
2765 gcc -c file1.c
2766 gcc -c file2.c
2767 @end smallexample
2768
2769 @item
2770 Then, compile the Ada units to produce a set of object files and ALI
2771 files:
2772 @smallexample
2773 gnatmake ^-c^/ACTIONS=COMPILE^ my_main.adb
2774 @end smallexample
2775
2776 @item
2777 Run the Ada binder on the Ada main program:
2778 @smallexample
2779 gnatbind my_main.ali
2780 @end smallexample
2781
2782 @item
2783 Link the Ada main program, the Ada objects and the other language
2784 objects:
2785 @smallexample
2786 gnatlink my_main.ali file1.o file2.o
2787 @end smallexample
2788 @end enumerate
2789
2790 The last three steps can be grouped in a single command:
2791 @smallexample
2792 gnatmake my_main.adb -largs file1.o file2.o
2793 @end smallexample
2794
2795 @cindex Binder output file
2796 @noindent
2797 If the main program is in a language other than Ada, then you may have
2798 more than one entry point into the Ada subsystem. You must use a special
2799 binder option to generate callable routines that initialize and
2800 finalize the Ada units (@pxref{Binding with Non-Ada Main Programs}).
2801 Calls to the initialization and finalization routines must be inserted
2802 in the main program, or some other appropriate point in the code. The
2803 call to initialize the Ada units must occur before the first Ada
2804 subprogram is called, and the call to finalize the Ada units must occur
2805 after the last Ada subprogram returns. The binder will place the
2806 initialization and finalization subprograms into the
2807 @file{b~@var{xxx}.adb} file where they can be accessed by your C
2808 sources.  To illustrate, we have the following example:
2809
2810 @smallexample
2811 /* main.c */
2812 extern void adainit (void);
2813 extern void adafinal (void);
2814 extern int add (int, int);
2815 extern int sub (int, int);
2816
2817 int main (int argc, char *argv[])
2818 @{
2819   int a = 21, b = 7;
2820
2821   adainit();
2822
2823   /* Should print "21 + 7 = 28" */
2824   printf ("%d + %d = %d\n", a, b, add (a, b));
2825   /* Should print "21 - 7 = 14" */
2826   printf ("%d - %d = %d\n", a, b, sub (a, b));
2827
2828   adafinal();
2829 @}
2830 @end smallexample
2831
2832 @smallexample @c ada
2833 --  unit1.ads
2834 package Unit1 is
2835    function Add (A, B : Integer) return Integer;
2836    pragma Export (C, Add, "add");
2837 end Unit1;
2838
2839 --  unit1.adb
2840 package body Unit1 is
2841    function Add (A, B : Integer) return Integer is
2842    begin
2843       return A + B;
2844    end Add;
2845 end Unit1;
2846
2847 --  unit2.ads
2848 package Unit2 is
2849    function Sub (A, B : Integer) return Integer;
2850    pragma Export (C, Sub, "sub");
2851 end Unit2;
2852
2853 --  unit2.adb
2854 package body Unit2 is
2855    function Sub (A, B : Integer) return Integer is
2856    begin
2857       return A - B;
2858    end Sub;
2859 end Unit2;
2860 @end smallexample
2861
2862 @enumerate
2863 @item
2864 The build procedure for this application is similar to the last
2865 example's.  First, compile the foreign language files to generate object
2866 files:
2867 @smallexample
2868 gcc -c main.c
2869 @end smallexample
2870
2871 @item
2872 Next, compile the Ada units to produce a set of object files and ALI
2873 files:
2874 @smallexample
2875 gnatmake ^-c^/ACTIONS=COMPILE^ unit1.adb
2876 gnatmake ^-c^/ACTIONS=COMPILE^ unit2.adb
2877 @end smallexample
2878
2879 @item
2880 Run the Ada binder on every generated ALI file.  Make sure to use the
2881 @option{-n} option to specify a foreign main program:
2882 @smallexample
2883 gnatbind ^-n^/NOMAIN^ unit1.ali unit2.ali
2884 @end smallexample
2885
2886 @item
2887 Link the Ada main program, the Ada objects and the foreign language
2888 objects. You need only list the last ALI file here:
2889 @smallexample
2890 gnatlink unit2.ali main.o -o exec_file
2891 @end smallexample
2892
2893 This procedure yields a binary executable called @file{exec_file}.
2894 @end enumerate
2895
2896 @node Calling Conventions
2897 @subsection Calling Conventions
2898 @cindex Foreign Languages
2899 @cindex Calling Conventions
2900 GNAT follows standard calling sequence conventions and will thus interface
2901 to any other language that also follows these conventions. The following
2902 Convention identifiers are recognized by GNAT:
2903
2904 @table @code
2905 @cindex Interfacing to Ada
2906 @cindex Other Ada compilers
2907 @cindex Convention Ada
2908 @item Ada
2909 This indicates that the standard Ada calling sequence will be
2910 used and all Ada data items may be passed without any limitations in the
2911 case where GNAT is used to generate both the caller and callee. It is also
2912 possible to mix GNAT generated code and code generated by another Ada
2913 compiler. In this case, the data types should be restricted to simple
2914 cases, including primitive types. Whether complex data types can be passed
2915 depends on the situation. Probably it is safe to pass simple arrays, such
2916 as arrays of integers or floats. Records may or may not work, depending
2917 on whether both compilers lay them out identically. Complex structures
2918 involving variant records, access parameters, tasks, or protected types,
2919 are unlikely to be able to be passed.
2920
2921 Note that in the case of GNAT running
2922 on a platform that supports DEC Ada 83, a higher degree of compatibility
2923 can be guaranteed, and in particular records are layed out in an identical
2924 manner in the two compilers. Note also that if output from two different
2925 compilers is mixed, the program is responsible for dealing with elaboration
2926 issues. Probably the safest approach is to write the main program in the
2927 version of Ada other than GNAT, so that it takes care of its own elaboration
2928 requirements, and then call the GNAT-generated adainit procedure to ensure
2929 elaboration of the GNAT components. Consult the documentation of the other
2930 Ada compiler for further details on elaboration.
2931
2932 However, it is not possible to mix the tasking run time of GNAT and
2933 DEC Ada 83, All the tasking operations must either be entirely within
2934 GNAT compiled sections of the program, or entirely within DEC Ada 83
2935 compiled sections of the program.
2936
2937 @cindex Interfacing to Assembly
2938 @cindex Convention Assembler
2939 @item Assembler
2940 Specifies assembler as the convention. In practice this has the
2941 same effect as convention Ada (but is not equivalent in the sense of being
2942 considered the same convention).
2943
2944 @cindex Convention Asm
2945 @findex Asm
2946 @item Asm
2947 Equivalent to Assembler.
2948
2949 @cindex Interfacing to COBOL
2950 @cindex Convention COBOL
2951 @findex COBOL
2952 @item COBOL
2953 Data will be passed according to the conventions described
2954 in section B.4 of the Ada 95 Reference Manual.
2955
2956 @findex C
2957 @cindex Interfacing to C
2958 @cindex Convention C
2959 @item C
2960 Data will be passed according to the conventions described
2961 in section B.3 of the Ada 95 Reference Manual.
2962
2963 @findex C varargs function
2964 @cindex Intefacing to C varargs function
2965 @cindex varargs function intefacs
2966 @item C varargs function
2967 In C, @code{varargs} allows a function to take a variable number of
2968 arguments. There is no direct equivalent in this to Ada. One
2969 approach that can be used is to create a C wrapper for each
2970 different profile and then interface to this C wrapper. For
2971 example, to print an @code{int} value using @code{printf},
2972 create a C function @code{printfi} that takes two arguments, a
2973 pointer to a string and an int, and calls @code{printf}.
2974 Then in the Ada program, use pragma @code{Import} to
2975 interface to printfi.
2976
2977 It may work on some platforms to directly interface to
2978 a @code{varargs} function by providing a specific Ada profile
2979 for a a particular call. However, this does not work on
2980 all platforms, since there is no guarantee that the
2981 calling sequence for a two argument normal C function
2982 is the same as for calling a @code{varargs} C function with
2983 the same two arguments.
2984
2985 @cindex Convention Default
2986 @findex Default
2987 @item Default
2988 Equivalent to C.
2989
2990 @cindex Convention External
2991 @findex External
2992 @item External
2993 Equivalent to C.
2994
2995 @findex C++
2996 @cindex Interfacing to C++
2997 @cindex Convention C++
2998 @item CPP
2999 This stands for C++. For most purposes this is identical to C.
3000 See the separate description of the specialized GNAT pragmas relating to
3001 C++ interfacing for further details.
3002
3003 @findex Fortran
3004 @cindex Interfacing to Fortran
3005 @cindex Convention Fortran
3006 @item Fortran
3007 Data will be passed according to the conventions described
3008 in section B.5 of the Ada 95 Reference Manual.
3009
3010 @item Intrinsic
3011 This applies to an intrinsic operation, as defined in the Ada 95
3012 Reference Manual. If a a pragma Import (Intrinsic) applies to a subprogram,
3013 this means that the body of the subprogram is provided by the compiler itself,
3014 usually by means of an efficient code sequence, and that the user does not
3015 supply an explicit body for it. In an application program, the pragma can
3016 only be applied to the following two sets of names, which the GNAT compiler
3017 recognizes.
3018
3019 @itemize @bullet
3020 @item
3021 Rotate_Left, Rotate_Right, Shift_Left, Shift_Right, Shift_Right_-
3022 Arithmetic.  The corresponding subprogram declaration must have
3023 two formal parameters. The
3024 first one must be a signed integer type or a modular type with a binary
3025 modulus, and the second parameter must be of type Natural.
3026 The return type must be the same as the type of the first argument. The size
3027 of this type can only be 8, 16, 32, or 64.
3028 @item binary arithmetic operators: ``+'', ``-'', ``*'', ``/''
3029 The corresponding operator declaration must have parameters and result type
3030 that have the same root numeric type (for example, all three are long_float
3031 types). This simplifies the definition of operations that use type checking
3032 to perform dimensional checks:
3033
3034 @smallexample @c ada
3035 type Distance is new Long_Float;
3036 type Time     is new Long_Float;
3037 type Velocity is new Long_Float;
3038 function "/" (D : Distance; T : Time)
3039   return Velocity;
3040 pragma Import (Intrinsic, "/");
3041 @end smallexample
3042
3043 @noindent
3044 This common idiom is often programmed with a generic definition and an
3045 explicit body. The pragma makes it simpler to introduce such declarations.
3046 It incurs no overhead in compilation time or code size, because it is
3047 implemented as a single machine instruction.
3048 @end itemize
3049 @noindent
3050
3051 @ifset unw
3052 @findex Stdcall
3053 @cindex Convention Stdcall
3054 @item Stdcall
3055 This is relevant only to NT/Win95 implementations of GNAT,
3056 and specifies that the Stdcall calling sequence will be used, as defined
3057 by the NT API.
3058
3059 @findex DLL
3060 @cindex Convention DLL
3061 @item DLL
3062 This is equivalent to Stdcall.
3063
3064 @findex Win32
3065 @cindex Convention Win32
3066 @item Win32
3067 This is equivalent to Stdcall.
3068 @end ifset
3069
3070 @findex Stubbed
3071 @cindex Convention Stubbed
3072 @item Stubbed
3073 This is a special convention that indicates that the compiler
3074 should provide a stub body that raises @code{Program_Error}.
3075 @end table
3076
3077 @noindent
3078 GNAT additionally provides a useful pragma @code{Convention_Identifier}
3079 that can be used to parametrize conventions and allow additional synonyms
3080 to be specified. For example if you have legacy code in which the convention
3081 identifier Fortran77 was used for Fortran, you can use the configuration
3082 pragma:
3083
3084 @smallexample @c ada
3085 pragma Convention_Identifier (Fortran77, Fortran);
3086 @end smallexample
3087
3088 @noindent
3089 And from now on the identifier Fortran77 may be used as a convention
3090 identifier (for example in an @code{Import} pragma) with the same
3091 meaning as Fortran.
3092
3093 @node Building Mixed Ada & C++ Programs
3094 @section Building Mixed Ada & C++ Programs
3095
3096 @noindent
3097 A programmer inexperienced with mixed-language development may find that
3098 building an application containing both Ada and C++ code can be a
3099 challenge. As a matter of fact, interfacing with C++ has not been
3100 standardized in the Ada 95 Reference Manual due to the immaturity of --
3101 and lack of standards for -- C++ at the time. This section gives a few
3102 hints that should make this task easier. The first section addresses
3103 the differences regarding interfacing with C. The second section
3104 looks into the delicate problem of linking the complete application from
3105 its Ada and C++ parts. The last section gives some hints on how the GNAT
3106 run time can be adapted in order to allow inter-language dispatching
3107 with a new C++ compiler.
3108
3109 @menu
3110 * Interfacing to C++::
3111 * Linking a Mixed C++ & Ada Program::
3112 * A Simple Example::
3113 * Adapting the Run Time to a New C++ Compiler::
3114 @end menu
3115
3116 @node Interfacing to C++
3117 @subsection Interfacing to C++
3118
3119 @noindent
3120 GNAT supports interfacing with C++ compilers generating code that is
3121 compatible with the standard Application Binary Interface of the given
3122 platform.
3123
3124 @noindent
3125 Interfacing can be done at 3 levels: simple data, subprograms, and
3126 classes. In the first two cases, GNAT offers a specific @var{Convention
3127 CPP} that behaves exactly like @var{Convention C}. Usually, C++ mangles
3128 the names of subprograms, and currently, GNAT does not provide any help
3129 to solve the demangling problem. This problem can be addressed in two
3130 ways:
3131 @itemize @bullet
3132 @item
3133 by modifying the C++ code in order to force a C convention using
3134 the @code{extern "C"} syntax.
3135
3136 @item
3137 by figuring out the mangled name and use it as the Link_Name argument of
3138 the pragma import.
3139 @end itemize
3140
3141 @noindent
3142 Interfacing at the class level can be achieved by using the GNAT specific
3143 pragmas such as @code{CPP_Class} and @code{CPP_Virtual}. See the GNAT
3144 Reference Manual for additional information.
3145
3146 @node Linking a Mixed C++ & Ada Program
3147 @subsection Linking a Mixed C++ & Ada Program
3148
3149 @noindent
3150 Usually the linker of the C++ development system must be used to link
3151 mixed applications because most C++ systems will resolve elaboration
3152 issues (such as calling constructors on global class instances)
3153 transparently during the link phase. GNAT has been adapted to ease the
3154 use of a foreign linker for the last phase. Three cases can be
3155 considered:
3156 @enumerate
3157
3158 @item
3159 Using GNAT and G++ (GNU C++ compiler) from the same GCC installation:
3160 The C++ linker can simply be called by using the C++ specific driver
3161 called @code{c++}. Note that this setup is not very common because it
3162 may involve recompiling the whole GCC tree from sources, which makes it
3163 harder to upgrade the compilation system for one language without
3164 destabilizing the other.
3165
3166 @smallexample
3167 $ c++ -c file1.C
3168 $ c++ -c file2.C
3169 $ gnatmake ada_unit -largs file1.o file2.o --LINK=c++
3170 @end smallexample
3171
3172 @item
3173 Using GNAT and G++ from two different GCC installations: If both
3174 compilers are on the PATH, the previous method may be used. It is
3175 important to note that environment variables such as C_INCLUDE_PATH,
3176 GCC_EXEC_PREFIX, BINUTILS_ROOT, and GCC_ROOT will affect both compilers
3177 at the same time and may make one of the two compilers operate
3178 improperly if set during invocation of the wrong compiler.  It is also
3179 very important that the linker uses the proper @file{libgcc.a} GCC
3180 library -- that is, the one from the C++ compiler installation. The
3181 implicit link command as suggested in the gnatmake command from the
3182 former example can be replaced by an explicit link command with the
3183 full-verbosity option in order to verify which library is used:
3184 @smallexample
3185 $ gnatbind ada_unit
3186 $ gnatlink -v -v ada_unit file1.o file2.o --LINK=c++
3187 @end smallexample
3188 If there is a problem due to interfering environment variables, it can
3189 be worked around by using an intermediate script. The following example
3190 shows the proper script to use when GNAT has not been installed at its
3191 default location and g++ has been installed at its default location:
3192
3193 @smallexample
3194 $ cat ./my_script
3195 #!/bin/sh
3196 unset BINUTILS_ROOT
3197 unset GCC_ROOT
3198 c++ $*
3199 $ gnatlink -v -v ada_unit file1.o file2.o --LINK=./my_script
3200 @end smallexample
3201
3202 @item
3203 Using a non-GNU C++ compiler: The commands previously described can be
3204 used to insure that the C++ linker is used. Nonetheless, you need to add
3205 the path to libgcc explicitly, since some libraries needed by GNAT are
3206 located in this directory:
3207
3208 @smallexample
3209 $ cat ./my_script
3210 #!/bin/sh
3211 CC $* `gcc -print-libgcc-file-name`
3212 $ gnatlink ada_unit file1.o file2.o --LINK=./my_script
3213 @end smallexample
3214
3215 Where CC is the name of the non-GNU C++ compiler.
3216
3217 @end enumerate
3218
3219 @node A Simple Example
3220 @subsection  A Simple Example
3221 @noindent
3222 The following example, provided as part of the GNAT examples, shows how
3223 to achieve procedural interfacing between Ada and C++ in both
3224 directions. The C++ class A has two methods. The first method is exported
3225 to Ada by the means of an extern C wrapper function. The second method
3226 calls an Ada subprogram. On the Ada side, The C++ calls are modelled by
3227 a limited record with a layout comparable to the C++ class. The Ada
3228 subprogram, in turn, calls the C++ method. So, starting from the C++
3229 main program, the process passes back and forth between the two
3230 languages.
3231
3232 @noindent
3233 Here are the compilation commands:
3234 @smallexample
3235 $ gnatmake -c simple_cpp_interface
3236 $ c++ -c cpp_main.C
3237 $ c++ -c ex7.C
3238 $ gnatbind -n simple_cpp_interface
3239 $ gnatlink simple_cpp_interface -o cpp_main --LINK=$(CPLUSPLUS)
3240       -lstdc++ ex7.o cpp_main.o
3241 @end smallexample
3242
3243 @noindent
3244 Here are the corresponding sources:
3245 @smallexample
3246
3247 //cpp_main.C
3248
3249 #include "ex7.h"
3250
3251 extern "C" @{
3252   void adainit (void);
3253   void adafinal (void);
3254   void method1 (A *t);
3255 @}
3256
3257 void method1 (A *t)
3258 @{
3259   t->method1 ();
3260 @}
3261
3262 int main ()
3263 @{
3264   A obj;
3265   adainit ();
3266   obj.method2 (3030);
3267   adafinal ();
3268 @}
3269
3270 //ex7.h
3271
3272 class Origin @{
3273  public:
3274   int o_value;
3275 @};
3276 class A : public Origin @{
3277  public:
3278   void method1 (void);
3279   virtual void method2 (int v);
3280   A();
3281   int   a_value;
3282 @};
3283
3284 //ex7.C
3285
3286 #include "ex7.h"
3287 #include <stdio.h>
3288
3289 extern "C" @{ void ada_method2 (A *t, int v);@}
3290
3291 void A::method1 (void)
3292 @{
3293   a_value = 2020;
3294   printf ("in A::method1, a_value = %d \n",a_value);
3295
3296 @}
3297
3298 void A::method2 (int v)
3299 @{
3300    ada_method2 (this, v);
3301    printf ("in A::method2, a_value = %d \n",a_value);
3302
3303 @}
3304
3305 A::A(void)
3306 @{
3307    a_value = 1010;
3308   printf ("in A::A, a_value = %d \n",a_value);
3309 @}
3310
3311 -- Ada sources
3312 @b{package} @b{body} Simple_Cpp_Interface @b{is}
3313
3314    @b{procedure} Ada_Method2 (This : @b{in} @b{out} A; V : Integer) @b{is}
3315    @b{begin}
3316       Method1 (This);
3317       This.A_Value := V;
3318    @b{end} Ada_Method2;
3319
3320 @b{end} Simple_Cpp_Interface;
3321
3322 @b{package} Simple_Cpp_Interface @b{is}
3323    @b{type} A @b{is} @b{limited}
3324       @b{record}
3325          O_Value : Integer;
3326          A_Value : Integer;
3327       @b{end} @b{record};
3328    @b{pragma} Convention (C, A);
3329
3330    @b{procedure} Method1 (This : @b{in} @b{out} A);
3331    @b{pragma} Import (C, Method1);
3332
3333    @b{procedure} Ada_Method2 (This : @b{in} @b{out} A; V : Integer);
3334    @b{pragma} Export (C, Ada_Method2);
3335
3336 @b{end} Simple_Cpp_Interface;
3337 @end smallexample
3338
3339 @node Adapting the Run Time to a New C++ Compiler
3340 @subsection Adapting the Run Time to a New C++ Compiler
3341 @noindent
3342 GNAT offers the capability to derive Ada 95 tagged types directly from
3343 preexisting C++ classes and . See ``Interfacing with C++'' in the
3344 @cite{GNAT Reference Manual}. The mechanism used by GNAT for achieving
3345 such a goal
3346 has been made user configurable through a GNAT library unit
3347 @code{Interfaces.CPP}. The default version of this file is adapted to
3348 the GNU C++ compiler. Internal knowledge of the virtual
3349 table layout used by the new C++ compiler is needed to configure
3350 properly this unit. The Interface of this unit is known by the compiler
3351 and cannot be changed except for the value of the constants defining the
3352 characteristics of the virtual table: CPP_DT_Prologue_Size, CPP_DT_Entry_Size,
3353 CPP_TSD_Prologue_Size, CPP_TSD_Entry_Size. Read comments in the source
3354 of this unit for more details.
3355
3356 @node Comparison between GNAT and C/C++ Compilation Models
3357 @section Comparison between GNAT and C/C++ Compilation Models
3358
3359 @noindent
3360 The GNAT model of compilation is close to the C and C++ models. You can
3361 think of Ada specs as corresponding to header files in C. As in C, you
3362 don't need to compile specs; they are compiled when they are used. The
3363 Ada @code{with} is similar in effect to the @code{#include} of a C
3364 header.
3365
3366 One notable difference is that, in Ada, you may compile specs separately
3367 to check them for semantic and syntactic accuracy. This is not always
3368 possible with C headers because they are fragments of programs that have
3369 less specific syntactic or semantic rules.
3370
3371 The other major difference is the requirement for running the binder,
3372 which performs two important functions. First, it checks for
3373 consistency. In C or C++, the only defense against assembling
3374 inconsistent programs lies outside the compiler, in a makefile, for
3375 example. The binder satisfies the Ada requirement that it be impossible
3376 to construct an inconsistent program when the compiler is used in normal
3377 mode.
3378
3379 @cindex Elaboration order control
3380 The other important function of the binder is to deal with elaboration
3381 issues. There are also elaboration issues in C++ that are handled
3382 automatically. This automatic handling has the advantage of being
3383 simpler to use, but the C++ programmer has no control over elaboration.
3384 Where @code{gnatbind} might complain there was no valid order of
3385 elaboration, a C++ compiler would simply construct a program that
3386 malfunctioned at run time.
3387
3388 @node Comparison between GNAT and Conventional Ada Library Models
3389 @section Comparison between GNAT and Conventional Ada Library Models
3390
3391 @noindent
3392 This section is intended to be useful to Ada programmers who have
3393 previously used an Ada compiler implementing the traditional Ada library
3394 model, as described in the Ada 95 Language Reference Manual. If you
3395 have not used such a system, please go on to the next section.
3396
3397 @cindex GNAT library
3398 In GNAT, there is no @dfn{library} in the normal sense. Instead, the set of
3399 source files themselves acts as the library. Compiling Ada programs does
3400 not generate any centralized information, but rather an object file and
3401 a ALI file, which are of interest only to the binder and linker.
3402 In a traditional system, the compiler reads information not only from
3403 the source file being compiled, but also from the centralized library.
3404 This means that the effect of a compilation depends on what has been
3405 previously compiled. In particular:
3406
3407 @itemize @bullet
3408 @item
3409 When a unit is @code{with}'ed, the unit seen by the compiler corresponds
3410 to the version of the unit most recently compiled into the library.
3411
3412 @item
3413 Inlining is effective only if the necessary body has already been
3414 compiled into the library.
3415
3416 @item
3417 Compiling a unit may obsolete other units in the library.
3418 @end itemize
3419
3420 @noindent
3421 In GNAT, compiling one unit never affects the compilation of any other
3422 units because the compiler reads only source files. Only changes to source
3423 files can affect the results of a compilation. In particular:
3424
3425 @itemize @bullet
3426 @item
3427 When a unit is @code{with}'ed, the unit seen by the compiler corresponds
3428 to the source version of the unit that is currently accessible to the
3429 compiler.
3430
3431 @item
3432 @cindex Inlining
3433 Inlining requires the appropriate source files for the package or
3434 subprogram bodies to be available to the compiler. Inlining is always
3435 effective, independent of the order in which units are complied.
3436
3437 @item
3438 Compiling a unit never affects any other compilations. The editing of
3439 sources may cause previous compilations to be out of date if they
3440 depended on the source file being modified.
3441 @end itemize
3442
3443 @noindent
3444 The most important result of these differences is that order of compilation
3445 is never significant in GNAT. There is no situation in which one is
3446 required to do one compilation before another. What shows up as order of
3447 compilation requirements in the traditional Ada library becomes, in
3448 GNAT, simple source dependencies; in other words, there is only a set
3449 of rules saying what source files must be present when a file is
3450 compiled.
3451
3452 @ifset vms
3453 @node Placement of temporary files
3454 @section Placement of temporary files
3455 @cindex Temporary files (user control over placement)
3456
3457 @noindent
3458 GNAT creates temporary files in the directory designated by the environment
3459 variable @env{TMPDIR}.
3460 (See the HP @emph{C RTL Reference Manual} on the function @code{getenv()}
3461 for detailed information on how environment variables are resolved.
3462 For most users the easiest way to make use of this feature is to simply
3463 define @env{TMPDIR} as a job level logical name).
3464 For example, if you wish to use a Ramdisk (assuming DECRAM is installed)
3465 for compiler temporary files, then you can include something like the
3466 following command in your @file{LOGIN.COM} file:
3467
3468 @smallexample
3469 $ define/job TMPDIR "/disk$scratchram/000000/temp/"
3470 @end smallexample
3471
3472 @noindent
3473 If @env{TMPDIR} is not defined, then GNAT uses the directory designated by
3474 @env{TMP}; if @env{TMP} is not defined, then GNAT uses the directory
3475 designated by @env{TEMP}.
3476 If none of these environment variables are defined then GNAT uses the
3477 directory designated by the logical name @code{SYS$SCRATCH:}
3478 (by default the user's home directory). If all else fails
3479 GNAT uses the current directory for temporary files.
3480 @end ifset
3481
3482
3483 @c *************************
3484 @node Compiling Using gcc
3485 @chapter Compiling Using @code{gcc}
3486
3487 @noindent
3488 This chapter discusses how to compile Ada programs using the @code{gcc}
3489 command. It also describes the set of switches
3490 that can be used to control the behavior of the compiler.
3491 @menu
3492 * Compiling Programs::
3493 * Switches for gcc::
3494 * Search Paths and the Run-Time Library (RTL)::
3495 * Order of Compilation Issues::
3496 * Examples::
3497 @end menu
3498
3499 @node Compiling Programs
3500 @section Compiling Programs
3501
3502 @noindent
3503 The first step in creating an executable program is to compile the units
3504 of the program using the @code{gcc} command. You must compile the
3505 following files:
3506
3507 @itemize @bullet
3508 @item
3509 the body file (@file{.adb}) for a library level subprogram or generic
3510 subprogram
3511
3512 @item
3513 the spec file (@file{.ads}) for a library level package or generic
3514 package that has no body
3515
3516 @item
3517 the body file (@file{.adb}) for a library level package
3518 or generic package that has a body
3519
3520 @end itemize
3521
3522 @noindent
3523 You need @emph{not} compile the following files
3524
3525 @itemize @bullet
3526
3527 @item
3528 the spec of a library unit which has a body
3529
3530 @item
3531 subunits
3532 @end itemize
3533
3534 @noindent
3535 because they are compiled as part of compiling related units. GNAT
3536 package specs
3537 when the corresponding body is compiled, and subunits when the parent is
3538 compiled.
3539
3540 @cindex cannot generate code
3541 If you attempt to compile any of these files, you will get one of the
3542 following error messages (where fff is the name of the file you compiled):
3543
3544 @smallexample
3545 cannot generate code for file @var{fff} (package spec)
3546 to check package spec, use -gnatc
3547
3548 cannot generate code for file @var{fff} (missing subunits)
3549 to check parent unit, use -gnatc
3550
3551 cannot generate code for file @var{fff} (subprogram spec)
3552 to check subprogram spec, use -gnatc
3553
3554 cannot generate code for file @var{fff} (subunit)
3555 to check subunit, use -gnatc
3556 @end smallexample
3557
3558 @noindent
3559 As indicated by the above error messages, if you want to submit
3560 one of these files to the compiler to check for correct semantics
3561 without generating code, then use the @option{-gnatc} switch.
3562
3563 The basic command for compiling a file containing an Ada unit is
3564
3565 @smallexample
3566 $ gcc -c [@var{switches}] @file{file name}
3567 @end smallexample
3568
3569 @noindent
3570 where @var{file name} is the name of the Ada file (usually
3571 having an extension
3572 @file{.ads} for a spec or @file{.adb} for a body).
3573 @ifclear vms
3574 You specify the
3575 @option{-c} switch to tell @code{gcc} to compile, but not link, the file.
3576 @end ifclear
3577 The result of a successful compilation is an object file, which has the
3578 same name as the source file but an extension of @file{.o} and an Ada
3579 Library Information (ALI) file, which also has the same name as the
3580 source file, but with @file{.ali} as the extension. GNAT creates these
3581 two output files in the current directory, but you may specify a source
3582 file in any directory using an absolute or relative path specification
3583 containing the directory information.
3584
3585 @findex gnat1
3586 @code{gcc} is actually a driver program that looks at the extensions of
3587 the file arguments and loads the appropriate compiler. For example, the
3588 GNU C compiler is @file{cc1}, and the Ada compiler is @file{gnat1}.
3589 These programs are in directories known to the driver program (in some
3590 configurations via environment variables you set), but need not be in
3591 your path. The @code{gcc} driver also calls the assembler and any other
3592 utilities needed to complete the generation of the required object
3593 files.
3594
3595 It is possible to supply several file names on the same @code{gcc}
3596 command. This causes @code{gcc} to call the appropriate compiler for
3597 each file. For example, the following command lists three separate
3598 files to be compiled:
3599
3600 @smallexample
3601 $ gcc -c x.adb y.adb z.c
3602 @end smallexample
3603
3604 @noindent
3605 calls @code{gnat1} (the Ada compiler) twice to compile @file{x.adb} and
3606 @file{y.adb}, and @code{cc1} (the C compiler) once to compile @file{z.c}.
3607 The compiler generates three object files @file{x.o}, @file{y.o} and
3608 @file{z.o} and the two ALI files @file{x.ali} and @file{y.ali} from the
3609 Ada compilations. Any switches apply to all the files ^listed,^listed.^
3610 @ifclear vms
3611 except for
3612 @option{-gnat@var{x}} switches, which apply only to Ada compilations.
3613 @end ifclear
3614
3615 @node Switches for gcc
3616 @section Switches for @code{gcc}
3617
3618 @noindent
3619 The @code{gcc} command accepts switches that control the
3620 compilation process. These switches are fully described in this section.
3621 First we briefly list all the switches, in alphabetical order, then we
3622 describe the switches in more detail in functionally grouped sections.
3623
3624 @menu
3625 * Output and Error Message Control::
3626 * Warning Message Control::
3627 * Debugging and Assertion Control::
3628 * Run-Time Checks::
3629 * Stack Overflow Checking::
3630 * Validity Checking::
3631 * Style Checking::
3632 * Using gcc for Syntax Checking::
3633 * Using gcc for Semantic Checking::
3634 * Compiling Ada 83 Programs::
3635 * Character Set Control::
3636 * File Naming Control::
3637 * Subprogram Inlining Control::
3638 * Auxiliary Output Control::
3639 * Debugging Control::
3640 * Exception Handling Control::
3641 * Units to Sources Mapping Files::
3642 * Integrated Preprocessing::
3643 @ifset vms
3644 * Return Codes::
3645 @end ifset
3646 @end menu
3647
3648 @table @option
3649 @c !sort!
3650 @ifclear vms
3651 @cindex @option{-b} (@code{gcc})
3652 @item -b @var{target}
3653 Compile your program to run on @var{target}, which is the name of a
3654 system configuration. You must have a GNAT cross-compiler built if
3655 @var{target} is not the same as your host system.
3656
3657 @item -B@var{dir}
3658 @cindex @option{-B} (@code{gcc})
3659 Load compiler executables (for example, @code{gnat1}, the Ada compiler)
3660 from @var{dir} instead of the default location. Only use this switch
3661 when multiple versions of the GNAT compiler are available. See the
3662 @code{gcc} manual page for further details. You would normally use the
3663 @option{-b} or @option{-V} switch instead.
3664
3665 @item -c
3666 @cindex @option{-c} (@code{gcc})
3667 Compile. Always use this switch when compiling Ada programs.
3668
3669 Note: for some other languages when using @code{gcc}, notably in
3670 the case of C and C++, it is possible to use
3671 use @code{gcc} without a @option{-c} switch to
3672 compile and link in one step. In the case of GNAT, you
3673 cannot use this approach, because the binder must be run
3674 and @code{gcc} cannot be used to run the GNAT binder.
3675 @end ifclear
3676
3677 @item -fno-inline
3678 @cindex @option{-fno-inline} (@code{gcc})
3679 Suppresses all back-end inlining, even if other optimization or inlining
3680 switches are set.
3681 This includes suppression of inlining that results
3682 from the use of the pragma @code{Inline_Always}.
3683 See also @option{-gnatn} and @option{-gnatN}.
3684
3685 @item -fno-strict-aliasing
3686 @cindex @option{-fno-strict-aliasing} (@code{gcc})
3687 Causes the compiler to avoid assumptions regarding non-aliasing
3688 of objects of different types. See section
3689 @pxref{Optimization and Strict Aliasing} for details.
3690
3691 @item -fstack-check
3692 @cindex @option{-fstack-check} (@code{gcc})
3693 Activates stack checking.
3694 See @ref{Stack Overflow Checking} for details of the use of this option.
3695
3696 @item ^-g^/DEBUG^
3697 @cindex @option{^-g^/DEBUG^} (@code{gcc})
3698 Generate debugging information. This information is stored in the object
3699 file and copied from there to the final executable file by the linker,
3700 where it can be read by the debugger. You must use the
3701 @option{^-g^/DEBUG^} switch if you plan on using the debugger.
3702
3703 @item -gnat83
3704 @cindex @option{-gnat83} (@code{gcc})
3705 Enforce Ada 83 restrictions.
3706
3707 @item -gnata
3708 @cindex @option{-gnata} (@code{gcc})
3709 Assertions enabled. @code{Pragma Assert} and @code{pragma Debug} to be
3710 activated.
3711
3712 @item -gnatA
3713 @cindex @option{-gnatA} (@code{gcc})
3714 Avoid processing @file{gnat.adc}. If a gnat.adc file is present,
3715 it will be ignored.
3716
3717 @item -gnatb
3718 @cindex @option{-gnatb} (@code{gcc})
3719 Generate brief messages to @file{stderr} even if verbose mode set.
3720
3721 @item -gnatc
3722 @cindex @option{-gnatc} (@code{gcc})
3723 Check syntax and semantics only (no code generation attempted).
3724
3725 @item -gnatd
3726 @cindex @option{-gnatd} (@code{gcc})
3727 Specify debug options for the compiler. The string of characters after
3728 the @option{-gnatd} specify the specific debug options. The possible
3729 characters are 0-9, a-z, A-Z, optionally preceded by a dot. See
3730 compiler source file @file{debug.adb} for details of the implemented
3731 debug options. Certain debug options are relevant to applications
3732 programmers, and these are documented at appropriate points in this
3733 users guide.
3734
3735 @item -gnatD
3736 @cindex @option{-gnatD} (@code{gcc})
3737 Create expanded source files for source level debugging. This switch
3738 also suppress generation of cross-reference information
3739 (see @option{-gnatx}).
3740
3741 @item -gnatec=@var{path}
3742 @cindex @option{-gnatec} (@code{gcc})
3743 Specify a configuration pragma file
3744 @ifclear vms
3745 (the equal sign is optional)
3746 @end ifclear
3747 (see @ref{The Configuration Pragmas Files}).
3748
3749 @item ^-gnateD^/DATA_PREPROCESSING=^symbol[=value]
3750 @cindex @option{-gnateD} (@code{gcc})
3751 Defines a symbol, associated with value, for preprocessing.
3752 (see @ref{Integrated Preprocessing})
3753
3754 @item -gnatef
3755 @cindex @option{-gnatef} (@code{gcc})
3756 Display full source path name in brief error messages.
3757
3758 @item -gnatem=@var{path}
3759 @cindex @option{-gnatem} (@code{gcc})
3760 Specify a mapping file
3761 @ifclear vms
3762 (the equal sign is optional)
3763 @end ifclear
3764 (see @ref{Units to Sources Mapping Files}).
3765
3766 @item -gnatep=@var{file}
3767 @cindex @option{-gnatep} (@code{gcc})
3768 Specify a preprocessing data file
3769 @ifclear vms
3770 (the equal sign is optional)
3771 @end ifclear
3772 (see @ref{Integrated Preprocessing}).
3773
3774 @item -gnatE
3775 @cindex @option{-gnatE} (@code{gcc})
3776 Full dynamic elaboration checks.
3777
3778 @item -gnatf
3779 @cindex @option{-gnatf} (@code{gcc})
3780 Full errors. Multiple errors per line, all undefined references, do not
3781 attempt to suppress cascaded errors.
3782
3783 @item -gnatF
3784 @cindex @option{-gnatF} (@code{gcc})
3785 Externals names are folded to all uppercase.
3786
3787 @item -gnatg
3788 @cindex @option{-gnatg} (@code{gcc})
3789 Internal GNAT implementation mode. This should not be used for
3790 applications programs, it is intended only for use by the compiler
3791 and its run-time library. For documentation, see the GNAT sources.
3792 Note that @option{-gnatg} implies @option{-gnatwu} so that warnings
3793 are generated on unreferenced entities, and all warnings are treated
3794 as errors.
3795
3796 @item -gnatG
3797 @cindex @option{-gnatG} (@code{gcc})
3798 List generated expanded code in source form.
3799
3800 @item ^-gnath^/HELP^
3801 @cindex @option{^-gnath^/HELP^} (@code{gcc})
3802 Output usage information. The output is written to @file{stdout}.
3803
3804 @item ^-gnati^/IDENTIFIER_CHARACTER_SET=^@var{c}
3805 @cindex @option{^-gnati^/IDENTIFIER_CHARACTER_SET^} (@code{gcc})
3806 Identifier character set
3807 @ifclear vms
3808 (@var{c}=1/2/3/4/8/9/p/f/n/w).
3809 @end ifclear
3810 @ifset vms
3811 For details of the possible selections for @var{c},
3812 see @xref{Character Set Control}.
3813 @end ifset
3814
3815 @item -gnatk=@var{n}
3816 @cindex @option{-gnatk} (@code{gcc})
3817 Limit file names to @var{n} (1-999) characters ^(@code{k} = krunch)^^.
3818
3819 @item -gnatl
3820 @cindex @option{-gnatl} (@code{gcc})
3821 Output full source listing with embedded error messages.
3822
3823 @item -gnatL
3824 @cindex @option{-gnatL} (@code{gcc})
3825 Use the longjmp/setjmp method for exception handling
3826
3827 @item -gnatm=@var{n}
3828 @cindex @option{-gnatm} (@code{gcc})
3829 Limit number of detected error or warning messages to @var{n}
3830 where @var{n} is in the range 1..999_999. The default setting if
3831 no switch is given is 9999. Compilation is terminated if this
3832 limit is exceeded.
3833
3834 @item -gnatn
3835 @cindex @option{-gnatn} (@code{gcc})
3836 Activate inlining for subprograms for which
3837 pragma @code{inline} is specified. This inlining is performed
3838 by the GCC back-end.
3839
3840 @item -gnatN
3841 @cindex @option{-gnatN} (@code{gcc})
3842 Activate front end inlining for subprograms for which
3843 pragma @code{Inline} is specified. This inlining is performed
3844 by the front end and will be visible in the
3845 @option{-gnatG} output.
3846 In some cases, this has proved more effective than the back end
3847 inlining resulting from the use of
3848 @option{-gnatn}.
3849 Note that
3850 @option{-gnatN} automatically implies
3851 @option{-gnatn} so it is not necessary
3852 to specify both options. There are a few cases that the back-end inlining
3853 catches that cannot be dealt with in the front-end.
3854
3855 @item -gnato
3856 @cindex @option{-gnato} (@code{gcc})
3857 Enable numeric overflow checking (which is not normally enabled by
3858 default). Not that division by zero is a separate check that is not
3859 controlled by this switch (division by zero checking is on by default).
3860
3861 @item -gnatp
3862 @cindex @option{-gnatp} (@code{gcc})
3863 Suppress all checks.
3864
3865 @item -gnatP
3866 @cindex @option{-gnatP} (@code{gcc})
3867 Enable polling. This is required on some systems (notably Windows NT) to
3868 obtain asynchronous abort and asynchronous transfer of control capability.
3869 See the description of pragma Polling in the GNAT Reference Manual for
3870 full details.
3871
3872 @item -gnatq
3873 @cindex @option{-gnatq} (@code{gcc})
3874 Don't quit; try semantics, even if parse errors.
3875
3876 @item -gnatQ
3877 @cindex @option{-gnatQ} (@code{gcc})
3878 Don't quit; generate @file{ALI} and tree files even if illegalities.
3879
3880 @item ^-gnatR[0/1/2/3[s]]^/REPRESENTATION_INFO^
3881 @cindex @option{-gnatR} (@code{gcc})
3882 Output representation information for declared types and objects.
3883
3884 @item -gnats
3885 @cindex @option{-gnats} (@code{gcc})
3886 Syntax check only.
3887
3888 @item -gnatS
3889 @cindex @option{-gnatS} (@code{gcc})
3890 Print package Standard.
3891
3892 @item -gnatt
3893 @cindex @option{-gnatt} (@code{gcc})
3894 Generate tree output file.
3895
3896 @item ^-gnatT^/TABLE_MULTIPLIER=^@var{nnn}
3897 @cindex @option{^-gnatT^/TABLE_MULTIPLIER^} (@code{gcc})
3898 All compiler tables start at @var{nnn} times usual starting size.
3899
3900 @item -gnatu
3901 @cindex @option{-gnatu} (@code{gcc})
3902 List units for this compilation.
3903
3904 @item -gnatU
3905 @cindex @option{-gnatU} (@code{gcc})
3906 Tag all error messages with the unique string ``error:''
3907
3908 @item -gnatv
3909 @cindex @option{-gnatv} (@code{gcc})
3910 Verbose mode. Full error output with source lines to @file{stdout}.
3911
3912 @item -gnatV
3913 @cindex @option{-gnatV} (@code{gcc})
3914 Control level of validity checking. See separate section describing
3915 this feature.
3916
3917 @item ^-gnatw@var{xxx}^/WARNINGS=(@var{option}[,...])^
3918 @cindex @option{^-gnatw^/WARNINGS^} (@code{gcc})
3919 Warning mode where
3920 ^@var{xxx} is a string of option letters that^the list of options^ denotes
3921 the exact warnings that
3922 are enabled or disabled. (see @ref{Warning Message Control})
3923
3924 @item ^-gnatW^/WIDE_CHARACTER_ENCODING=^@var{e}
3925 @cindex @option{^-gnatW^/WIDE_CHARACTER_ENCODING^} (@code{gcc})
3926 Wide character encoding method
3927 @ifclear vms
3928 (@var{e}=n/h/u/s/e/8).
3929 @end ifclear
3930 @ifset vms
3931 (@var{e}=@code{BRACKETS, NONE, HEX, UPPER, SHIFT_JIS, EUC, UTF8})
3932 @end ifset
3933
3934 @item -gnatx
3935 @cindex @option{-gnatx} (@code{gcc})
3936 Suppress generation of cross-reference information.
3937
3938 @item ^-gnaty^/STYLE_CHECKS=(option,option..)^
3939 @cindex @option{^-gnaty^/STYLE_CHECKS^} (@code{gcc})
3940 Enable built-in style checks. (see @ref{Style Checking})
3941
3942 @item ^-gnatz^/DISTRIBUTION_STUBS=^@var{m}
3943 @cindex @option{^-gnatz^/DISTRIBUTION_STUBS^} (@code{gcc})
3944 Distribution stub generation and compilation
3945 @ifclear vms
3946 (@var{m}=r/c for receiver/caller stubs).
3947 @end ifclear
3948 @ifset vms
3949 (@var{m}=@code{RECEIVER} or @code{CALLER} to specify the type of stubs
3950 to be generated and compiled).
3951 @end ifset
3952
3953 @item -gnatZ
3954 Use the zero cost method for exception handling
3955
3956 @item ^-I^/SEARCH=^@var{dir}
3957 @cindex @option{^-I^/SEARCH^} (@code{gcc})
3958 @cindex RTL
3959 Direct GNAT to search the @var{dir} directory for source files needed by
3960 the current compilation
3961 (@pxref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}).
3962
3963 @item ^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^
3964 @cindex @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^} (@code{gcc})
3965 @cindex RTL
3966 Except for the source file named in the command line, do not look for source
3967 files in the directory containing the source file named in the command line
3968 (@pxref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}).
3969
3970 @ifclear vms
3971 @item -mbig-switch
3972 @cindex @option{-mbig-switch} (@command{gcc})
3973 @cindex @code{case} statement (effect of @option{-mbig-switch} option)
3974 This standard gcc switch causes the compiler to use larger offsets in its
3975 jump table representation for @code{case} statements.
3976 This may result in less efficient code, but is sometimes necessary
3977 (for example on HP-UX targets)
3978 @cindex HP-UX and @option{-mbig-switch} option
3979 in order to compile large and/or nested @code{case} statements.
3980
3981 @item -o @var{file}
3982 @cindex @option{-o} (@code{gcc})
3983 This switch is used in @code{gcc} to redirect the generated object file
3984 and its associated ALI file. Beware of this switch with GNAT, because it may
3985 cause the object file and ALI file to have different names which in turn
3986 may confuse the binder and the linker.
3987 @end ifclear
3988
3989 @item -nostdinc
3990 @cindex @option{-nostdinc} (@command{gcc})
3991 Inhibit the search of the default location for the GNAT Run Time
3992 Library (RTL) source files.
3993
3994 @item -nostdlib
3995 @cindex @option{-nostdlib} (@command{gcc})
3996 Inhibit the search of the default location for the GNAT Run Time
3997 Library (RTL) ALI files.
3998
3999 @ifclear vms
4000 @item -O[@var{n}]
4001 @cindex @option{-O} (@code{gcc})
4002 @var{n} controls the optimization level.
4003
4004 @table @asis
4005 @item n = 0
4006 No optimization, the default setting if no @option{-O} appears
4007
4008 @item n = 1
4009 Normal optimization, the default if you specify @option{-O} without
4010 an operand.
4011
4012 @item n = 2
4013 Extensive optimization
4014
4015 @item n = 3
4016 Extensive optimization with automatic inlining of subprograms not
4017 specified by pragma @code{Inline}. This applies only to
4018 inlining within a unit. For details on control of inlining
4019 see @xref{Subprogram Inlining Control}.
4020 @end table
4021 @end ifclear
4022
4023 @ifset vms
4024 @item  /NOOPTIMIZE
4025 @cindex @option{/NOOPTIMIZE} (@code{GNAT COMPILE})
4026 Equivalent to @option{/OPTIMIZE=NONE}.
4027 This is the default behavior in the absence of an @option{/OPTMIZE}
4028 qualifier.
4029
4030 @item /OPTIMIZE[=(keyword[,...])]
4031 @cindex @option{/OPTIMIZE} (@code{GNAT COMPILE})
4032 Selects the level of optimization for your program. The supported
4033 keywords are as follows:
4034 @table @code
4035 @item   ALL
4036 Perform most optimizations, including those that
4037 are expensive.
4038 This is the default if the @option{/OPTMIZE} qualifier is supplied
4039 without keyword options.
4040
4041 @item   NONE
4042 Do not do any optimizations. Same as @code{/NOOPTIMIZE}.
4043
4044 @item SOME
4045 Perform some optimizations, but omit ones that are costly.
4046
4047 @item   DEVELOPMENT
4048 Same as @code{SOME}.
4049
4050 @item   INLINING
4051 Full optimization, and also attempt automatic inlining of small
4052 subprograms within a unit even when pragma @code{Inline}
4053 is not specified (@pxref{Inlining of Subprograms}).
4054
4055 @item   UNROLL_LOOPS
4056 Try to unroll loops. This keyword may be specified together with
4057 any keyword above other than @code{NONE}. Loop unrolling
4058 usually, but not always, improves the performance of programs.
4059 @end table
4060 @end ifset
4061
4062 @ifclear vms
4063 @item -pass-exit-codes
4064 @cindex @option{-pass-exit-codes} (@code{gcc})
4065 Catch exit codes from the compiler and use the most meaningful as
4066 exit status.
4067 @end ifclear
4068
4069 @item --RTS=@var{rts-path}
4070 @cindex @option{--RTS} (@code{gcc})
4071 Specifies the default location of the runtime library. Same meaning as the
4072 equivalent @code{gnatmake} flag (see @ref{Switches for gnatmake}).
4073
4074 @item ^-S^/ASM^
4075 @cindex @option{^-S^/ASM^} (@code{gcc})
4076 ^Used in place of @option{-c} to^Used to^
4077 cause the assembler source file to be
4078 generated, using @file{^.s^.S^} as the extension,
4079 instead of the object file.
4080 This may be useful if you need to examine the generated assembly code.
4081
4082 @item ^-v^/VERBOSE^
4083 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@code{gcc})
4084 Show commands generated by the @code{gcc} driver. Normally used only for
4085 debugging purposes or if you need to be sure what version of the
4086 compiler you are executing.
4087
4088 @ifclear vms
4089 @item -V @var{ver}
4090 @cindex @option{-V} (@code{gcc})
4091 Execute @var{ver} version of the compiler. This is the @code{gcc}
4092 version, not the GNAT version.
4093 @end ifclear
4094
4095 @end table
4096
4097 @ifclear vms
4098 You may combine a sequence of GNAT switches into a single switch. For
4099 example, the combined switch
4100
4101 @cindex Combining GNAT switches
4102 @smallexample
4103 -gnatofi3
4104 @end smallexample
4105
4106 @noindent
4107 is equivalent to specifying the following sequence of switches:
4108
4109 @smallexample
4110 -gnato -gnatf -gnati3
4111 @end smallexample
4112 @end ifclear
4113
4114
4115 @c NEED TO CHECK THIS FOR VMS
4116
4117 @noindent
4118 The following restrictions apply to the combination of switches
4119 in this manner:
4120
4121 @itemize @bullet
4122 @item
4123 The switch @option{-gnatc} if combined with other switches must come
4124 first in the string.
4125
4126 @item
4127 The switch @option{-gnats} if combined with other switches must come
4128 first in the string.
4129
4130 @item
4131 The switches
4132 @option{^-gnatz^/DISTRIBUTION_STUBS^}, @option{-gnatzc}, and @option{-gnatzr}
4133 may not be combined with any other switches.
4134
4135 @ifclear vms
4136 @item
4137 Once a ``y'' appears in the string (that is a use of the @option{-gnaty}
4138 switch), then all further characters in the switch are interpreted
4139 as style modifiers (see description of @option{-gnaty}).
4140
4141 @item
4142 Once a ``d'' appears in the string (that is a use of the @option{-gnatd}
4143 switch), then all further characters in the switch are interpreted
4144 as debug flags (see description of @option{-gnatd}).
4145
4146 @item
4147 Once a ``w'' appears in the string (that is a use of the @option{-gnatw}
4148 switch), then all further characters in the switch are interpreted
4149 as warning mode modifiers (see description of @option{-gnatw}).
4150
4151 @item
4152 Once a ``V'' appears in the string (that is a use of the @option{-gnatV}
4153 switch), then all further characters in the switch are interpreted
4154 as validity checking options (see description of @option{-gnatV}).
4155 @end ifclear
4156 @end itemize
4157
4158
4159 @node Output and Error Message Control
4160 @subsection Output and Error Message Control
4161 @findex stderr
4162
4163 @noindent
4164 The standard default format for error messages is called ``brief format''.
4165 Brief format messages are written to @file{stderr} (the standard error
4166 file) and have the following form:
4167
4168 @smallexample
4169 e.adb:3:04: Incorrect spelling of keyword "function"
4170 e.adb:4:20: ";" should be "is"
4171 @end smallexample
4172
4173 @noindent
4174 The first integer after the file name is the line number in the file,
4175 and the second integer is the column number within the line.
4176 @code{glide} can parse the error messages
4177 and point to the referenced character.
4178 The following switches provide control over the error message
4179 format:
4180
4181 @table @option
4182 @c !sort!
4183 @item -gnatv
4184 @cindex @option{-gnatv} (@code{gcc})
4185 @findex stdout
4186 @ifclear vms
4187 The v stands for verbose.
4188 @end ifclear
4189 The effect of this setting is to write long-format error
4190 messages to @file{stdout} (the standard output file.
4191 The same program compiled with the
4192 @option{-gnatv} switch would generate:
4193
4194 @smallexample
4195 @cartouche
4196 3. funcion X (Q : Integer)
4197    |
4198 >>> Incorrect spelling of keyword "function"
4199 4. return Integer;
4200                  |
4201 >>> ";" should be "is"
4202 @end cartouche
4203 @end smallexample
4204
4205 @noindent
4206 The vertical bar indicates the location of the error, and the @samp{>>>}
4207 prefix can be used to search for error messages. When this switch is
4208 used the only source lines output are those with errors.
4209
4210 @item -gnatl
4211 @cindex @option{-gnatl} (@code{gcc})
4212 @ifclear vms
4213 The @code{l} stands for list.
4214 @end ifclear
4215 This switch causes a full listing of
4216 the file to be generated. The output might look as follows:
4217
4218 @smallexample
4219 @cartouche
4220  1. procedure E is
4221  2.    V : Integer;
4222  3.    funcion X (Q : Integer)
4223        |
4224     >>> Incorrect spelling of keyword "function"
4225  4.     return Integer;
4226                       |
4227     >>> ";" should be "is"
4228  5.    begin
4229  6.       return Q + Q;
4230  7.    end;
4231  8. begin
4232  9.    V := X + X;
4233 10.end E;
4234 @end cartouche
4235 @end smallexample
4236
4237 @noindent
4238 @findex stderr
4239 When you specify the @option{-gnatv} or @option{-gnatl} switches and
4240 standard output is redirected, a brief summary is written to
4241 @file{stderr} (standard error) giving the number of error messages and
4242 warning messages generated.
4243
4244 @item -gnatU
4245 @cindex @option{-gnatU} (@code{gcc})
4246 This switch forces all error messages to be preceded by the unique
4247 string ``error:''. This means that error messages take a few more
4248 characters in space, but allows easy searching for and identification
4249 of error messages.
4250
4251 @item -gnatb
4252 @cindex @option{-gnatb} (@code{gcc})
4253 @ifclear vms
4254 The @code{b} stands for brief.
4255 @end ifclear
4256 This switch causes GNAT to generate the
4257 brief format error messages to @file{stderr} (the standard error
4258 file) as well as the verbose
4259 format message or full listing (which as usual is written to
4260 @file{stdout} (the standard output file).
4261
4262 @item -gnatm^^=^@var{n}
4263 @cindex @option{-gnatm} (@code{gcc})
4264 @ifclear vms
4265 The @code{m} stands for maximum.
4266 @end ifclear
4267 @var{n} is a decimal integer in the
4268 range of 1 to 999 and limits the number of error messages to be
4269 generated. For example, using @option{-gnatm2} might yield
4270
4271 @smallexample
4272 e.adb:3:04: Incorrect spelling of keyword "function"
4273 e.adb:5:35: missing ".."
4274 fatal error: maximum errors reached
4275 compilation abandoned
4276 @end smallexample
4277
4278 @item -gnatf
4279 @cindex @option{-gnatf} (@code{gcc})
4280 @cindex Error messages, suppressing
4281 @ifclear vms
4282 The @code{f} stands for full.
4283 @end ifclear
4284 Normally, the compiler suppresses error messages that are likely to be
4285 redundant. This switch causes all error
4286 messages to be generated. In particular, in the case of
4287 references to undefined variables. If a given variable is referenced
4288 several times, the normal format of messages is
4289 @smallexample
4290 e.adb:7:07: "V" is undefined (more references follow)
4291 @end smallexample
4292
4293 @noindent
4294 where the parenthetical comment warns that there are additional
4295 references to the variable @code{V}. Compiling the same program with the
4296 @option{-gnatf} switch yields
4297
4298 @smallexample
4299 e.adb:7:07: "V" is undefined
4300 e.adb:8:07: "V" is undefined
4301 e.adb:8:12: "V" is undefined
4302 e.adb:8:16: "V" is undefined
4303 e.adb:9:07: "V" is undefined
4304 e.adb:9:12: "V" is undefined
4305 @end smallexample
4306
4307 @noindent
4308 The @option{-gnatf} switch also generates additional information for
4309 some error messages.  Some examples are:
4310
4311 @itemize @bullet
4312 @item
4313 Full details on entities not available in high integrity mode
4314 @item
4315 Details on possibly non-portable unchecked conversion
4316 @item
4317 List possible interpretations for ambiguous calls
4318 @item
4319 Additional details on incorrect parameters
4320 @end itemize
4321
4322
4323 @item -gnatq
4324 @cindex @option{-gnatq} (@code{gcc})
4325 @ifclear vms
4326 The @code{q} stands for quit (really ``don't quit'').
4327 @end ifclear
4328 In normal operation mode, the compiler first parses the program and
4329 determines if there are any syntax errors. If there are, appropriate
4330 error messages are generated and compilation is immediately terminated.
4331 This switch tells
4332 GNAT to continue with semantic analysis even if syntax errors have been
4333 found. This may enable the detection of more errors in a single run. On
4334 the other hand, the semantic analyzer is more likely to encounter some
4335 internal fatal error when given a syntactically invalid tree.
4336
4337 @item -gnatQ
4338 @cindex @option{-gnatQ} (@code{gcc})
4339 In normal operation mode, the @file{ALI} file is not generated if any
4340 illegalities are detected in the program. The use of @option{-gnatQ} forces
4341 generation of the @file{ALI} file. This file is marked as being in
4342 error, so it cannot be used for binding purposes, but it does contain
4343 reasonably complete cross-reference information, and thus may be useful
4344 for use by tools (e.g. semantic browsing tools or integrated development
4345 environments) that are driven from the @file{ALI} file. This switch
4346 implies @option{-gnatq}, since the semantic phase must be run to get a
4347 meaningful ALI file.
4348
4349 In addition, if @option{-gnatt} is also specified, then the tree file is
4350 generated even if there are illegalities. It may be useful in this case
4351 to also specify @option{-gnatq} to ensure that full semantic processing
4352 occurs. The resulting tree file can be processed by ASIS, for the purpose
4353 of providing partial information about illegal units, but if the error
4354 causes the tree to be badly malformed, then ASIS may crash during the
4355 analysis.
4356
4357 When @option{-gnatQ} is used and the generated @file{ALI} file is marked as
4358 being in error, @code{gnatmake} will attempt to recompile the source when it
4359 finds such an @file{ALI} file, including with switch @option{-gnatc}.
4360
4361 Note that @option{-gnatQ} has no effect if @option{-gnats} is specified,
4362 since ALI files are never generated if @option{-gnats} is set.
4363
4364 @end table
4365
4366
4367 @node Warning Message Control
4368 @subsection Warning Message Control
4369 @cindex Warning messages
4370 @noindent
4371 In addition to error messages, which correspond to illegalities as defined
4372 in the Ada 95 Reference Manual, the compiler detects two kinds of warning
4373 situations.
4374
4375 First, the compiler considers some constructs suspicious and generates a
4376 warning message to alert you to a possible error. Second, if the
4377 compiler detects a situation that is sure to raise an exception at
4378 run time, it generates a warning message. The following shows an example
4379 of warning messages:
4380 @smallexample
4381 e.adb:4:24: warning: creation of object may raise Storage_Error
4382 e.adb:10:17: warning: static value out of range
4383 e.adb:10:17: warning: "Constraint_Error" will be raised at run time
4384 @end smallexample
4385
4386 @noindent
4387 GNAT considers a large number of situations as appropriate
4388 for the generation of warning messages. As always, warnings are not
4389 definite indications of errors. For example, if you do an out-of-range
4390 assignment with the deliberate intention of raising a
4391 @code{Constraint_Error} exception, then the warning that may be
4392 issued does not indicate an error. Some of the situations for which GNAT
4393 issues warnings (at least some of the time) are given in the following
4394 list. This list is not complete, and new warnings are often added to
4395 subsequent versions of GNAT. The list is intended to give a general idea
4396 of the kinds of warnings that are generated.
4397
4398 @itemize @bullet
4399 @item
4400 Possible infinitely recursive calls
4401
4402 @item
4403 Out-of-range values being assigned
4404
4405 @item
4406 Possible order of elaboration problems
4407
4408 @item
4409 Unreachable code
4410
4411 @item
4412 Fixed-point type declarations with a null range
4413
4414 @item
4415 Variables that are never assigned a value
4416
4417 @item
4418 Variables that are referenced before being initialized
4419
4420 @item
4421 Task entries with no corresponding @code{accept} statement
4422
4423 @item
4424 Duplicate accepts for the same task entry in a @code{select}
4425
4426 @item
4427 Objects that take too much storage
4428
4429 @item
4430 Unchecked conversion between types of differing sizes
4431
4432 @item
4433 Missing @code{return} statement along some execution path in a function
4434
4435 @item
4436 Incorrect (unrecognized) pragmas
4437
4438 @item
4439 Incorrect external names
4440
4441 @item
4442 Allocation from empty storage pool
4443
4444 @item
4445 Potentially blocking operation in protected type
4446
4447 @item
4448 Suspicious parenthesization of expressions
4449
4450 @item
4451 Mismatching bounds in an aggregate
4452
4453 @item
4454 Attempt to return local value by reference
4455
4456
4457 @item
4458 Premature instantiation of a generic body
4459
4460 @item
4461 Attempt to pack aliased components
4462
4463 @item
4464 Out of bounds array subscripts
4465
4466 @item
4467 Wrong length on string assignment
4468
4469 @item
4470 Violations of style rules if style checking is enabled
4471
4472 @item
4473 Unused @code{with} clauses
4474
4475 @item
4476 @code{Bit_Order} usage that does not have any effect
4477
4478 @item
4479 @code{Standard.Duration} used to resolve universal fixed expression
4480
4481 @item
4482 Dereference of possibly null value
4483
4484 @item
4485 Declaration that is likely to cause storage error
4486
4487 @item
4488 Internal GNAT unit @code{with}'ed by application unit
4489
4490 @item
4491 Values known to be out of range at compile time
4492
4493 @item
4494 Unreferenced labels and variables
4495
4496 @item
4497 Address overlays that could clobber memory
4498
4499 @item
4500 Unexpected initialization when address clause present
4501
4502 @item
4503 Bad alignment for address clause
4504
4505 @item
4506 Useless type conversions
4507
4508 @item
4509 Redundant assignment statements and other redundant constructs
4510
4511 @item
4512 Useless exception handlers
4513
4514 @item
4515 Accidental hiding of name by child unit
4516
4517
4518 @item
4519 Access before elaboration detected at compile time
4520
4521 @item
4522 A range in a @code{for} loop that is known to be null or might be null
4523
4524 @end itemize
4525
4526 @noindent
4527 The following switches are available to control the handling of
4528 warning messages:
4529
4530 @table @option
4531 @c !sort!
4532 @item -gnatwa
4533 @emph{Activate all optional errors.}
4534 @cindex @option{-gnatwa} (@code{gcc})
4535 This switch activates most optional warning messages, see remaining list
4536 in this section for details on optional warning messages that can be
4537 individually controlled.  The warnings that are not turned on by this
4538 switch are
4539 @option{-gnatwd} (implicit dereferencing),
4540 @option{-gnatwh} (hiding),
4541 and @option{-gnatwl} (elaboration warnings).
4542 All other optional warnings are turned on.
4543
4544 @item -gnatwA
4545 @emph{Suppress all optional errors.}
4546 @cindex @option{-gnatwA} (@code{gcc})
4547 This switch suppresses all optional warning messages, see remaining list
4548 in this section for details on optional warning messages that can be
4549 individually controlled.
4550
4551 @item -gnatwc
4552 @emph{Activate warnings on conditionals.}
4553 @cindex @option{-gnatwc} (@code{gcc})
4554 @cindex Conditionals, constant
4555 This switch activates warnings for conditional expressions used in
4556 tests that are known to be True or False at compile time. The default
4557 is that such warnings are not generated.
4558 Note that this warning does
4559 not get issued for the use of boolean variables or constants whose
4560 values are known at compile time, since this is a standard technique
4561 for conditional compilation in Ada, and this would generate too many
4562 ``false positive'' warnings.
4563 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
4564
4565 @item -gnatwC
4566 @emph{Suppress warnings on conditionals.}
4567 @cindex @option{-gnatwC} (@code{gcc})
4568 This switch suppresses warnings for conditional expressions used in
4569 tests that are known to be True or False at compile time.
4570
4571 @item -gnatwd
4572 @emph{Activate warnings on implicit dereferencing.}
4573 @cindex @option{-gnatwd} (@code{gcc})
4574 If this switch is set, then the use of a prefix of an access type
4575 in an indexed component, slice, or selected component without an
4576 explicit @code{.all} will generate a warning. With this warning
4577 enabled, access checks occur only at points where an explicit
4578 @code{.all} appears in the source code (assuming no warnings are
4579 generated as a result of this switch). The default is that such
4580 warnings are not generated.
4581 Note that @option{-gnatwa} does not affect the setting of
4582 this warning option.
4583
4584 @item -gnatwD
4585 @emph{Suppress warnings on implicit dereferencing.}
4586 @cindex @option{-gnatwD} (@code{gcc})
4587 @cindex Implicit dereferencing
4588 @cindex Dereferencing, implicit
4589 This switch suppresses warnings for implicit dereferences in
4590 indexed components, slices, and selected components.
4591
4592 @item -gnatwe
4593 @emph{Treat warnings as errors.}
4594 @cindex @option{-gnatwe} (@code{gcc})
4595 @cindex Warnings, treat as error
4596 This switch causes warning messages to be treated as errors.
4597 The warning string still appears, but the warning messages are counted
4598 as errors, and prevent the generation of an object file.
4599
4600 @item -gnatwf
4601 @emph{Activate warnings on unreferenced formals.}
4602 @cindex @option{-gnatwf} (@code{gcc})
4603 @cindex Formals, unreferenced
4604 This switch causes a warning to be generated if a formal parameter
4605 is not referenced in the body of the subprogram. This warning can
4606 also be turned on using @option{-gnatwa} or @option{-gnatwu}.
4607
4608 @item -gnatwF
4609 @emph{Suppress warnings on unreferenced formals.}
4610 @cindex @option{-gnatwF} (@code{gcc})
4611 This switch suppresses warnings for unreferenced formal
4612 parameters. Note that the
4613 combination @option{-gnatwu} followed by @option{-gnatwF} has the
4614 effect of warning on unreferenced entities other than subprogram
4615 formals.
4616
4617 @item -gnatwg
4618 @emph{Activate warnings on unrecognized pragmas.}
4619 @cindex @option{-gnatwg} (@code{gcc})
4620 @cindex Pragmas, unrecognized
4621 This switch causes a warning to be generated if an unrecognized
4622 pragma is encountered. Apart from issuing this warning, the
4623 pragma is ignored and has no effect. This warning can
4624 also be turned on using @option{-gnatwa}. The default
4625 is that such warnings are issued (satisfying the Ada Reference
4626 Manual requirement that such warnings appear).
4627
4628 @item -gnatwG
4629 @emph{Suppress warnings on unrecognized pragmas.}
4630 @cindex @option{-gnatwG} (@code{gcc})
4631 This switch suppresses warnings for unrecognized pragmas.
4632
4633 @item -gnatwh
4634 @emph{Activate warnings on hiding.}
4635 @cindex @option{-gnatwh} (@code{gcc})
4636 @cindex Hiding of Declarations
4637 This switch activates warnings on hiding declarations.
4638 A declaration is considered hiding
4639 if it is for a non-overloadable entity, and it declares an entity with the
4640 same name as some other entity that is directly or use-visible. The default
4641 is that such warnings are not generated.
4642 Note that @option{-gnatwa} does not affect the setting of this warning option.
4643
4644 @item -gnatwH
4645 @emph{Suppress warnings on hiding.}
4646 @cindex @option{-gnatwH} (@code{gcc})
4647 This switch suppresses warnings on hiding declarations.
4648
4649 @item -gnatwi
4650 @emph{Activate warnings on implementation units.}
4651 @cindex @option{-gnatwi} (@code{gcc})
4652 This switch activates warnings for a @code{with} of an internal GNAT
4653 implementation unit, defined as any unit from the @code{Ada},
4654 @code{Interfaces}, @code{GNAT},
4655 ^^@code{DEC},^ or @code{System}
4656 hierarchies that is not
4657 documented in either the Ada Reference Manual or the GNAT
4658 Programmer's Reference Manual. Such units are intended only
4659 for internal implementation purposes and should not be @code{with}'ed
4660 by user programs. The default is that such warnings are generated
4661 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
4662
4663 @item -gnatwI
4664 @emph{Disable warnings on implementation units.}
4665 @cindex @option{-gnatwI} (@code{gcc})
4666 This switch disables warnings for a @code{with} of an internal GNAT
4667 implementation unit.
4668
4669 @item -gnatwj
4670 @emph{Activate warnings on obsolescent features (Annex J).}
4671 @cindex @option{-gnatwj} (@code{gcc})
4672 @cindex Features, obsolescent
4673 @cindex Obsolescent features
4674 If this warning option is activated, then warnings are generated for
4675 calls to subprograms marked with @code{pragma Obsolescent} and
4676 for use of features in Annex J of the Ada Reference Manual. In the
4677 case of Annex J, not all features are flagged. In particular use
4678 of the renamed packages (like @code{Text_IO}) and use of package
4679 @code{ASCII} are not flagged, since these are very common and
4680 would generate many annoying positive warnings. The default is that
4681 such warnings are not generated.
4682
4683 @item -gnatwJ
4684 @emph{Suppress warnings on obsolescent features (Annex J).}
4685 @cindex @option{-gnatwJ} (@code{gcc})
4686 This switch disables warnings on use of obsolescent features.
4687
4688 @item -gnatwk
4689 @emph{Activate warnings on variables that could be constants.}
4690 @cindex @option{-gnatwk} (@code{gcc})
4691 This switch activates warnings for variables that are initialized but
4692 never modified, and then could be declared constants.
4693
4694 @item -gnatwK
4695 @emph{Suppress warnings on variables that could be constants.}
4696 @cindex @option{-gnatwK} (@code{gcc})
4697 This switch disables warnings on variables that could be declared constants.
4698
4699 @item -gnatwl
4700 @emph{Activate warnings for missing elaboration pragmas.}
4701 @cindex @option{-gnatwl} (@code{gcc})
4702 @cindex Elaboration, warnings
4703 This switch activates warnings on missing
4704 @code{pragma Elaborate_All} statements.
4705 See the section in this guide on elaboration checking for details on
4706 when such pragma should be used. Warnings are also generated if you
4707 are using the static mode of elaboration, and a @code{pragma Elaborate}
4708 is encountered. The default is that such warnings
4709 are not generated.
4710 This warning is not automatically turned on by the use of @option{-gnatwa}.
4711
4712 @item -gnatwL
4713 @emph{Suppress warnings for missing elaboration pragmas.}
4714 @cindex @option{-gnatwL} (@code{gcc})
4715 This switch suppresses warnings on missing pragma Elaborate_All statements.
4716 See the section in this guide on elaboration checking for details on
4717 when such pragma should be used.
4718
4719 @item -gnatwm
4720 @emph{Activate warnings on modified but unreferenced variables.}
4721 @cindex @option{-gnatwm} (@code{gcc})
4722 This switch activates warnings for variables that are assigned (using
4723 an initialization value or with one or more assignment statements) but
4724 whose value is never read. The warning is suppressed for volatile
4725 variables and also for variables that are renamings of other variables
4726 or for which an address clause is given.
4727 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
4728
4729 @item -gnatwM
4730 @emph{Disable warnings on modified but unreferenced variables.}
4731 @cindex @option{-gnatwM} (@code{gcc})
4732 This switch disables warnings for variables that are assigned or
4733 initialized, but never read.
4734
4735 @item -gnatwn
4736 @emph{Set normal warnings mode.}
4737 @cindex @option{-gnatwn} (@code{gcc})
4738 This switch sets normal warning mode, in which enabled warnings are
4739 issued and treated as warnings rather than errors. This is the default
4740 mode. the switch @option{-gnatwn} can be used to cancel the effect of
4741 an explicit @option{-gnatws} or
4742 @option{-gnatwe}. It also cancels the effect of the
4743 implicit @option{-gnatwe} that is activated by the
4744 use of @option{-gnatg}.
4745
4746 @item -gnatwo
4747 @emph{Activate warnings on address clause overlays.}
4748 @cindex @option{-gnatwo} (@code{gcc})
4749 @cindex Address Clauses, warnings
4750 This switch activates warnings for possibly unintended initialization
4751 effects of defining address clauses that cause one variable to overlap
4752 another. The default is that such warnings are generated.
4753 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
4754
4755 @item -gnatwO
4756 @emph{Suppress warnings on address clause overlays.}
4757 @cindex @option{-gnatwO} (@code{gcc})
4758 This switch suppresses warnings on possibly unintended initialization
4759 effects of defining address clauses that cause one variable to overlap
4760 another.
4761
4762 @item -gnatwp
4763 @emph{Activate warnings on ineffective pragma Inlines.}
4764 @cindex @option{-gnatwp} (@code{gcc})
4765 @cindex Inlining, warnings
4766 This switch activates warnings for failure of front end inlining
4767 (activated by @option{-gnatN}) to inline a particular call. There are
4768 many reasons for not being able to inline a call, including most
4769 commonly that the call is too complex to inline.
4770 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
4771
4772 @item -gnatwP
4773 @emph{Suppress warnings on ineffective pragma Inlines.}
4774 @cindex @option{-gnatwP} (@code{gcc})
4775 This switch suppresses warnings on ineffective pragma Inlines. If the
4776 inlining mechanism cannot inline a call, it will simply ignore the
4777 request silently.
4778
4779 @item -gnatwr
4780 @emph{Activate warnings on redundant constructs.}
4781 @cindex @option{-gnatwr} (@code{gcc})
4782 This switch activates warnings for redundant constructs. The following
4783 is the current list of constructs regarded as redundant:
4784 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
4785
4786 @itemize @bullet
4787 @item
4788 Assignment of an item to itself.
4789 @item
4790 Type conversion that converts an expression to its own type.
4791 @item
4792 Use of the attribute @code{Base} where @code{typ'Base} is the same
4793 as @code{typ}.
4794 @item
4795 Use of pragma @code{Pack} when all components are placed by a record
4796 representation clause.
4797 @item
4798 Exception handler containing only a reraise statement (raise with no
4799 operand) which has no effect.
4800 @item
4801 Use of the operator abs on an operand that is known at compile time
4802 to be non-negative
4803 @item
4804 Use of an unnecessary extra level of parentheses (C-style) around conditions
4805 in @code{if} statements, @code{while} statements and @code{exit} statements.
4806 @item
4807 Comparison of boolean expressions to an explicit True value.
4808 @end itemize
4809
4810 @item -gnatwR
4811 @emph{Suppress warnings on redundant constructs.}
4812 @cindex @option{-gnatwR} (@code{gcc})
4813 This switch suppresses warnings for redundant constructs.
4814
4815 @item -gnatws
4816 @emph{Suppress all warnings.}
4817 @cindex @option{-gnatws} (@code{gcc})
4818 This switch completely suppresses the
4819 output of all warning messages from the GNAT front end.
4820 Note that it does not suppress warnings from the @code{gcc} back end.
4821 To suppress these back end warnings as well, use the switch @option{-w}
4822 in addition to @option{-gnatws}.
4823
4824 @item -gnatwu
4825 @emph{Activate warnings on unused entities.}
4826 @cindex @option{-gnatwu} (@code{gcc})
4827 This switch activates warnings to be generated for entities that
4828 are declared but not referenced, and for units that are @code{with}'ed
4829 and not
4830 referenced. In the case of packages, a warning is also generated if
4831 no entities in the package are referenced. This means that if the package
4832 is referenced but the only references are in @code{use}
4833 clauses or @code{renames}
4834 declarations, a warning is still generated. A warning is also generated
4835 for a generic package that is @code{with}'ed but never instantiated.
4836 In the case where a package or subprogram body is compiled, and there
4837 is a @code{with} on the corresponding spec
4838 that is only referenced in the body,
4839 a warning is also generated, noting that the
4840 @code{with} can be moved to the body. The default is that
4841 such warnings are not generated.
4842 This switch also activates warnings on unreferenced formals
4843 (it is includes the effect of @option{-gnatwf}).
4844 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
4845
4846 @item -gnatwU
4847 @emph{Suppress warnings on unused entities.}
4848 @cindex @option{-gnatwU} (@code{gcc})
4849 This switch suppresses warnings for unused entities and packages.
4850 It also turns off warnings on unreferenced formals (and thus includes
4851 the effect of @option{-gnatwF}).
4852
4853 @item -gnatwv
4854 @emph{Activate warnings on unassigned variables.}
4855 @cindex @option{-gnatwv} (@code{gcc})
4856 @cindex Unassigned variable warnings
4857 This switch activates warnings for access to variables which
4858 may not be properly initialized. The default is that
4859 such warnings are generated.
4860
4861 @item -gnatwV
4862 @emph{Suppress warnings on unassigned variables.}
4863 @cindex @option{-gnatwV} (@code{gcc})
4864 This switch suppresses warnings for access to variables which
4865 may not be properly initialized.
4866
4867 @item -gnatwx
4868 @emph{Activate warnings on Export/Import pragmas.}
4869 @cindex @option{-gnatwx} (@code{gcc})
4870 @cindex Export/Import pragma warnings
4871 This switch activates warnings on Export/Import pragmas when
4872 the compiler detects a possible conflict between the Ada and
4873 foreign language calling sequences. For example, the use of
4874 default parameters in a convention C procedure is dubious
4875 because the C compiler cannot supply the proper default, so
4876 a warning is issued. The default is that such warnings are
4877 generated.
4878
4879 @item -gnatwX
4880 @emph{Suppress warnings on Export/Import pragmas.}
4881 @cindex @option{-gnatwX} (@code{gcc})
4882 This switch suppresses warnings on Export/Import pragmas.
4883 The sense of this is that you are telling the compiler that
4884 you know what you are doing in writing the pragma, and it
4885 should not complain at you.
4886
4887 @item -gnatwz
4888 @emph{Activate warnings on unchecked conversions.}
4889 @cindex @option{-gnatwz} (@code{gcc})
4890 @cindex Unchecked_Conversion warnings
4891 This switch activates warnings for unchecked conversions
4892 where the types are known at compile time to have different
4893 sizes. The default
4894 is that such warnings are generated.
4895
4896 @item -gnatwZ
4897 @emph{Suppress warnings on unchecked conversions.}
4898 @cindex @option{-gnatwZ} (@code{gcc})
4899 This switch suppresses warnings for unchecked conversions
4900 where the types are known at compile time to have different
4901 sizes.
4902
4903 @item ^-Wuninitialized^WARNINGS=UNINITIALIZED^
4904 @cindex @option{-Wuninitialized}
4905 The warnings controlled by the @option{-gnatw} switch are generated by the
4906 front end of the compiler. In some cases, the @option{^gcc^GCC^} back end
4907 can provide additional warnings. One such useful warning is provided by
4908 @option{^-Wuninitialized^WARNINGS=UNINITIALIZED^}. This must be used in
4909 conjunction with tunrning on optimization mode. This causes the flow
4910 analysis circuits of the back end optimizer to output additional
4911 warnings about uninitialized variables.
4912
4913 @item ^-w^/NO_BACK_END_WARNINGS^
4914 @cindex @option{-w}
4915 This switch suppresses warnings from the @option{^gcc^GCC^} back end. It may
4916 be used in conjunction with @option{-gnatws} to ensure that all warnings
4917 are suppressed during the entire compilation process.
4918
4919 @end table
4920
4921 @noindent
4922 @ifclear vms
4923 A string of warning parameters can be used in the same parameter. For example:
4924
4925 @smallexample
4926 -gnatwaLe
4927 @end smallexample
4928
4929 @noindent
4930 will turn on all optional warnings except for elaboration pragma warnings,
4931 and also specify that warnings should be treated as errors.
4932 @end ifclear
4933 When no switch @option{^-gnatw^/WARNINGS^} is used, this is equivalent to:
4934
4935 @table @option
4936 @c !sort!
4937 @item -gnatwC
4938 @item -gnatwD
4939 @item -gnatwF
4940 @item -gnatwg
4941 @item -gnatwH
4942 @item -gnatwi
4943 @item -gnatwJ
4944 @item -gnatwK
4945 @item -gnatwL
4946 @item -gnatwM
4947 @item -gnatwn
4948 @item -gnatwo
4949 @item -gnatwP
4950 @item -gnatwR
4951 @item -gnatwU
4952 @item -gnatwv
4953 @item -gnatwz
4954 @item -gnatwx
4955
4956 @end table
4957
4958
4959 @node Debugging and Assertion Control
4960 @subsection Debugging and Assertion Control
4961
4962 @table @option
4963 @item -gnata
4964 @cindex @option{-gnata} (@code{gcc})
4965 @findex Assert
4966 @findex Debug
4967 @cindex Assertions
4968
4969 @noindent
4970 The pragmas @code{Assert} and @code{Debug} normally have no effect and
4971 are ignored. This switch, where @samp{a} stands for assert, causes
4972 @code{Assert} and @code{Debug} pragmas to be activated.
4973
4974 The pragmas have the form:
4975
4976 @smallexample
4977 @cartouche
4978    @b{pragma} Assert (@var{Boolean-expression} [,
4979                       @var{static-string-expression}])
4980    @b{pragma} Debug (@var{procedure call})
4981 @end cartouche
4982 @end smallexample
4983
4984 @noindent
4985 The @code{Assert} pragma causes @var{Boolean-expression} to be tested.
4986 If the result is @code{True}, the pragma has no effect (other than
4987 possible side effects from evaluating the expression). If the result is
4988 @code{False}, the exception @code{Assert_Failure} declared in the package
4989 @code{System.Assertions} is
4990 raised (passing @var{static-string-expression}, if present, as the
4991 message associated with the exception). If no string expression is
4992 given the default is a string giving the file name and line number
4993 of the pragma.
4994
4995 The @code{Debug} pragma causes @var{procedure} to be called. Note that
4996 @code{pragma Debug} may appear within a declaration sequence, allowing
4997 debugging procedures to be called between declarations.
4998
4999 @ifset vms
5000 @item /DEBUG[=debug-level]
5001 @itemx  /NODEBUG
5002 Specifies how much debugging information is to be included in
5003 the resulting object file where 'debug-level' is one of the following:
5004 @table @code
5005 @item   TRACEBACK
5006 Include both debugger symbol records and traceback
5007 the object file.
5008 This is the default setting.
5009 @item   ALL
5010 Include both debugger symbol records and traceback in
5011 object file.
5012 @item   NONE
5013 Excludes both debugger symbol records and traceback
5014 the object file. Same as /NODEBUG.
5015 @item   SYMBOLS
5016 Includes only debugger symbol records in the object
5017 file. Note that this doesn't include traceback information.
5018 @end table
5019 @end ifset
5020 @end table
5021
5022 @node Validity Checking
5023 @subsection Validity Checking
5024 @findex Validity Checking
5025
5026 @noindent
5027 The Ada 95 Reference Manual has specific requirements for checking
5028 for invalid values. In particular, RM 13.9.1 requires that the
5029 evaluation of invalid values (for example from unchecked conversions),
5030 not result in erroneous execution. In GNAT, the result of such an
5031 evaluation in normal default mode is to either use the value
5032 unmodified, or to raise Constraint_Error in those cases where use
5033 of the unmodified value would cause erroneous execution. The cases
5034 where unmodified values might lead to erroneous execution are case
5035 statements (where a wild jump might result from an invalid value),
5036 and subscripts on the left hand side (where memory corruption could
5037 occur as a result of an invalid value).
5038
5039 The @option{-gnatV^@var{x}^^} switch allows more control over the validity
5040 checking mode.
5041 @ifclear vms
5042 The @code{x} argument is a string of letters that
5043 indicate validity checks that are performed or not performed in addition
5044 to the default checks described above.
5045 @end ifclear
5046 @ifset vms
5047 The options allowed for this qualifier
5048 indicate validity checks that are performed or not performed in addition
5049 to the default checks described above.
5050 @end ifset
5051
5052
5053 @table @option
5054 @c !sort!
5055 @item -gnatVa
5056 @emph{All validity checks.}
5057 @cindex @option{-gnatVa} (@code{gcc})
5058 All validity checks are turned on.
5059 @ifclear vms
5060 That is, @option{-gnatVa} is
5061 equivalent to @option{gnatVcdfimorst}.
5062 @end ifclear
5063
5064 @item -gnatVc
5065 @emph{Validity checks for copies.}
5066 @cindex @option{-gnatVc} (@code{gcc})
5067 The right hand side of assignments, and the initializing values of
5068 object declarations are validity checked.
5069
5070 @item -gnatVd
5071 @emph{Default (RM) validity checks.}
5072 @cindex @option{-gnatVd} (@code{gcc})
5073 Some validity checks are done by default following normal Ada semantics
5074 (RM 13.9.1 (9-11)).
5075 A check is done in case statements that the expression is within the range
5076 of the subtype. If it is not, Constraint_Error is raised.
5077 For assignments to array components, a check is done that the expression used
5078 as index is within the range. If it is not, Constraint_Error is raised.
5079 Both these validity checks may be turned off using switch @option{-gnatVD}.
5080 They are turned on by default. If @option{-gnatVD} is specified, a subsequent
5081 switch @option{-gnatVd} will leave the checks turned on.
5082 Switch @option{-gnatVD} should be used only if you are sure that all such
5083 expressions have valid values. If you use this switch and invalid values
5084 are present, then the program is erroneous, and wild jumps or memory
5085 overwriting may occur.
5086
5087 @item -gnatVf
5088 @emph{Validity checks for floating-point values.}
5089 @cindex @option{-gnatVf} (@code{gcc})
5090 In the absence of this switch, validity checking occurs only for discrete
5091 values. If @option{-gnatVf} is specified, then validity checking also applies
5092 for floating-point values, and NaN's and infinities are considered invalid,
5093 as well as out of range values for constrained types. Note that this means
5094 that standard @code{IEEE} infinity mode is not allowed. The exact contexts
5095 in which floating-point values are checked depends on the setting of other
5096 options. For example,
5097 @option{^-gnatVif^VALIDITY_CHECKING=(IN_PARAMS,FLOATS)^} or
5098 @option{^-gnatVfi^VALIDITY_CHECKING=(FLOATS,IN_PARAMS)^}
5099 (the order does not matter) specifies that floating-point parameters of mode
5100 @code{in} should be validity checked.
5101
5102 @item -gnatVi
5103 @emph{Validity checks for @code{in} mode parameters}
5104 @cindex @option{-gnatVi} (@code{gcc})
5105 Arguments for parameters of mode @code{in} are validity checked in function
5106 and procedure calls at the point of call.
5107
5108 @item -gnatVm
5109 @emph{Validity checks for @code{in out} mode parameters.}
5110 @cindex @option{-gnatVm} (@code{gcc})
5111 Arguments for parameters of mode @code{in out} are validity checked in
5112 procedure calls at the point of call. The @code{'m'} here stands for
5113 modify, since this concerns parameters that can be modified by the call.
5114 Note that there is no specific option to test @code{out} parameters,
5115 but any reference within the subprogram will be tested in the usual
5116 manner, and if an invalid value is copied back, any reference to it
5117 will be subject to validity checking.
5118
5119 @item -gnatVn
5120 @emph{No validity checks.}
5121 @cindex @option{-gnatVn} (@code{gcc})
5122 This switch turns off all validity checking, including the default checking
5123 for case statements and left hand side subscripts. Note that the use of
5124 the switch @option{-gnatp} suppresses all run-time checks, including
5125 validity checks, and thus implies @option{-gnatVn}. When this switch
5126 is used, it cancels any other @option{-gnatV} previously issued.
5127
5128 @item -gnatVo
5129 @emph{Validity checks for operator and attribute operands.}
5130 @cindex @option{-gnatVo} (@code{gcc})
5131 Arguments for predefined operators and attributes are validity checked.
5132 This includes all operators in package @code{Standard},
5133 the shift operators defined as intrinsic in package @code{Interfaces}
5134 and operands for attributes such as @code{Pos}. Checks are also made
5135 on individual component values for composite comparisons.
5136
5137 @item -gnatVp
5138 @emph{Validity checks for parameters.}
5139 @cindex @option{-gnatVp} (@code{gcc})
5140 This controls the treatment of parameters within a subprogram (as opposed
5141 to @option{-gnatVi} and @option{-gnatVm} which control validity testing
5142 of parameters on a call. If either of these call options is used, then
5143 normally an assumption is made within a subprogram that the input arguments
5144 have been validity checking at the point of call, and do not need checking
5145 again within a subprogram). If @option{-gnatVp} is set, then this assumption
5146 is not made, and parameters are not assumed to be valid, so their validity
5147 will be checked (or rechecked) within the subprogram.
5148
5149 @item -gnatVr
5150 @emph{Validity checks for function returns.}
5151 @cindex @option{-gnatVr} (@code{gcc})
5152 The expression in @code{return} statements in functions is validity
5153 checked.
5154
5155 @item -gnatVs
5156 @emph{Validity checks for subscripts.}
5157 @cindex @option{-gnatVs} (@code{gcc})
5158 All subscripts expressions are checked for validity, whether they appear
5159 on the right side or left side (in default mode only left side subscripts
5160 are validity checked).
5161
5162 @item -gnatVt
5163 @emph{Validity checks for tests.}
5164 @cindex @option{-gnatVt} (@code{gcc})
5165 Expressions used as conditions in @code{if}, @code{while} or @code{exit}
5166 statements are checked, as well as guard expressions in entry calls.
5167
5168 @end table
5169
5170 @noindent
5171 The @option{-gnatV} switch may be followed by
5172 ^a string of letters^a list of options^
5173 to turn on a series of validity checking options.
5174 For example,
5175 @option{^-gnatVcr^/VALIDITY_CHECKING=(COPIES, RETURNS)^}
5176 specifies that in addition to the default validity checking, copies and
5177 function return expressions are to be validity checked.
5178 In order to make it easier
5179 to specify the desired combination of effects,
5180 @ifclear vms
5181 the upper case letters @code{CDFIMORST} may
5182 be used to turn off the corresponding lower case option.
5183 @end ifclear
5184 @ifset vms
5185 the prefix @code{NO} on an option turns off the corresponding validity
5186 checking:
5187 @itemize @bullet
5188 @item @code{NOCOPIES}
5189 @item @code{NODEFAULT}
5190 @item @code{NOFLOATS}
5191 @item @code{NOIN_PARAMS}
5192 @item @code{NOMOD_PARAMS}
5193 @item @code{NOOPERANDS}
5194 @item @code{NORETURNS}
5195 @item @code{NOSUBSCRIPTS}
5196 @item @code{NOTESTS}
5197 @end itemize
5198 @end ifset
5199 Thus
5200 @option{^-gnatVaM^/VALIDITY_CHECKING=(ALL, NOMOD_PARAMS)^}
5201 turns on all validity checking options except for
5202 checking of @code{@b{in out}} procedure arguments.
5203
5204 The specification of additional validity checking generates extra code (and
5205 in the case of @option{-gnatVa} the code expansion can be substantial.
5206 However, these additional checks can be very useful in detecting
5207 uninitialized variables, incorrect use of unchecked conversion, and other
5208 errors leading to invalid values. The use of pragma @code{Initialize_Scalars}
5209 is useful in conjunction with the extra validity checking, since this
5210 ensures that wherever possible uninitialized variables have invalid values.
5211
5212 See also the pragma @code{Validity_Checks} which allows modification of
5213 the validity checking mode at the program source level, and also allows for
5214 temporary disabling of validity checks.
5215
5216
5217 @node Style Checking
5218 @subsection Style Checking
5219 @findex Style checking
5220
5221 @noindent
5222 The @option{-gnaty^x^(option,option,...)^} switch
5223 @cindex @option{-gnaty} (@code{gcc})
5224 causes the compiler to
5225 enforce specified style rules. A limited set of style rules has been used
5226 in writing the GNAT sources themselves. This switch allows user programs
5227 to activate all or some of these checks. If the source program fails a
5228 specified style check, an appropriate warning message is given, preceded by
5229 the character sequence ``(style)''.
5230 @ifset vms
5231 @code{(option,option,...)} is a sequence of keywords
5232 @end ifset
5233 @ifclear vms
5234 The string @var{x} is a sequence of letters or digits
5235 @end ifclear
5236 indicating the particular style
5237 checks to be performed. The following checks are defined:
5238
5239 @table @option
5240 @c !sort!
5241 @item 1-9
5242 @emph{Specify indentation level.}
5243 If a digit from 1-9 appears
5244 ^in the string after @option{-gnaty}^as an option for /STYLE_CHECKS^
5245 then proper indentation is checked, with the digit indicating the
5246 indentation level required.
5247 The general style of required indentation is as specified by
5248 the examples in the Ada Reference Manual. Full line comments must be
5249 aligned with the @code{--} starting on a column that is a multiple of
5250 the alignment level.
5251
5252 @item ^a^ATTRIBUTE^
5253 @emph{Check attribute casing.}
5254 If the ^letter a^word ATTRIBUTE^ appears in the string after @option{-gnaty}
5255 then attribute names, including the case of keywords such as @code{digits}
5256 used as attributes names, must be written in mixed case, that is, the
5257 initial letter and any letter following an underscore must be uppercase.
5258 All other letters must be lowercase.
5259
5260 @item ^b^BLANKS^
5261 @emph{Blanks not allowed at statement end.}
5262 If the ^letter b^word BLANKS^ appears in the string after @option{-gnaty} then
5263 trailing blanks are not allowed at the end of statements. The purpose of this
5264 rule, together with h (no horizontal tabs), is to enforce a canonical format
5265 for the use of blanks to separate source tokens.
5266
5267 @item ^c^COMMENTS^
5268 @emph{Check comments.}
5269 If the ^letter c^word COMMENTS^ appears in the string after @option{-gnaty}
5270 then comments must meet the following set of rules:
5271
5272 @itemize @bullet
5273
5274 @item
5275 The ``@code{--}'' that starts the column must either start in column one,
5276 or else at least one blank must precede this sequence.
5277
5278 @item
5279 Comments that follow other tokens on a line must have at least one blank
5280 following the ``@code{--}'' at the start of the comment.
5281
5282 @item
5283 Full line comments must have two blanks following the ``@code{--}'' that
5284 starts the comment, with the following exceptions.
5285
5286 @item
5287 A line consisting only of the ``@code{--}'' characters, possibly preceded
5288 by blanks is permitted.
5289
5290 @item
5291 A comment starting with ``@code{--x}'' where @code{x} is a special character
5292 is permitted.
5293 This allows proper processing of the output generated by specialized tools
5294 including @command{gnatprep} (where ``@code{--!}'' is used) and the SPARK
5295 annotation
5296 language (where ``@code{--#}'' is used). For the purposes of this rule, a
5297 special character is defined as being in one of the ASCII ranges
5298 @code{16#21#..16#2F#} or @code{16#3A#..16#3F#}.
5299 Note that this usage is not permitted
5300 in GNAT implementation units (i.e. when @option{-gnatg} is used).
5301
5302 @item
5303 A line consisting entirely of minus signs, possibly preceded by blanks, is
5304 permitted. This allows the construction of box comments where lines of minus
5305 signs are used to form the top and bottom of the box.
5306
5307 @item
5308 If a comment starts and ends with ``@code{--}'' is permitted as long as at
5309 least one blank follows the initial ``@code{--}''. Together with the preceding
5310 rule, this allows the construction of box comments, as shown in the following
5311 example:
5312 @smallexample
5313 ---------------------------
5314 -- This is a box comment --
5315 -- with two text lines.  --
5316 ---------------------------
5317 @end smallexample
5318 @end itemize
5319
5320 @item ^e^END^
5321 @emph{Check end/exit labels.}
5322 If the ^letter e^word END^ appears in the string after @option{-gnaty} then
5323 optional labels on @code{end} statements ending subprograms and on
5324 @code{exit} statements exiting named loops, are required to be present.
5325
5326 @item ^f^VTABS^
5327 @emph{No form feeds or vertical tabs.}
5328 If the ^letter f^word VTABS^ appears in the string after @option{-gnaty} then
5329 neither form feeds nor vertical tab characters are not permitted
5330 in the source text.
5331
5332 @item ^h^HTABS^
5333 @emph{No horizontal tabs.}
5334 If the ^letter h^word HTABS^ appears in the string after @option{-gnaty} then
5335 horizontal tab characters are not permitted in the source text.
5336 Together with the b (no blanks at end of line) check, this
5337 enforces a canonical form for the use of blanks to separate
5338 source tokens.
5339
5340 @item ^i^IF_THEN^
5341 @emph{Check if-then layout.}
5342 If the ^letter i^word IF_THEN^ appears in the string after @option{-gnaty},
5343 then the keyword @code{then} must appear either on the same
5344 line as corresponding @code{if}, or on a line on its own, lined
5345 up under the @code{if} with at least one non-blank line in between
5346 containing all or part of the condition to be tested.
5347
5348 @item ^k^KEYWORD^
5349 @emph{Check keyword casing.}
5350 If the ^letter k^word KEYWORD^ appears in the string after @option{-gnaty} then
5351 all keywords must be in lower case (with the exception of keywords
5352 such as @code{digits} used as attribute names to which this check
5353 does not apply).
5354
5355 @item ^l^LAYOUT^
5356 @emph{Check layout.}
5357 If the ^letter l^word LAYOUT^ appears in the string after @option{-gnaty} then
5358 layout of statement and declaration constructs must follow the
5359 recommendations in the Ada Reference Manual, as indicated by the
5360 form of the syntax rules. For example an @code{else} keyword must
5361 be lined up with the corresponding @code{if} keyword.
5362
5363 There are two respects in which the style rule enforced by this check
5364 option are more liberal than those in the Ada Reference Manual. First
5365 in the case of record declarations, it is permissible to put the
5366 @code{record} keyword on the same line as the @code{type} keyword, and
5367 then the @code{end} in @code{end record} must line up under @code{type}.
5368 For example, either of the following two layouts is acceptable:
5369
5370 @smallexample @c ada
5371 @cartouche
5372 type q is record
5373    a : integer;
5374    b : integer;
5375 end record;
5376
5377 type q is
5378    record
5379       a : integer;
5380       b : integer;
5381    end record;
5382 @end cartouche
5383 @end smallexample
5384
5385 @noindent
5386 Second, in the case of a block statement, a permitted alternative
5387 is to put the block label on the same line as the @code{declare} or
5388 @code{begin} keyword, and then line the @code{end} keyword up under
5389 the block label. For example both the following are permitted:
5390
5391 @smallexample @c ada
5392 @cartouche
5393 Block : declare
5394    A : Integer := 3;
5395 begin
5396    Proc (A, A);
5397 end Block;
5398
5399 Block :
5400    declare
5401       A : Integer := 3;
5402    begin
5403       Proc (A, A);
5404    end Block;
5405 @end cartouche
5406 @end smallexample
5407
5408 @noindent
5409 The same alternative format is allowed for loops. For example, both of
5410 the following are permitted:
5411
5412 @smallexample @c ada
5413 @cartouche
5414 Clear : while J < 10 loop
5415    A (J) := 0;
5416 end loop Clear;
5417
5418 Clear :
5419    while J < 10 loop
5420       A (J) := 0;
5421    end loop Clear;
5422 @end cartouche
5423 @end smallexample
5424
5425 @item ^m^LINE_LENGTH^
5426 @emph{Check maximum line length.}
5427 If the ^letter m^word LINE_LENGTH^ appears in the string after @option{-gnaty}
5428 then the length of source lines must not exceed 79 characters, including
5429 any trailing blanks. The value of 79 allows convenient display on an
5430 80 character wide device or window, allowing for possible special
5431 treatment of 80 character lines. Note that this count is of raw
5432 characters in the source text. This means that a tab character counts
5433 as one character in this count and a wide character sequence counts as
5434 several characters (however many are needed in the encoding).
5435
5436 @item ^Mnnn^MAX_LENGTH=nnn^
5437 @emph{Set maximum line length.}
5438 If the sequence ^M^MAX_LENGTH=^nnn, where nnn is a decimal number, appears in
5439 the string after @option{-gnaty} then the length of lines must not exceed the
5440 given value.
5441
5442 @item ^n^STANDARD_CASING^
5443 @emph{Check casing of entities in Standard.}
5444 If the ^letter n^word STANDARD_CASING^ appears in the string
5445 after @option{-gnaty} then any identifier from Standard must be cased
5446 to match the presentation in the Ada Reference Manual (for example,
5447 @code{Integer} and @code{ASCII.NUL}).
5448
5449 @item ^o^ORDERED_SUBPROGRAMS^
5450 @emph{Check order of subprogram bodies.}
5451 If the ^letter o^word ORDERED_SUBPROGRAMS^ appears in the string
5452 after @option{-gnaty} then all subprogram bodies in a given scope
5453 (e.g. a package body) must be in alphabetical order. The ordering
5454 rule uses normal Ada rules for comparing strings, ignoring casing
5455 of letters, except that if there is a trailing numeric suffix, then
5456 the value of this suffix is used in the ordering (e.g. Junk2 comes
5457 before Junk10).
5458
5459 @item ^p^PRAGMA^
5460 @emph{Check pragma casing.}
5461 If the ^letter p^word PRAGMA^ appears in the string after @option{-gnaty} then
5462 pragma names must be written in mixed case, that is, the
5463 initial letter and any letter following an underscore must be uppercase.
5464 All other letters must be lowercase.
5465
5466 @item ^r^REFERENCES^
5467 @emph{Check references.}
5468 If the ^letter r^word REFERENCES^ appears in the string after @option{-gnaty}
5469 then all identifier references must be cased in the same way as the
5470 corresponding declaration. No specific casing style is imposed on
5471 identifiers. The only requirement is for consistency of references
5472 with declarations.
5473
5474 @item ^s^SPECS^
5475 @emph{Check separate specs.}
5476 If the ^letter s^word SPECS^ appears in the string after @option{-gnaty} then
5477 separate declarations (``specs'') are required for subprograms (a
5478 body is not allowed to serve as its own declaration). The only
5479 exception is that parameterless library level procedures are
5480 not required to have a separate declaration. This exception covers
5481 the most frequent form of main program procedures.
5482
5483 @item ^t^TOKEN^
5484 @emph{Check token spacing.}
5485 If the ^letter t^word TOKEN^ appears in the string after @option{-gnaty} then
5486 the following token spacing rules are enforced:
5487
5488 @itemize @bullet
5489
5490 @item
5491 The keywords @code{@b{abs}} and @code{@b{not}} must be followed by a space.
5492
5493 @item
5494 The token @code{=>} must be surrounded by spaces.
5495
5496 @item
5497 The token @code{<>} must be preceded by a space or a left parenthesis.
5498
5499 @item
5500 Binary operators other than @code{**} must be surrounded by spaces.
5501 There is no restriction on the layout of the @code{**} binary operator.
5502
5503 @item
5504 Colon must be surrounded by spaces.
5505
5506 @item
5507 Colon-equal (assignment, initialization) must be surrounded by spaces.
5508
5509 @item
5510 Comma must be the first non-blank character on the line, or be
5511 immediately preceded by a non-blank character, and must be followed
5512 by a space.
5513
5514 @item
5515 If the token preceding a left parenthesis ends with a letter or digit, then
5516 a space must separate the two tokens.
5517
5518 @item
5519 A right parenthesis must either be the first non-blank character on
5520 a line, or it must be preceded by a non-blank character.
5521
5522 @item
5523 A semicolon must not be preceded by a space, and must not be followed by
5524 a non-blank character.
5525
5526 @item
5527 A unary plus or minus may not be followed by a space.
5528
5529 @item
5530 A vertical bar must be surrounded by spaces.
5531 @end itemize
5532
5533 @noindent
5534 In the above rules, appearing in column one is always permitted, that is,
5535 counts as meeting either a requirement for a required preceding space,
5536 or as meeting a requirement for no preceding space.
5537
5538 Appearing at the end of a line is also always permitted, that is, counts
5539 as meeting either a requirement for a following space, or as meeting
5540 a requirement for no following space.
5541
5542 @end table
5543
5544 @noindent
5545 If any of these style rules is violated, a message is generated giving
5546 details on the violation. The initial characters of such messages are
5547 always ``@code{(style)}''. Note that these messages are treated as warning
5548 messages, so they normally do not prevent the generation of an object
5549 file. The @option{-gnatwe} switch can be used to treat warning messages,
5550 including style messages, as fatal errors.
5551
5552 The switch
5553 @ifclear vms
5554 @option{-gnaty} on its own (that is not
5555 followed by any letters or digits),
5556 is equivalent to @code{gnaty3abcefhiklmprst}, that is all checking
5557 options enabled with the exception of -gnatyo,
5558 @end ifclear
5559 @ifset vms
5560 /STYLE_CHECKS=ALL_BUILTIN enables all checking options with
5561 the exception of ORDERED_SUBPROGRAMS,
5562 @end ifset
5563 with an indentation level of 3. This is the standard
5564 checking option that is used for the GNAT sources.
5565
5566 The switch
5567 @ifclear vms
5568 @option{-gnatyN}
5569 @end ifclear
5570 @ifset vms
5571 /STYLE_CHECKS=NONE
5572 @end ifset
5573 clears any previously set style checks.
5574
5575 @node Run-Time Checks
5576 @subsection Run-Time Checks
5577 @cindex Division by zero
5578 @cindex Access before elaboration
5579 @cindex Checks, division by zero
5580 @cindex Checks, access before elaboration
5581
5582 @noindent
5583 If you compile with the default options, GNAT will insert many run-time
5584 checks into the compiled code, including code that performs range
5585 checking against constraints, but not arithmetic overflow checking for
5586 integer operations (including division by zero) or checks for access
5587 before elaboration on subprogram calls. All other run-time checks, as
5588 required by the Ada 95 Reference Manual, are generated by default.
5589 The following @code{gcc} switches refine this default behavior:
5590
5591 @table @option
5592 @c !sort!
5593 @item -gnatp
5594 @cindex @option{-gnatp} (@code{gcc})
5595 @cindex Suppressing checks
5596 @cindex Checks, suppressing
5597 @findex Suppress
5598 Suppress all run-time checks as though @code{pragma Suppress (all_checks})
5599 had been present in the source. Validity checks are also suppressed (in
5600 other words @option{-gnatp} also implies @option{-gnatVn}.
5601 Use this switch to improve the performance
5602 of the code at the expense of safety in the presence of invalid data or
5603 program bugs.
5604
5605 @item -gnato
5606 @cindex @option{-gnato} (@code{gcc})
5607 @cindex Overflow checks
5608 @cindex Check, overflow
5609 Enables overflow checking for integer operations.
5610 This causes GNAT to generate slower and larger executable
5611 programs by adding code to check for overflow (resulting in raising
5612 @code{Constraint_Error} as required by standard Ada
5613 semantics). These overflow checks correspond to situations in which
5614 the true value of the result of an operation may be outside the base
5615 range of the result type. The following example shows the distinction:
5616
5617 @smallexample @c ada
5618 X1 : Integer := Integer'Last;
5619 X2 : Integer range 1 .. 5 := 5;
5620 X3 : Integer := Integer'Last;
5621 X4 : Integer range 1 .. 5 := 5;
5622 F  : Float := 2.0E+20;
5623 ...
5624 X1 := X1 + 1;
5625 X2 := X2 + 1;
5626 X3 := Integer (F);
5627 X4 := Integer (F);
5628 @end smallexample
5629
5630 @noindent
5631 Here the first addition results in a value that is outside the base range
5632 of Integer, and hence requires an overflow check for detection of the
5633 constraint error. Thus the first assignment to @code{X1} raises a
5634 @code{Constraint_Error} exception only if @option{-gnato} is set.
5635
5636 The second increment operation results in a violation
5637 of the explicit range constraint, and such range checks are always
5638 performed (unless specifically suppressed with a pragma @code{suppress}
5639 or the use of @option{-gnatp}).
5640
5641 The two conversions of @code{F} both result in values that are outside
5642 the base range of type @code{Integer} and thus will raise
5643 @code{Constraint_Error} exceptions only if @option{-gnato} is used.
5644 The fact that the result of the second conversion is assigned to
5645 variable @code{X4} with a restricted range is irrelevant, since the problem
5646 is in the conversion, not the assignment.
5647
5648 Basically the rule is that in the default mode (@option{-gnato} not
5649 used), the generated code assures that all integer variables stay
5650 within their declared ranges, or within the base range if there is
5651 no declared range. This prevents any serious problems like indexes
5652 out of range for array operations.
5653
5654 What is not checked in default mode is an overflow that results in
5655 an in-range, but incorrect value. In the above example, the assignments
5656 to @code{X1}, @code{X2}, @code{X3} all give results that are within the
5657 range of the target variable, but the result is wrong in the sense that
5658 it is too large to be represented correctly. Typically the assignment
5659 to @code{X1} will result in wrap around to the largest negative number.
5660 The conversions of @code{F} will result in some @code{Integer} value
5661 and if that integer value is out of the @code{X4} range then the
5662 subsequent assignment would generate an exception.
5663
5664 @findex Machine_Overflows
5665 Note that the @option{-gnato} switch does not affect the code generated
5666 for any floating-point operations; it applies only to integer
5667 semantics).
5668 For floating-point, GNAT has the @code{Machine_Overflows}
5669 attribute set to @code{False} and the normal mode of operation is to
5670 generate IEEE NaN and infinite values on overflow or invalid operations
5671 (such as dividing 0.0 by 0.0).
5672
5673 The reason that we distinguish overflow checking from other kinds of
5674 range constraint checking is that a failure of an overflow check can
5675 generate an incorrect value, but cannot cause erroneous behavior. This
5676 is unlike the situation with a constraint check on an array subscript,
5677 where failure to perform the check can result in random memory description,
5678 or the range check on a case statement, where failure to perform the check
5679 can cause a wild jump.
5680
5681 Note again that @option{-gnato} is off by default, so overflow checking is
5682 not performed in default mode. This means that out of the box, with the
5683 default settings, GNAT does not do all the checks expected from the
5684 language description in the Ada Reference Manual. If you want all constraint
5685 checks to be performed, as described in this Manual, then you must
5686 explicitly use the -gnato switch either on the @code{gnatmake} or
5687 @code{gcc} command.
5688
5689 @item -gnatE
5690 @cindex @option{-gnatE} (@code{gcc})
5691 @cindex Elaboration checks
5692 @cindex Check, elaboration
5693 Enables dynamic checks for access-before-elaboration
5694 on subprogram calls and generic instantiations.
5695 For full details of the effect and use of this switch,
5696 @xref{Compiling Using gcc}.
5697 @end table
5698
5699 @findex Unsuppress
5700 @noindent
5701 The setting of these switches only controls the default setting of the
5702 checks. You may modify them using either @code{Suppress} (to remove
5703 checks) or @code{Unsuppress} (to add back suppressed checks) pragmas in
5704 the program source.
5705
5706 @node Stack Overflow Checking
5707 @subsection Stack Overflow Checking
5708 @cindex Stack Overflow Checking
5709 @cindex -fstack-check
5710
5711 @noindent
5712 For most operating systems, @code{gcc} does not perform stack overflow
5713 checking by default. This means that if the main environment task or
5714 some other task exceeds the available stack space, then unpredictable
5715 behavior will occur.
5716
5717 To activate stack checking, compile all units with the gcc option
5718 @option{-fstack-check}. For example:
5719
5720 @smallexample
5721 gcc -c -fstack-check package1.adb
5722 @end smallexample
5723
5724 @noindent
5725 Units compiled with this option will generate extra instructions to check
5726 that any use of the stack (for procedure calls or for declaring local
5727 variables in declare blocks) do not exceed the available stack space.
5728 If the space is exceeded, then a @code{Storage_Error} exception is raised.
5729
5730 For declared tasks, the stack size is always controlled by the size
5731 given in an applicable @code{Storage_Size} pragma (or is set to
5732 the default size if no pragma is used.
5733
5734 For the environment task, the stack size depends on
5735 system defaults and is unknown to the compiler. The stack
5736 may even dynamically grow on some systems, precluding the
5737 normal Ada semantics for stack overflow. In the worst case,
5738 unbounded stack usage, causes unbounded stack expansion
5739 resulting in the system running out of virtual memory.
5740
5741 The stack checking may still work correctly if a fixed
5742 size stack is allocated, but this cannot be guaranteed.
5743 To ensure that a clean exception is signalled for stack
5744 overflow, set the environment variable
5745 @code{GNAT_STACK_LIMIT} to indicate the maximum
5746 stack area that can be used, as in:
5747 @cindex GNAT_STACK_LIMIT
5748
5749 @smallexample
5750 SET GNAT_STACK_LIMIT 1600
5751 @end smallexample
5752
5753 @noindent
5754 The limit is given in kilobytes, so the above declaration would
5755 set the stack limit of the environment task to 1.6 megabytes.
5756 Note that the only purpose of this usage is to limit the amount
5757 of stack used by the environment task. If it is necessary to
5758 increase the amount of stack for the environment task, then this
5759 is an operating systems issue, and must be addressed with the
5760 appropriate operating systems commands.
5761
5762
5763 @node Using gcc for Syntax Checking
5764 @subsection Using @code{gcc} for Syntax Checking
5765 @table @option
5766 @item -gnats
5767 @cindex @option{-gnats} (@code{gcc})
5768 @ifclear vms
5769
5770 @noindent
5771 The @code{s} stands for ``syntax''.
5772 @end ifclear
5773
5774 Run GNAT in syntax checking only mode. For
5775 example, the command
5776
5777 @smallexample
5778 $ gcc -c -gnats x.adb
5779 @end smallexample
5780
5781 @noindent
5782 compiles file @file{x.adb} in syntax-check-only mode. You can check a
5783 series of files in a single command
5784 @ifclear vms
5785 , and can use wild cards to specify such a group of files.
5786 Note that you must specify the @option{-c} (compile
5787 only) flag in addition to the @option{-gnats} flag.
5788 @end ifclear
5789 .
5790 You may use other switches in conjunction with @option{-gnats}. In
5791 particular, @option{-gnatl} and @option{-gnatv} are useful to control the
5792 format of any generated error messages.
5793
5794 When the source file is empty or contains only empty lines and/or comments,
5795 the output is a warning:
5796
5797 @smallexample
5798 $ gcc -c -gnats -x ada toto.txt
5799 toto.txt:1:01: warning: empty file, contains no compilation units
5800 $
5801 @end smallexample
5802
5803 Otherwise, the output is simply the error messages, if any. No object file or
5804 ALI file is generated by a syntax-only compilation. Also, no units other
5805 than the one specified are accessed. For example, if a unit @code{X}
5806 @code{with}'s a unit @code{Y}, compiling unit @code{X} in syntax
5807 check only mode does not access the source file containing unit
5808 @code{Y}.
5809
5810 @cindex Multiple units, syntax checking
5811 Normally, GNAT allows only a single unit in a source file. However, this
5812 restriction does not apply in syntax-check-only mode, and it is possible
5813 to check a file containing multiple compilation units concatenated
5814 together. This is primarily used by the @code{gnatchop} utility
5815 (@pxref{Renaming Files Using gnatchop}).
5816 @end table
5817
5818
5819 @node Using gcc for Semantic Checking
5820 @subsection Using @code{gcc} for Semantic Checking
5821 @table @option
5822 @item -gnatc
5823 @cindex @option{-gnatc} (@code{gcc})
5824
5825 @ifclear vms
5826 @noindent
5827 The @code{c} stands for ``check''.
5828 @end ifclear
5829 Causes the compiler to operate in semantic check mode,
5830 with full checking for all illegalities specified in the
5831 Ada 95 Reference Manual, but without generation of any object code
5832 (no object file is generated).
5833
5834 Because dependent files must be accessed, you must follow the GNAT
5835 semantic restrictions on file structuring to operate in this mode:
5836
5837 @itemize @bullet
5838 @item
5839 The needed source files must be accessible
5840 (@pxref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}).
5841
5842 @item
5843 Each file must contain only one compilation unit.
5844
5845 @item
5846 The file name and unit name must match (@pxref{File Naming Rules}).
5847 @end itemize
5848
5849 The output consists of error messages as appropriate. No object file is
5850 generated. An @file{ALI} file is generated for use in the context of
5851 cross-reference tools, but this file is marked as not being suitable
5852 for binding (since no object file is generated).
5853 The checking corresponds exactly to the notion of
5854 legality in the Ada 95 Reference Manual.
5855
5856 Any unit can be compiled in semantics-checking-only mode, including
5857 units that would not normally be compiled (subunits,
5858 and specifications where a separate body is present).
5859 @end table
5860
5861 @node Compiling Ada 83 Programs
5862 @subsection Compiling Ada 83 Programs
5863 @table @option
5864 @cindex Ada 83 compatibility
5865 @item -gnat83
5866 @cindex @option{-gnat83} (@code{gcc})
5867 @cindex ACVC, Ada 83 tests
5868
5869 @noindent
5870 Although GNAT is primarily an Ada 95 compiler, it accepts this switch to
5871 specify that an Ada 83 program is to be compiled in Ada 83 mode. If you specify
5872 this switch, GNAT rejects most Ada 95 extensions and applies Ada 83 semantics
5873 where this can be done easily.
5874 It is not possible to guarantee this switch does a perfect
5875 job; for example, some subtle tests, such as are
5876 found in earlier ACVC tests (and that have been removed from the ACATS suite
5877 for Ada 95), might not compile correctly.
5878 Nevertheless, this switch may be useful in some circumstances, for example
5879 where, due to contractual reasons, legacy code needs to be maintained
5880 using only Ada 83 features.
5881
5882 With few exceptions (most notably the need to use @code{<>} on
5883 @cindex Generic formal parameters
5884 unconstrained generic formal parameters, the use of the new Ada 95
5885 reserved words, and the use of packages
5886 with optional bodies), it is not necessary to use the
5887 @option{-gnat83} switch when compiling Ada 83 programs, because, with rare
5888 exceptions, Ada 95 is upwardly compatible with Ada 83. This
5889 means that a correct Ada 83 program is usually also a correct Ada 95
5890 program.
5891 For further information, please refer to @ref{Compatibility and Porting Guide}.
5892
5893 @end table
5894
5895 @node Character Set Control
5896 @subsection Character Set Control
5897 @table @option
5898 @item ^-gnati^/IDENTIFIER_CHARACTER_SET=^@var{c}
5899 @cindex @option{^-gnati^/IDENTIFIER_CHARACTER_SET^} (@code{gcc})
5900
5901 @noindent
5902 Normally GNAT recognizes the Latin-1 character set in source program
5903 identifiers, as described in the Ada 95 Reference Manual.
5904 This switch causes
5905 GNAT to recognize alternate character sets in identifiers. @var{c} is a
5906 single character ^^or word^ indicating the character set, as follows:
5907
5908 @table @code
5909 @item 1
5910 ISO 8859-1 (Latin-1) identifiers
5911
5912 @item 2
5913 ISO 8859-2 (Latin-2) letters allowed in identifiers
5914
5915 @item 3
5916 ISO 8859-3 (Latin-3) letters allowed in identifiers
5917
5918 @item 4
5919 ISO 8859-4 (Latin-4) letters allowed in identifiers
5920
5921 @item 5
5922 ISO 8859-5 (Cyrillic) letters allowed in identifiers
5923
5924 @item 9
5925 ISO 8859-15 (Latin-9) letters allowed in identifiers
5926
5927 @item ^p^PC^
5928 IBM PC letters (code page 437) allowed in identifiers
5929
5930 @item ^8^PC850^
5931 IBM PC letters (code page 850) allowed in identifiers
5932
5933 @item ^f^FULL_UPPER^
5934 Full upper-half codes allowed in identifiers
5935
5936 @item ^n^NO_UPPER^
5937 No upper-half codes allowed in identifiers
5938
5939 @item ^w^WIDE^
5940 Wide-character codes (that is, codes greater than 255)
5941 allowed in identifiers
5942 @end table
5943
5944 @xref{Foreign Language Representation}, for full details on the
5945 implementation of these character sets.
5946
5947 @item ^-gnatW^/WIDE_CHARACTER_ENCODING=^@var{e}
5948 @cindex @option{^-gnatW^/WIDE_CHARACTER_ENCODING^} (@code{gcc})
5949 Specify the method of encoding for wide characters.
5950 @var{e} is one of the following:
5951
5952 @table @code
5953
5954 @item ^h^HEX^
5955 Hex encoding (brackets coding also recognized)
5956
5957 @item ^u^UPPER^
5958 Upper half encoding (brackets encoding also recognized)
5959
5960 @item ^s^SHIFT_JIS^
5961 Shift/JIS encoding (brackets encoding also recognized)
5962
5963 @item ^e^EUC^
5964 EUC encoding (brackets encoding also recognized)
5965
5966 @item ^8^UTF8^
5967 UTF-8 encoding (brackets encoding also recognized)
5968
5969 @item ^b^BRACKETS^
5970 Brackets encoding only (default value)
5971 @end table
5972 For full details on the these encoding
5973 methods see @xref{Wide Character Encodings}.
5974 Note that brackets coding is always accepted, even if one of the other
5975 options is specified, so for example @option{-gnatW8} specifies that both
5976 brackets and @code{UTF-8} encodings will be recognized. The units that are
5977 with'ed directly or indirectly will be scanned using the specified
5978 representation scheme, and so if one of the non-brackets scheme is
5979 used, it must be used consistently throughout the program. However,
5980 since brackets encoding is always recognized, it may be conveniently
5981 used in standard libraries, allowing these libraries to be used with
5982 any of the available coding schemes.
5983 scheme. If no @option{-gnatW?} parameter is present, then the default
5984 representation is Brackets encoding only.
5985
5986 Note that the wide character representation that is specified (explicitly
5987 or by default) for the main program also acts as the default encoding used
5988 for Wide_Text_IO files if not specifically overridden by a WCEM form
5989 parameter.
5990
5991 @end table
5992 @node File Naming Control
5993 @subsection File Naming Control
5994
5995 @table @option
5996 @item ^-gnatk^/FILE_NAME_MAX_LENGTH=^@var{n}
5997 @cindex @option{-gnatk} (@code{gcc})
5998 Activates file name ``krunching''. @var{n}, a decimal integer in the range
5999 1-999, indicates the maximum allowable length of a file name (not
6000 including the @file{.ads} or @file{.adb} extension). The default is not
6001 to enable file name krunching.
6002
6003 For the source file naming rules, @xref{File Naming Rules}.
6004 @end table
6005
6006
6007 @node Subprogram Inlining Control
6008 @subsection Subprogram Inlining Control
6009
6010 @table @option
6011 @c !sort!
6012 @item -gnatn
6013 @cindex @option{-gnatn} (@code{gcc})
6014 @ifclear vms
6015 The @code{n} here is intended to suggest the first syllable of the
6016 word ``inline''.
6017 @end ifclear
6018 GNAT recognizes and processes @code{Inline} pragmas. However, for the
6019 inlining to actually occur, optimization must be enabled. To enable
6020 inlining of subprograms specified by pragma @code{Inline},
6021 you must also specify this switch.
6022 In the absence of this switch, GNAT does not attempt
6023 inlining and does not need to access the bodies of
6024 subprograms for which @code{pragma Inline} is specified if they are not
6025 in the current unit.
6026
6027 If you specify this switch the compiler will access these bodies,
6028 creating an extra source dependency for the resulting object file, and
6029 where possible, the call will be inlined.
6030 For further details on when inlining is possible
6031 see @xref{Inlining of Subprograms}.
6032
6033 @item -gnatN
6034 @cindex @option{-gnatN} (@code{gcc})
6035 The front end inlining activated by this switch is generally more extensive,
6036 and quite often more effective than the standard @option{-gnatn} inlining mode.
6037 It will also generate additional dependencies.
6038 Note that
6039 @option{-gnatN} automatically implies @option{-gnatn} so it is not necessary
6040 to specify both options.
6041 @end table
6042
6043 @node Auxiliary Output Control
6044 @subsection Auxiliary Output Control
6045
6046 @table @option
6047 @item -gnatt
6048 @cindex @option{-gnatt} (@code{gcc})
6049 @cindex Writing internal trees
6050 @cindex Internal trees, writing to file
6051 Causes GNAT to write the internal tree for a unit to a file (with the
6052 extension @file{.adt}.
6053 This not normally required, but is used by separate analysis tools.
6054 Typically
6055 these tools do the necessary compilations automatically, so you should
6056 not have to specify this switch in normal operation.
6057
6058 @item -gnatu
6059 @cindex @option{-gnatu} (@code{gcc})
6060 Print a list of units required by this compilation on @file{stdout}.
6061 The listing includes all units on which the unit being compiled depends
6062 either directly or indirectly.
6063
6064 @ifclear vms
6065 @item -pass-exit-codes
6066 @cindex @option{-pass-exit-codes} (@code{gcc})
6067 If this switch is not used, the exit code returned by @code{gcc} when
6068 compiling multiple files indicates whether all source files have
6069 been successfully used to generate object files or not.
6070
6071 When @option{-pass-exit-codes} is used, @code{gcc} exits with an extended
6072 exit status and allows an integrated development environment to better
6073 react to a compilation failure. Those exit status are:
6074
6075 @table @asis
6076 @item 5
6077 There was an error in at least one source file.
6078 @item 3
6079 At least one source file did not generate an object file.
6080 @item 2
6081 The compiler died unexpectedly (internal error for example).
6082 @item 0
6083 An object file has been generated for every source file.
6084 @end table
6085 @end ifclear
6086 @end table
6087
6088 @node Debugging Control
6089 @subsection Debugging Control
6090
6091 @table @option
6092 @c !sort!
6093 @cindex Debugging options
6094 @ifclear vms
6095 @item -gnatd@var{x}
6096 @cindex @option{-gnatd} (@code{gcc})
6097 Activate internal debugging switches. @var{x} is a letter or digit, or
6098 string of letters or digits, which specifies the type of debugging
6099 outputs desired. Normally these are used only for internal development
6100 or system debugging purposes. You can find full documentation for these
6101 switches in the body of the @code{Debug} unit in the compiler source
6102 file @file{debug.adb}.
6103 @end ifclear
6104
6105 @item -gnatG
6106 @cindex @option{-gnatG} (@code{gcc})
6107 This switch causes the compiler to generate auxiliary output containing
6108 a pseudo-source listing of the generated expanded code. Like most Ada
6109 compilers, GNAT works by first transforming the high level Ada code into
6110 lower level constructs. For example, tasking operations are transformed
6111 into calls to the tasking run-time routines. A unique capability of GNAT
6112 is to list this expanded code in a form very close to normal Ada source.
6113 This is very useful in understanding the implications of various Ada
6114 usage on the efficiency of the generated code. There are many cases in
6115 Ada (e.g. the use of controlled types), where simple Ada statements can
6116 generate a lot of run-time code. By using @option{-gnatG} you can identify
6117 these cases, and consider whether it may be desirable to modify the coding
6118 approach to improve efficiency.
6119
6120 The format of the output is very similar to standard Ada source, and is
6121 easily understood by an Ada programmer. The following special syntactic
6122 additions correspond to low level features used in the generated code that
6123 do not have any exact analogies in pure Ada source form. The following
6124 is a partial list of these special constructions. See the specification
6125 of package @code{Sprint} in file @file{sprint.ads} for a full list.
6126
6127 @table @code
6128 @item new @var{xxx} [storage_pool = @var{yyy}]
6129 Shows the storage pool being used for an allocator.
6130
6131 @item at end @var{procedure-name};
6132 Shows the finalization (cleanup) procedure for a scope.
6133
6134 @item (if @var{expr} then @var{expr} else @var{expr})
6135 Conditional expression equivalent to the @code{x?y:z} construction in C.
6136
6137 @item @var{target}^^^(@var{source})
6138 A conversion with floating-point truncation instead of rounding.
6139
6140 @item @var{target}?(@var{source})
6141 A conversion that bypasses normal Ada semantic checking. In particular
6142 enumeration types and fixed-point types are treated simply as integers.
6143
6144 @item @var{target}?^^^(@var{source})
6145 Combines the above two cases.
6146
6147 @item @var{x} #/ @var{y}
6148 @itemx @var{x} #mod @var{y}
6149 @itemx @var{x} #* @var{y}
6150 @itemx @var{x} #rem @var{y}
6151 A division or multiplication of fixed-point values which are treated as
6152 integers without any kind of scaling.
6153
6154 @item free @var{expr} [storage_pool = @var{xxx}]
6155 Shows the storage pool associated with a @code{free} statement.
6156
6157 @item freeze @var{typename} [@var{actions}]
6158 Shows the point at which @var{typename} is frozen, with possible
6159 associated actions to be performed at the freeze point.
6160
6161 @item reference @var{itype}
6162 Reference (and hence definition) to internal type @var{itype}.
6163
6164 @item @var{function-name}! (@var{arg}, @var{arg}, @var{arg})
6165 Intrinsic function call.
6166
6167 @item @var{labelname} : label
6168 Declaration of label @var{labelname}.
6169
6170 @item @var{expr} && @var{expr} && @var{expr} ... && @var{expr}
6171 A multiple concatenation (same effect as @var{expr} & @var{expr} &
6172 @var{expr}, but handled more efficiently).
6173
6174 @item [constraint_error]
6175 Raise the @code{Constraint_Error} exception.
6176
6177 @item @var{expression}'reference
6178 A pointer to the result of evaluating @var{expression}.
6179
6180 @item @var{target-type}!(@var{source-expression})
6181 An unchecked conversion of @var{source-expression} to @var{target-type}.
6182
6183 @item [@var{numerator}/@var{denominator}]
6184 Used to represent internal real literals (that) have no exact
6185 representation in base 2-16 (for example, the result of compile time
6186 evaluation of the expression 1.0/27.0).
6187 @end table
6188
6189 @item -gnatD
6190 @cindex @option{-gnatD} (@code{gcc})
6191 When used in conjunction with @option{-gnatG}, this switch causes
6192 the expanded source, as described above for
6193 @option{-gnatG} to be written to files with names
6194 @file{^xxx.dg^XXX_DG^}, where @file{xxx} is the normal file name,
6195 instead of to the standard ooutput file. For
6196 example, if the source file name is @file{hello.adb}, then a file
6197 @file{^hello.adb.dg^HELLO.ADB_DG^} will be written.  The debugging
6198 information generated by the @code{gcc} @option{^-g^/DEBUG^} switch
6199 will refer to the generated @file{^xxx.dg^XXX_DG^} file. This allows
6200 you to do source level debugging using the generated code which is
6201 sometimes useful for complex code, for example to find out exactly
6202 which part of a complex construction raised an exception. This switch
6203 also suppress generation of cross-reference information (see
6204 @option{-gnatx}) since otherwise the cross-reference information
6205 would refer to the @file{^.dg^.DG^} file, which would cause
6206 confusion since this is not the original source file.
6207
6208 Note that @option{-gnatD} actually implies @option{-gnatG}
6209 automatically, so it is not necessary to give both options.
6210 In other words @option{-gnatD} is equivalent to @option{-gnatDG}).
6211
6212 @ifclear vms
6213 @item -gnatR[0|1|2|3[s]]
6214 @cindex @option{-gnatR} (@code{gcc})
6215 This switch controls output from the compiler of a listing showing
6216 representation information for declared types and objects. For
6217 @option{-gnatR0}, no information is output (equivalent to omitting
6218 the @option{-gnatR} switch). For @option{-gnatR1} (which is the default,
6219 so @option{-gnatR} with no parameter has the same effect), size and alignment
6220 information is listed for declared array and record types. For
6221 @option{-gnatR2}, size and alignment information is listed for all
6222 expression information for values that are computed at run time for
6223 variant records. These symbolic expressions have a mostly obvious
6224 format with #n being used to represent the value of the n'th
6225 discriminant. See source files @file{repinfo.ads/adb} in the
6226 @code{GNAT} sources for full details on the format of @option{-gnatR3}
6227 output. If the switch is followed by an s (e.g. @option{-gnatR2s}), then
6228 the output is to a file with the name @file{^file.rep^file_REP^} where
6229 file is the name of the corresponding source file.
6230 @end ifclear
6231 @ifset vms
6232 @item /REPRESENTATION_INFO
6233 @cindex @option{/REPRESENTATION_INFO} (@code{gcc})
6234 This qualifier controls output from the compiler of a listing showing
6235 representation information for declared types and objects. For
6236 @option{/REPRESENTATION_INFO=NONE}, no information is output
6237 (equivalent to omitting the @option{/REPRESENTATION_INFO} qualifier).
6238 @option{/REPRESENTATION_INFO} without option is equivalent to
6239 @option{/REPRESENTATION_INFO=ARRAYS}.
6240 For @option{/REPRESENTATION_INFO=ARRAYS}, size and alignment
6241 information is listed for declared array and record types. For
6242 @option{/REPRESENTATION_INFO=OBJECTS}, size and alignment information
6243 is listed for all expression information for values that are computed
6244 at run time for variant records. These symbolic expressions have a mostly
6245 obvious format with #n being used to represent the value of the n'th
6246 discriminant. See source files @file{REPINFO.ADS/ADB} in the
6247 @code{GNAT} sources for full details on the format of
6248 @option{/REPRESENTATION_INFO=SYMBOLIC} output.
6249 If _FILE is added at the end of an option
6250 (e.g. @option{/REPRESENTATION_INFO=ARRAYS_FILE}),
6251 then the output is to a file with the name @file{file_REP} where
6252 file is the name of the corresponding source file.
6253 @end ifset
6254
6255 @item -gnatS
6256 @cindex @option{-gnatS} (@code{gcc})
6257 The use of the switch @option{-gnatS} for an
6258 Ada compilation will cause the compiler to output a
6259 representation of package Standard in a form very
6260 close to standard Ada. It is not quite possible to
6261 do this and remain entirely Standard (since new
6262 numeric base types cannot be created in standard
6263 Ada), but the output is easily
6264 readable to any Ada programmer, and is useful to
6265 determine the characteristics of target dependent
6266 types in package Standard.
6267
6268 @item -gnatx
6269 @cindex @option{-gnatx} (@code{gcc})
6270 Normally the compiler generates full cross-referencing information in
6271 the @file{ALI} file. This information is used by a number of tools,
6272 including @code{gnatfind} and @code{gnatxref}. The @option{-gnatx} switch
6273 suppresses this information. This saves some space and may slightly
6274 speed up compilation, but means that these tools cannot be used.
6275 @end table
6276
6277 @node Exception Handling Control
6278 @subsection Exception Handling Control
6279
6280 @noindent
6281 GNAT uses two methods for handling exceptions at run-time. The
6282 @code{longjmp/setjmp} method saves the context when entering
6283 a frame with an exception handler. Then when an exception is
6284 raised, the context can be restored immediately, without the
6285 need for tracing stack frames. This method provides very fast
6286 exception propagation, but introduces significant overhead for
6287 the use of exception handlers, even if no exception is raised.
6288
6289 The other approach is called ``zero cost'' exception handling.
6290 With this method, the compiler builds static tables to describe
6291 the exception ranges. No dynamic code is required when entering
6292 a frame containing an exception handler. When an exception is
6293 raised, the tables are used to control a back trace of the
6294 subprogram invocation stack to locate the required exception
6295 handler. This method has considerably poorer performance for
6296 the propagation of exceptions, but there is no overhead for
6297 exception handlers if no exception is raised.
6298
6299 The following switches can be used to control which of the
6300 two exception handling methods is used.
6301
6302 @table @option
6303 @c !sort!
6304
6305 @item -gnatL
6306 @cindex @option{-gnatL} (@code{gcc})
6307 This switch causes the longjmp/setjmp approach to be used
6308 for exception handling. If this is the default mechanism for the
6309 target (see below), then this has no effect. If the default
6310 mechanism for the target is zero cost exceptions, then
6311 this switch can be used to modify this default, but it must be
6312 used for all units in the partition, including all run-time
6313 library units. One way to achieve this is to use the
6314 @option{-a} and @option{-f} switches for @code{gnatmake}.
6315 This option is rarely used. One case in which it may be
6316 advantageous is if you have an application where exception
6317 raising is common and the overall performance of the
6318 application is improved by favoring exception propagation.
6319
6320 @item -gnatZ
6321 @cindex @option{-gnatZ} (@code{gcc})
6322 @cindex Zero Cost Exceptions
6323 This switch causes the zero cost approach to be sed
6324 for exception handling. If this is the default mechanism for the
6325 target (see below), then this has no effect. If the default
6326 mechanism for the target is longjmp/setjmp exceptions, then
6327 this switch can be used to modify this default, but it must be
6328 used for all units in the partition, including all run-time
6329 library units. One way to achieve this is to use the
6330 @option{-a} and @option{-f} switches for @code{gnatmake}.
6331 This option can only be used if the zero cost approach
6332 is available for the target in use (see below).
6333 @end table
6334
6335 @noindent
6336 The @code{longjmp/setjmp} approach is available on all targets, but
6337 the @code{zero cost} approach is only available on selected targets.
6338 To determine whether zero cost exceptions can be used for a
6339 particular target, look at the private part of the file system.ads.
6340 Either @code{GCC_ZCX_Support} or @code{Front_End_ZCX_Support} must
6341 be True to use the zero cost approach. If both of these switches
6342 are set to False, this means that zero cost exception handling
6343 is not yet available for that target. The switch
6344 @code{ZCX_By_Default} indicates the default approach. If this
6345 switch is set to True, then the @code{zero cost} approach is
6346 used by default.
6347
6348 @node Units to Sources Mapping Files
6349 @subsection Units to Sources Mapping Files
6350
6351 @table @option
6352
6353 @item -gnatem^^=^@var{path}
6354 @cindex @option{-gnatem} (@code{gcc})
6355 A mapping file is a way to communicate to the compiler two mappings:
6356 from unit names to file names (without any directory information) and from
6357 file names to path names (with full directory information). These mappings
6358 are used by the compiler to short-circuit the path search.
6359
6360 The use of mapping files is not required for correct operation of the
6361 compiler, but mapping files can improve efficiency, particularly when
6362 sources are read over a slow network connection. In normal operation,
6363 you need not be concerned with the format or use of mapping files,
6364 and the @option{-gnatem} switch is not a switch that you would use
6365 explicitly. it is intended only for use by automatic tools such as
6366 @code{gnatmake} running under the project file facility. The
6367 description here of the format of mapping files is provided
6368 for completeness and for possible use by other tools.
6369
6370 A mapping file is a sequence of sets of three lines. In each set,
6371 the first line is the unit name, in lower case, with ``@code{%s}''
6372 appended for
6373 specifications and ``@code{%b}'' appended for bodies; the second line is the
6374 file name; and the third line is the path name.
6375
6376 Example:
6377 @smallexample
6378    main%b
6379    main.2.ada
6380    /gnat/project1/sources/main.2.ada
6381 @end smallexample
6382
6383 When the switch @option{-gnatem} is specified, the compiler will create
6384 in memory the two mappings from the specified file. If there is any problem
6385 (non existent file, truncated file or duplicate entries), no mapping
6386 will be created.
6387
6388 Several @option{-gnatem} switches may be specified; however, only the last
6389 one on the command line will be taken into account.
6390
6391 When using a project file, @code{gnatmake} create a temporary mapping file
6392 and communicates it to the compiler using this switch.
6393
6394 @end table
6395
6396
6397 @node Integrated Preprocessing
6398 @subsection Integrated Preprocessing
6399
6400 @noindent
6401 GNAT sources may be preprocessed immediately before compilation; the actual
6402 text of the source is not the text of the source file, but is derived from it
6403 through a process called preprocessing. Integrated preprocessing is specified
6404 through switches @option{-gnatep} and/or @option{-gnateD}. @option{-gnatep}
6405 indicates, through a text file, the preprocessing data to be used.
6406 @option{-gnateD} specifies or modifies the values of preprocessing symbol.
6407
6408 @noindent
6409 It is recommended that @code{gnatmake} switch ^-s^/SWITCH_CHECK^ should be
6410 used when Integrated Preprocessing is used. The reason is that preprocessing
6411 with another Preprocessing Data file without changing the sources will
6412 not trigger recompilation without this switch.
6413
6414 @noindent
6415 Note that @code{gnatmake} switch ^-m^/MINIMAL_RECOMPILATION^ will almost
6416 always trigger recompilation for sources that are preprocessed,
6417 because @code{gnatmake} cannot compute the checksum of the source after
6418 preprocessing.
6419
6420 @noindent
6421 The actual preprocessing function is described in details in section
6422 @ref{Preprocessing Using gnatprep}. This section only describes how integrated
6423 preprocessing is triggered and parameterized.
6424
6425 @table @code
6426
6427 @item -gnatep=@var{file}
6428 @cindex @option{-gnatep} (@code{gcc})
6429 This switch indicates to the compiler the file name (without directory
6430 information) of the preprocessor data file to use. The preprocessor data file
6431 should be found in the source directories.
6432
6433 @noindent
6434 A preprocessing data file is a text file with significant lines indicating
6435 how should be preprocessed either a specific source or all sources not
6436 mentioned in other lines. A significant line is a non empty, non comment line.
6437 Comments are similar to Ada comments.
6438
6439 @noindent
6440 Each significant line starts with either a literal string or the character '*'.
6441 A literal string is the file name (without directory information) of the source
6442 to preprocess. A character '*' indicates the preprocessing for all the sources
6443 that are not specified explicitly on other lines (order of the lines is not
6444 significant). It is an error to have two lines with the same file name or two
6445 lines starting with the character '*'.
6446
6447 @noindent
6448 After the file name or the character '*', another optional literal string
6449 indicating the file name of the definition file to be used for preprocessing.
6450 (see @ref{Form of Definitions File}. The definition files are found by the
6451 compiler in one of the source directories. In some cases, when compiling
6452 a source in a directory other than the current directory, if the definition
6453 file is in the current directory, it may be necessary to add the current
6454 directory as a source directory through switch ^-I.^/SEARCH=[]^, otherwise
6455 the compiler would not find the definition file.
6456
6457 @noindent
6458 Then, optionally, ^switches^switches^ similar to those of @code{gnatprep} may
6459 be found. Those ^switches^switches^ are:
6460
6461 @table @code
6462
6463 @item -b
6464 Causes both preprocessor lines and the lines deleted by
6465 preprocessing to be replaced by blank lines, preserving the line number.
6466 This ^switch^switch^ is always implied; however, if specified after @option{-c}
6467 it cancels the effect of @option{-c}.
6468
6469 @item -c
6470 Causes both preprocessor lines and the lines deleted
6471 by preprocessing to be retained as comments marked
6472 with the special string ``@code{--! }''.
6473
6474 @item -Dsymbol=value
6475 Define or redefine a symbol, associated with value. A symbol is an Ada
6476 identifier, or an Ada reserved word, with the exception of @code{if},
6477 @code{else}, @code{elsif}, @code{end}, @code{and}, @code{or} and @code{then}.
6478 @code{value} is either a literal string, an Ada identifier or any Ada reserved
6479 word. A symbol declared with this ^switch^switch^ replaces a symbol with the
6480 same name defined in a definition file.
6481
6482 @item -s
6483 Causes a sorted list of symbol names and values to be
6484 listed on the standard output file.
6485
6486 @item -u
6487 Causes undefined symbols to be treated as having the value @code{FALSE}
6488 in the context
6489 of a preprocessor test. In the absence of this option, an undefined symbol in
6490 a @code{#if} or @code{#elsif} test will be treated as an error.
6491
6492 @end table
6493
6494 @noindent
6495 Examples of valid lines in a preprocessor data file:
6496
6497 @smallexample
6498   "toto.adb"  "prep.def" -u
6499   --  preprocess "toto.adb", using definition file "prep.def",
6500   --  undefined symbol are False.
6501
6502   * -c -DVERSION=V101
6503   --  preprocess all other sources without a definition file;
6504   --  suppressed lined are commented; symbol VERSION has the value V101.
6505
6506   "titi.adb" "prep2.def" -s
6507   --  preprocess "titi.adb", using definition file "prep2.def";
6508   --  list all symbols with their values.
6509 @end smallexample
6510
6511 @item ^-gnateD^/DATA_PREPROCESSING=^symbol[=value]
6512 @cindex @option{-gnateD} (@code{gcc})
6513 Define or redefine a preprocessing symbol, associated with value. If no value
6514 is given on the command line, then the value of the symbol is @code{True}.
6515 A symbol is an identifier, following normal Ada (case-insensitive)
6516 rules for its syntax, and value is any sequence (including an empty sequence)
6517 of characters from the set (letters, digits, period, underline).
6518 Ada reserved words may be used as symbols, with the exceptions of @code{if},
6519 @code{else}, @code{elsif}, @code{end}, @code{and}, @code{or} and @code{then}.
6520
6521 @noindent
6522 A symbol declared with this ^switch^switch^ on the command line replaces a
6523 symbol with the same name either in a definition file or specified with a
6524 ^switch^switch^ -D in the preprocessor data file.
6525
6526 @noindent
6527 This switch is similar to switch @option{^-D^/ASSOCIATE^} of @code{gnatprep}.
6528
6529 @end table
6530
6531 @ifset vms
6532 @node Return Codes
6533 @subsection Return Codes
6534 @cindex Return Codes
6535 @cindex @option{/RETURN_CODES=VMS}
6536
6537 @noindent
6538 On VMS, GNAT compiled programs return POSIX-style codes by default,
6539 e.g. @option{/RETURN_CODES=POSIX}.
6540
6541 To enable VMS style return codes, GNAT LINK with the option
6542 @option{/RETURN_CODES=VMS}. For example:
6543
6544 @smallexample
6545 GNAT LINK MYMAIN.ALI /RETURN_CODES=VMS
6546 @end smallexample
6547
6548 @noindent
6549 Programs built with /RETURN_CODES=VMS are suitable to be called in
6550 VMS DCL scripts. Programs compiled with the default /RETURN_CODES=POSIX
6551 are suitable for spawning with appropriate GNAT RTL routines.
6552
6553 @end ifset
6554
6555
6556 @node Search Paths and the Run-Time Library (RTL)
6557 @section Search Paths and the Run-Time Library (RTL)
6558
6559 @noindent
6560 With the GNAT source-based library system, the compiler must be able to
6561 find source files for units that are needed by the unit being compiled.
6562 Search paths are used to guide this process.
6563
6564 The compiler compiles one source file whose name must be given
6565 explicitly on the command line. In other words, no searching is done
6566 for this file. To find all other source files that are needed (the most
6567 common being the specs of units), the compiler examines the following
6568 directories, in the following order:
6569
6570 @enumerate
6571 @item
6572 The directory containing the source file of the main unit being compiled
6573 (the file name on the command line).
6574
6575 @item
6576 Each directory named by an @option{^-I^/SOURCE_SEARCH^} switch given on the
6577 @code{gcc} command line, in the order given.
6578
6579 @item
6580 @findex ADA_INCLUDE_PATH
6581 Each of the directories listed in the value of the
6582 @code{ADA_INCLUDE_PATH} ^environment variable^logical name^.
6583 @ifclear vms
6584 Construct this value
6585 exactly as the @code{PATH} environment variable: a list of directory
6586 names separated by colons (semicolons when working with the NT version).
6587 @end ifclear
6588 @ifset vms
6589 Normally, define this value as a logical name containing a comma separated
6590 list of directory names.
6591
6592 This variable can also be defined by means of an environment string
6593 (an argument to the DEC C exec* set of functions).
6594
6595 Logical Name:
6596 @smallexample
6597 DEFINE ANOTHER_PATH FOO:[BAG]
6598 DEFINE ADA_INCLUDE_PATH ANOTHER_PATH,FOO:[BAM],FOO:[BAR]
6599 @end smallexample
6600
6601 By default, the path includes GNU:[LIB.OPENVMS7_x.2_8_x.DECLIB]
6602 first, followed by the standard Ada 95
6603 libraries in GNU:[LIB.OPENVMS7_x.2_8_x.ADAINCLUDE].
6604 If this is not redefined, the user will obtain the DEC Ada 83 IO packages
6605 (Text_IO, Sequential_IO, etc)
6606 instead of the Ada95 packages. Thus, in order to get the Ada 95
6607 packages by default, ADA_INCLUDE_PATH must be redefined.
6608 @end ifset
6609
6610 @item
6611 @findex ADA_PRJ_INCLUDE_FILE
6612 Each of the directories listed in the text file whose name is given
6613 by the @code{ADA_PRJ_INCLUDE_FILE} ^environment variable^logical name^.
6614
6615 @noindent
6616 @code{ADA_PRJ_INCLUDE_FILE} is normally set by gnatmake or by the ^gnat^GNAT^
6617 driver when project files are used. It should not normally be set
6618 by other means.
6619
6620 @item
6621 The content of the @file{ada_source_path} file which is part of the GNAT
6622 installation tree and is used to store standard libraries such as the
6623 GNAT Run Time Library (RTL) source files.
6624 @ifclear vms
6625 @ref{Installing an Ada Library}
6626 @end ifclear
6627 @end enumerate
6628
6629 @noindent
6630 Specifying the switch @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^}
6631 inhibits the use of the directory
6632 containing the source file named in the command line. You can still
6633 have this directory on your search path, but in this case it must be
6634 explicitly requested with a @option{^-I^/SOURCE_SEARCH^} switch.
6635
6636 Specifying the switch @option{-nostdinc}
6637 inhibits the search of the default location for the GNAT Run Time
6638 Library (RTL) source files.
6639
6640 The compiler outputs its object files and ALI files in the current
6641 working directory.
6642 @ifclear vms
6643 Caution: The object file can be redirected with the @option{-o} switch;
6644 however, @code{gcc} and @code{gnat1} have not been coordinated on this
6645 so the @file{ALI} file will not go to the right place. Therefore, you should
6646 avoid using the @option{-o} switch.
6647 @end ifclear
6648
6649 @findex System.IO
6650 The packages @code{Ada}, @code{System}, and @code{Interfaces} and their
6651 children make up the GNAT RTL, together with the simple @code{System.IO}
6652 package used in the @code{"Hello World"} example. The sources for these units
6653 are needed by the compiler and are kept together in one directory. Not
6654 all of the bodies are needed, but all of the sources are kept together
6655 anyway. In a normal installation, you need not specify these directory
6656 names when compiling or binding. Either the environment variables or
6657 the built-in defaults cause these files to be found.
6658
6659 In addition to the language-defined hierarchies (@code{System}, @code{Ada} and
6660 @code{Interfaces}), the GNAT distribution provides a fourth hierarchy,
6661 consisting of child units of @code{GNAT}. This is a collection of generally
6662 useful types, subprograms, etc. See the @cite{GNAT Reference Manual} for
6663 further details.
6664
6665 Besides simplifying access to the RTL, a major use of search paths is
6666 in compiling sources from multiple directories. This can make
6667 development environments much more flexible.
6668
6669
6670 @node Order of Compilation Issues
6671 @section Order of Compilation Issues
6672
6673 @noindent
6674 If, in our earlier example, there was a spec for the @code{hello}
6675 procedure, it would be contained in the file @file{hello.ads}; yet this
6676 file would not have to be explicitly compiled. This is the result of the
6677 model we chose to implement library management. Some of the consequences
6678 of this model are as follows:
6679
6680 @itemize @bullet
6681 @item
6682 There is no point in compiling specs (except for package
6683 specs with no bodies) because these are compiled as needed by clients. If
6684 you attempt a useless compilation, you will receive an error message.
6685 It is also useless to compile subunits because they are compiled as needed
6686 by the parent.
6687
6688 @item
6689 There are no order of compilation requirements: performing a
6690 compilation never obsoletes anything. The only way you can obsolete
6691 something and require recompilations is to modify one of the
6692 source files on which it depends.
6693
6694 @item
6695 There is no library as such, apart from the ALI files
6696 (@pxref{The Ada Library Information Files}, for information on the format
6697 of these files). For now we find it convenient to create separate ALI files,
6698 but eventually the information therein may be incorporated into the object
6699 file directly.
6700
6701 @item
6702 When you compile a unit, the source files for the specs of all units
6703 that it @code{with}'s, all its subunits, and the bodies of any generics it
6704 instantiates must be available (reachable by the search-paths mechanism
6705 described above), or you will receive a fatal error message.
6706 @end itemize
6707
6708 @node Examples
6709 @section Examples
6710
6711 @noindent
6712 The following are some typical Ada compilation command line examples:
6713
6714 @table @code
6715 @item $ gcc -c xyz.adb
6716 Compile body in file @file{xyz.adb} with all default options.
6717
6718 @ifclear vms
6719 @item $ gcc -c -O2 -gnata xyz-def.adb
6720 @end ifclear
6721 @ifset vms
6722 @item $ GNAT COMPILE /OPTIMIZE=ALL -gnata xyz-def.adb
6723 @end ifset
6724
6725 Compile the child unit package in file @file{xyz-def.adb} with extensive
6726 optimizations, and pragma @code{Assert}/@code{Debug} statements
6727 enabled.
6728
6729 @item $ gcc -c -gnatc abc-def.adb
6730 Compile the subunit in file @file{abc-def.adb} in semantic-checking-only
6731 mode.
6732 @end table
6733
6734 @node Binding Using gnatbind
6735 @chapter Binding Using @code{gnatbind}
6736 @findex gnatbind
6737
6738 @menu
6739 * Running gnatbind::
6740 * Switches for gnatbind::
6741 * Command-Line Access::
6742 * Search Paths for gnatbind::
6743 * Examples of gnatbind Usage::
6744 @end menu
6745
6746 @noindent
6747 This chapter describes the GNAT binder, @code{gnatbind}, which is used
6748 to bind compiled GNAT objects. The @code{gnatbind} program performs
6749 four separate functions:
6750
6751 @enumerate
6752 @item
6753 Checks that a program is consistent, in accordance with the rules in
6754 Chapter 10 of the Ada 95 Reference Manual. In particular, error
6755 messages are generated if a program uses inconsistent versions of a
6756 given unit.
6757
6758 @item
6759 Checks that an acceptable order of elaboration exists for the program
6760 and issues an error message if it cannot find an order of elaboration
6761 that satisfies the rules in Chapter 10 of the Ada 95 Language Manual.
6762
6763 @item
6764 Generates a main program incorporating the given elaboration order.
6765 This program is a small Ada package (body and spec) that
6766 must be subsequently compiled
6767 using the GNAT compiler. The necessary compilation step is usually
6768 performed automatically by @code{gnatlink}. The two most important
6769 functions of this program
6770 are to call the elaboration routines of units in an appropriate order
6771 and to call the main program.
6772
6773 @item
6774 Determines the set of object files required by the given main program.
6775 This information is output in the forms of comments in the generated program,
6776 to be read by the @code{gnatlink} utility used to link the Ada application.
6777 @end enumerate
6778
6779
6780 @node Running gnatbind
6781 @section Running @code{gnatbind}
6782
6783 @noindent
6784 The form of the @code{gnatbind} command is
6785
6786 @smallexample
6787 $ gnatbind [@i{switches}] @i{mainprog}[.ali] [@i{switches}]
6788 @end smallexample
6789
6790 @noindent
6791 where @file{@i{mainprog}.adb} is the Ada file containing the main program
6792 unit body. If no switches are specified, @code{gnatbind} constructs an Ada
6793 package in two files whose names are
6794 @file{b~@i{mainprog}.ads}, and @file{b~@i{mainprog}.adb}.
6795 For example, if given the
6796 parameter @file{hello.ali}, for a main program contained in file
6797 @file{hello.adb}, the binder output files would be @file{b~hello.ads}
6798 and @file{b~hello.adb}.
6799
6800 When doing consistency checking, the binder takes into consideration
6801 any source files it can locate. For example, if the binder determines
6802 that the given main program requires the package @code{Pack}, whose
6803 @file{.ALI}
6804 file is @file{pack.ali} and whose corresponding source spec file is
6805 @file{pack.ads}, it attempts to locate the source file @file{pack.ads}
6806 (using the same search path conventions as previously described for the
6807 @code{gcc} command). If it can locate this source file, it checks that
6808 the time stamps
6809 or source checksums of the source and its references to in @file{ALI} files
6810 match. In other words, any @file{ALI} files that mentions this spec must have
6811 resulted from compiling this version of the source file (or in the case
6812 where the source checksums match, a version close enough that the
6813 difference does not matter).
6814
6815 @cindex Source files, use by binder
6816 The effect of this consistency checking, which includes source files, is
6817 that the binder ensures that the program is consistent with the latest
6818 version of the source files that can be located at bind time. Editing a
6819 source file without compiling files that depend on the source file cause
6820 error messages to be generated by the binder.
6821
6822 For example, suppose you have a main program @file{hello.adb} and a
6823 package @code{P}, from file @file{p.ads} and you perform the following
6824 steps:
6825
6826 @enumerate
6827 @item
6828 Enter @code{gcc -c hello.adb} to compile the main program.
6829
6830 @item
6831 Enter @code{gcc -c p.ads} to compile package @code{P}.
6832
6833 @item
6834 Edit file @file{p.ads}.
6835
6836 @item
6837 Enter @code{gnatbind hello}.
6838 @end enumerate
6839
6840 @noindent
6841 At this point, the file @file{p.ali} contains an out-of-date time stamp
6842 because the file @file{p.ads} has been edited. The attempt at binding
6843 fails, and the binder generates the following error messages:
6844
6845 @smallexample
6846 error: "hello.adb" must be recompiled ("p.ads" has been modified)
6847 error: "p.ads" has been modified and must be recompiled
6848 @end smallexample
6849
6850 @noindent
6851 Now both files must be recompiled as indicated, and then the bind can
6852 succeed, generating a main program. You need not normally be concerned
6853 with the contents of this file, but for reference purposes a sample
6854 binder output file is given in @ref{Example of Binder Output File}.
6855
6856 In most normal usage, the default mode of @command{gnatbind} which is to
6857 generate the main package in Ada, as described in the previous section.
6858 In particular, this means that any Ada programmer can read and understand
6859 the generated main program. It can also be debugged just like any other
6860 Ada code provided the @option{^-g^/DEBUG^} switch is used for
6861 @command{gnatbind} and @command{gnatlink}.
6862
6863 However for some purposes it may be convenient to generate the main
6864 program in C rather than Ada. This may for example be helpful when you
6865 are generating a mixed language program with the main program in C. The
6866 GNAT compiler itself is an example.
6867 The use of the @option{^-C^/BIND_FILE=C^} switch
6868 for both @code{gnatbind} and @code{gnatlink} will cause the program to
6869 be generated in C (and compiled using the gnu C compiler).
6870
6871
6872 @node Switches for gnatbind
6873 @section Switches for @command{gnatbind}
6874
6875 @noindent
6876 The following switches are available with @code{gnatbind}; details will
6877 be presented in subsequent sections.
6878
6879 @menu
6880 * Consistency-Checking Modes::
6881 * Binder Error Message Control::
6882 * Elaboration Control::
6883 * Output Control::
6884 * Binding with Non-Ada Main Programs::
6885 * Binding Programs with No Main Subprogram::
6886 @end menu
6887
6888 @table @option
6889 @c !sort!
6890 @item ^-aO^/OBJECT_SEARCH^
6891 @cindex @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH^} (@command{gnatbind})
6892 Specify directory to be searched for ALI files.
6893
6894 @item ^-aI^/SOURCE_SEARCH^
6895 @cindex @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH^} (@command{gnatbind})
6896 Specify directory to be searched for source file.
6897
6898 @item ^-A^/BIND_FILE=ADA^
6899 @cindex @option{^-A^/BIND_FILE=ADA^} (@command{gnatbind})
6900 Generate binder program in Ada (default)
6901
6902 @item ^-b^/REPORT_ERRORS=BRIEF^
6903 @cindex @option{^-b^/REPORT_ERRORS=BRIEF^} (@command{gnatbind})
6904 Generate brief messages to @file{stderr} even if verbose mode set.
6905
6906 @item ^-c^/NOOUTPUT^
6907 @cindex @option{^-c^/NOOUTPUT^} (@command{gnatbind})
6908 Check only, no generation of binder output file.
6909
6910 @item ^-C^/BIND_FILE=C^
6911 @cindex @option{^-C^/BIND_FILE=C^} (@command{gnatbind})
6912 Generate binder program in C
6913
6914 @item ^-e^/ELABORATION_DEPENDENCIES^
6915 @cindex @option{^-e^/ELABORATION_DEPENDENCIES^} (@command{gnatbind})
6916 Output complete list of elaboration-order dependencies.
6917
6918 @item ^-E^/STORE_TRACEBACKS^
6919 @cindex @option{^-E^/STORE_TRACEBACKS^} (@command{gnatbind})
6920 Store tracebacks in exception occurrences when the target supports it.
6921 This is the default with the zero cost exception mechanism.
6922 @ignore
6923 @c The following may get moved to an appendix
6924 This option is currently supported on the following targets:
6925 all x86 ports, Solaris, Windows, HP-UX, AIX, PowerPC VxWorks and Alpha VxWorks.
6926 @end ignore
6927 See also the packages @code{GNAT.Traceback} and
6928 @code{GNAT.Traceback.Symbolic} for more information.
6929 @ifclear vms
6930 Note that on x86 ports, you must not use @option{-fomit-frame-pointer}
6931 @code{gcc} option.
6932 @end ifclear vms
6933
6934 @item ^-F^/FORCE_ELABS_FLAGS^
6935 @cindex @option{^-F^/FORCE_ELABS_FLAGS^} (@command{gnatbind})
6936 Force the checks of elaboration flags. @command{gnatbind} does not normally
6937 generate checks of elaboration flags for the main executable, except when
6938 a Stand-Alone Library is used. However, there are cases when this cannot be
6939 detected by gnatbind. An example is importing an interface of a Stand-Alone
6940 Library through a pragma Import and only specifying through a linker switch
6941 this Stand-Alone Library. This switch is used to guarantee that elaboration
6942 flag checks are generated.
6943
6944 @item ^-h^/HELP^
6945 @cindex @option{^-h^/HELP^} (@command{gnatbind})
6946 Output usage (help) information
6947
6948 @item ^-I^/SEARCH^
6949 @cindex @option{^-I^/SEARCH^} (@command{gnatbind})
6950 Specify directory to be searched for source and ALI files.
6951
6952 @item ^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^
6953 @cindex @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^} (@command{gnatbind})
6954 Do not look for sources in the current directory where @code{gnatbind} was
6955 invoked, and do not look for ALI files in the directory containing the
6956 ALI file named in the @code{gnatbind} command line.
6957
6958 @item ^-l^/ORDER_OF_ELABORATION^
6959 @cindex @option{^-l^/ORDER_OF_ELABORATION^} (@command{gnatbind})
6960 Output chosen elaboration order.
6961
6962 @item ^-Lxxx^/BUILD_LIBRARY=xxx^
6963 @cindex @option{^-L^/BUILD_LIBRARY^} (@command{gnatbind})
6964 Binds the units for library building. In this case the adainit and
6965 adafinal procedures (See @pxref{Binding with Non-Ada Main Programs})
6966 are renamed to ^xxxinit^XXXINIT^ and
6967 ^xxxfinal^XXXFINAL^.
6968 Implies ^-n^/NOCOMPILE^.
6969 @ifclear vms
6970 (@pxref{GNAT and Libraries}, for more details.)
6971 @end ifclear
6972 @ifset vms
6973 On OpenVMS, these init and final procedures are exported in uppercase
6974 letters. For example if /BUILD_LIBRARY=toto is used, the exported name of
6975 the init procedure will be "TOTOINIT" and the exported name of the final
6976 procedure will be "TOTOFINAL".
6977 @end ifset
6978
6979 @item ^-Mxyz^/RENAME_MAIN=xyz^
6980 @cindex @option{^-M^/RENAME_MAIN^} (@command{gnatbind})
6981 Rename generated main program from main to xyz
6982
6983 @item ^-m^/ERROR_LIMIT=^@var{n}
6984 @cindex @option{^-m^/ERROR_LIMIT^} (@command{gnatbind})
6985 Limit number of detected errors to @var{n}, where @var{n} is
6986 in the range 1..999_999. The default value if no switch is
6987 given is 9999. Binding is terminated if the limit is exceeded.
6988 @ifset unw
6989 Furthermore, under Windows, the sources pointed to by the libraries path
6990 set in the registry are not searched for.
6991 @end ifset
6992
6993 @item ^-n^/NOMAIN^
6994 @cindex @option{^-n^/NOMAIN^} (@command{gnatbind})
6995 No main program.
6996
6997 @item -nostdinc
6998 @cindex @option{-nostdinc} (@command{gnatbind})
6999 Do not look for sources in the system default directory.
7000
7001 @item -nostdlib
7002 @cindex @option{-nostdlib} (@command{gnatbind})
7003 Do not look for library files in the system default directory.
7004
7005 @item --RTS=@var{rts-path}
7006 @cindex @option{--RTS} (@code{gnatbind})
7007 Specifies the default location of the runtime library. Same meaning as the
7008 equivalent @code{gnatmake} flag (see @ref{Switches for gnatmake}).
7009
7010 @item ^-o ^/OUTPUT=^@var{file}
7011 @cindex @option{^-o ^/OUTPUT^} (@command{gnatbind})
7012 Name the output file @var{file} (default is @file{b~@var{xxx}.adb}).
7013 Note that if this option is used, then linking must be done manually,
7014 gnatlink cannot be used.
7015
7016 @item ^-O^/OBJECT_LIST^
7017 @cindex @option{^-O^/OBJECT_LIST^} (@command{gnatbind})
7018 Output object list.
7019
7020 @item ^-p^/PESSIMISTIC_ELABORATION^
7021 @cindex @option{^-p^/PESSIMISTIC_ELABORATION^} (@command{gnatbind})
7022 Pessimistic (worst-case) elaboration order
7023
7024 @item ^-s^/READ_SOURCES=ALL^
7025 @cindex @option{^-s^/READ_SOURCES=ALL^} (@command{gnatbind})
7026 Require all source files to be present.
7027
7028 @item ^-S@var{xxx}^/INITIALIZE_SCALARS=@var{xxx}^
7029 @cindex @option{^-S^/INITIALIZE_SCALARS^} (@command{gnatbind})
7030 Specifies the value to be used when detecting uninitialized scalar
7031 objects with pragma Initialize_Scalars.
7032 The @var{xxx} ^string specified with the switch^option^ may be either
7033 @itemize @bullet
7034 @item ``@option{^in^INVALID^}'' requesting an invalid value where possible
7035 @item ``@option{^lo^LOW^}'' for the lowest possible value
7036 possible, and the low
7037 @item ``@option{^hi^HIGH^}'' for the highest possible value
7038 @item ``@option{xx}'' for a value consisting of repeated bytes with the
7039 value 16#xx# (i.e. xx is a string of two hexadecimal digits).
7040 @end itemize
7041
7042 In addition, you can specify @option{-Sev} to indicate that the value is
7043 to be set at run time. In this case, the program will look for an environment
7044 @cindex GNAT_INIT_SCALARS
7045 variable of the form @code{GNAT_INIT_SCALARS=xx}, where xx is one
7046 of @option{in/lo/hi/xx} with the same meanings as above.
7047 If no environment variable is found, or if it does not have a valid value,
7048 then the default is @option{in} (invalid values).
7049
7050 @ifclear vms
7051 @item -static
7052 @cindex @option{-static} (@code{gnatbind})
7053 Link against a static GNAT run time.
7054
7055 @item -shared
7056 @cindex @option{-shared} (@code{gnatbind})
7057 Link against a shared GNAT run time when available.
7058 @end ifclear
7059
7060 @item ^-t^/NOTIME_STAMP_CHECK^
7061 @cindex @option{^-t^/NOTIME_STAMP_CHECK^} (@code{gnatbind})
7062 Tolerate time stamp and other consistency errors
7063
7064 @item ^-T@var{n}^/TIME_SLICE=@var{n}^
7065 @cindex @option{^-T^/TIME_SLICE^} (@code{gnatbind})
7066 Set the time slice value to @var{n} milliseconds. If the system supports
7067 the specification of a specific time slice value, then the indicated value
7068 is used. If the system does not support specific time slice values, but
7069 does support some general notion of round-robin scheduling, then any
7070 non-zero value will activate round-robin scheduling.
7071
7072 A value of zero is treated specially. It turns off time
7073 slicing, and in addition, indicates to the tasking run time that the
7074 semantics should match as closely as possible the Annex D
7075 requirements of the Ada RM, and in particular sets the default
7076 scheduling policy to @code{FIFO_Within_Priorities}.
7077
7078 @item ^-v^/REPORT_ERRORS=VERBOSE^
7079 @cindex @option{^-v^/REPORT_ERRORS=VERBOSE^} (@code{gnatbind})
7080 Verbose mode. Write error messages, header, summary output to
7081 @file{stdout}.
7082
7083 @ifclear vms
7084 @item -w@var{x}
7085 @cindex @option{-w} (@code{gnatbind})
7086 Warning mode (@var{x}=s/e for suppress/treat as error)
7087 @end ifclear
7088
7089 @ifset vms
7090 @item /WARNINGS=NORMAL
7091 @cindex @option{/WARNINGS} (@code{gnatbind})
7092 Normal warnings mode. Warnings are issued but ignored
7093
7094 @item /WARNINGS=SUPPRESS
7095 @cindex @option{/WARNINGS} (@code{gnatbind})
7096 All warning messages are suppressed
7097
7098 @item /WARNINGS=ERROR
7099 @cindex @option{/WARNINGS} (@code{gnatbind})
7100 Warning messages are treated as fatal errors
7101 @end ifset
7102
7103 @item ^-x^/READ_SOURCES=NONE^
7104 @cindex @option{^-x^/READ_SOURCES^} (@code{gnatbind})
7105 Exclude source files (check object consistency only).
7106
7107 @ifset vms
7108 @item /READ_SOURCES=AVAILABLE
7109 @cindex @option{/READ_SOURCES} (@code{gnatbind})
7110 Default mode, in which sources are checked for consistency only if
7111 they are available.
7112 @end ifset
7113
7114 @item ^-z^/ZERO_MAIN^
7115 @cindex @option{^-z^/ZERO_MAIN^} (@code{gnatbind})
7116 No main subprogram.
7117 @end table
7118
7119 @ifclear vms
7120 @noindent
7121 You may obtain this listing of switches by running @code{gnatbind} with
7122 no arguments.
7123 @end ifclear
7124
7125
7126 @node Consistency-Checking Modes
7127 @subsection Consistency-Checking Modes
7128
7129 @noindent
7130 As described earlier, by default @code{gnatbind} checks
7131 that object files are consistent with one another and are consistent
7132 with any source files it can locate. The following switches control binder
7133 access to sources.
7134
7135 @table @option
7136 @c !sort!
7137 @item ^-s^/READ_SOURCES=ALL^
7138 @cindex @option{^-s^/READ_SOURCES=ALL^} (@code{gnatbind})
7139 Require source files to be present. In this mode, the binder must be
7140 able to locate all source files that are referenced, in order to check
7141 their consistency. In normal mode, if a source file cannot be located it
7142 is simply ignored. If you specify this switch, a missing source
7143 file is an error.
7144
7145 @item ^-x^/READ_SOURCES=NONE^
7146 @cindex @option{^-x^/READ_SOURCES=NONE^} (@code{gnatbind})
7147 Exclude source files. In this mode, the binder only checks that ALI
7148 files are consistent with one another. Source files are not accessed.
7149 The binder runs faster in this mode, and there is still a guarantee that
7150 the resulting program is self-consistent.
7151 If a source file has been edited since it was last compiled, and you
7152 specify this switch, the binder will not detect that the object
7153 file is out of date with respect to the source file. Note that this is the
7154 mode that is automatically used by @code{gnatmake} because in this
7155 case the checking against sources has already been performed by
7156 @code{gnatmake} in the course of compilation (i.e. before binding).
7157
7158 @ifset vms
7159 @item /READ_SOURCES=AVAILABLE
7160 @cindex @code{/READ_SOURCES=AVAILABLE} (@code{gnatbind})
7161 This is the default mode in which source files are checked if they are
7162 available, and ignored if they are not available.
7163 @end ifset
7164 @end table
7165
7166 @node Binder Error Message Control
7167 @subsection Binder Error Message Control
7168
7169 @noindent
7170 The following switches provide control over the generation of error
7171 messages from the binder:
7172
7173 @table @option
7174 @c !sort!
7175 @item ^-v^/REPORT_ERRORS=VERBOSE^
7176 @cindex @option{^-v^/REPORT_ERRORS=VERBOSE^} (@code{gnatbind})
7177 Verbose mode. In the normal mode, brief error messages are generated to
7178 @file{stderr}. If this switch is present, a header is written
7179 to @file{stdout} and any error messages are directed to @file{stdout}.
7180 All that is written to @file{stderr} is a brief summary message.
7181
7182 @item ^-b^/REPORT_ERRORS=BRIEF^
7183 @cindex @option{^-b^/REPORT_ERRORS=BRIEF^} (@code{gnatbind})
7184 Generate brief error messages to @file{stderr} even if verbose mode is
7185 specified. This is relevant only when used with the
7186 @option{^-v^/REPORT_ERRORS=VERBOSE^} switch.
7187
7188 @ifclear vms
7189 @item -m@var{n}
7190 @cindex @option{-m} (@code{gnatbind})
7191 Limits the number of error messages to @var{n}, a decimal integer in the
7192 range 1-999. The binder terminates immediately if this limit is reached.
7193
7194 @item -M@var{xxx}
7195 @cindex @option{-M} (@code{gnatbind})
7196 Renames the generated main program from @code{main} to @code{xxx}.
7197 This is useful in the case of some cross-building environments, where
7198 the actual main program is separate from the one generated
7199 by @code{gnatbind}.
7200 @end ifclear
7201
7202 @item ^-ws^/WARNINGS=SUPPRESS^
7203 @cindex @option{^-ws^/WARNINGS=SUPPRESS^} (@code{gnatbind})
7204 @cindex Warnings
7205 Suppress all warning messages.
7206
7207 @item ^-we^/WARNINGS=ERROR^
7208 @cindex @option{^-we^/WARNINGS=ERROR^} (@code{gnatbind})
7209 Treat any warning messages as fatal errors.
7210
7211 @ifset vms
7212 @item /WARNINGS=NORMAL
7213 Standard mode with warnings generated, but warnings do not get treated
7214 as errors.
7215 @end ifset
7216
7217 @item ^-t^/NOTIME_STAMP_CHECK^
7218 @cindex @option{^-t^/NOTIME_STAMP_CHECK^} (@code{gnatbind})
7219 @cindex Time stamp checks, in binder
7220 @cindex Binder consistency checks
7221 @cindex Consistency checks, in binder
7222 The binder performs a number of consistency checks including:
7223
7224 @itemize @bullet
7225 @item
7226 Check that time stamps of a given source unit are consistent
7227 @item
7228 Check that checksums of a given source unit are consistent
7229 @item
7230 Check that consistent versions of @code{GNAT} were used for compilation
7231 @item
7232 Check consistency of configuration pragmas as required
7233 @end itemize
7234
7235 @noindent
7236 Normally failure of such checks, in accordance with the consistency
7237 requirements of the Ada Reference Manual, causes error messages to be
7238 generated which abort the binder and prevent the output of a binder
7239 file and subsequent link to obtain an executable.
7240
7241 The @option{^-t^/NOTIME_STAMP_CHECK^} switch converts these error messages
7242 into warnings, so that
7243 binding and linking can continue to completion even in the presence of such
7244 errors. The result may be a failed link (due to missing symbols), or a
7245 non-functional executable which has undefined semantics.
7246 @emph{This means that
7247 @option{^-t^/NOTIME_STAMP_CHECK^} should be used only in unusual situations,
7248 with extreme care.}
7249 @end table
7250
7251 @node Elaboration Control
7252 @subsection Elaboration Control
7253
7254 @noindent
7255 The following switches provide additional control over the elaboration
7256 order. For full details see @xref{Elaboration Order Handling in GNAT}.
7257
7258 @table @option
7259 @item ^-p^/PESSIMISTIC_ELABORATION^
7260 @cindex @option{^-p^/PESSIMISTIC_ELABORATION^} (@code{gnatbind})
7261 Normally the binder attempts to choose an elaboration order that is
7262 likely to minimize the likelihood of an elaboration order error resulting
7263 in raising a @code{Program_Error} exception. This switch reverses the
7264 action of the binder, and requests that it deliberately choose an order
7265 that is likely to maximize the likelihood of an elaboration error.
7266 This is useful in ensuring portability and avoiding dependence on
7267 accidental fortuitous elaboration ordering.
7268
7269 Normally it only makes sense to use the @option{^-p^/PESSIMISTIC_ELABORATION^}
7270 switch if dynamic
7271 elaboration checking is used (@option{-gnatE} switch used for compilation).
7272 This is because in the default static elaboration mode, all necessary
7273 @code{Elaborate_All} pragmas are implicitly inserted.
7274 These implicit pragmas are still respected by the binder in
7275 @option{^-p^/PESSIMISTIC_ELABORATION^} mode, so a
7276 safe elaboration order is assured.
7277 @end table
7278
7279 @node Output Control
7280 @subsection Output Control
7281
7282 @noindent
7283 The following switches allow additional control over the output
7284 generated by the binder.
7285
7286 @table @option
7287 @c !sort!
7288
7289 @item ^-A^/BIND_FILE=ADA^
7290 @cindex @option{^-A^/BIND_FILE=ADA^} (@code{gnatbind})
7291 Generate binder program in Ada (default). The binder program is named
7292 @file{b~@var{mainprog}.adb} by default. This can be changed with
7293 @option{^-o^/OUTPUT^} @code{gnatbind} option.
7294
7295 @item ^-c^/NOOUTPUT^
7296 @cindex @option{^-c^/NOOUTPUT^} (@code{gnatbind})
7297 Check only. Do not generate the binder output file. In this mode the
7298 binder performs all error checks but does not generate an output file.
7299
7300 @item ^-C^/BIND_FILE=C^
7301 @cindex @option{^-C^/BIND_FILE=C^} (@code{gnatbind})
7302 Generate binder program in C. The binder program is named
7303 @file{b_@var{mainprog}.c}.
7304 This can be changed with @option{^-o^/OUTPUT^} @code{gnatbind}
7305 option.
7306
7307 @item ^-e^/ELABORATION_DEPENDENCIES^
7308 @cindex @option{^-e^/ELABORATION_DEPENDENCIES^} (@code{gnatbind})
7309 Output complete list of elaboration-order dependencies, showing the
7310 reason for each dependency. This output can be rather extensive but may
7311 be useful in diagnosing problems with elaboration order. The output is
7312 written to @file{stdout}.
7313
7314 @item ^-h^/HELP^
7315 @cindex @option{^-h^/HELP^} (@code{gnatbind})
7316 Output usage information. The output is written to @file{stdout}.
7317
7318 @item ^-K^/LINKER_OPTION_LIST^
7319 @cindex @option{^-K^/LINKER_OPTION_LIST^} (@code{gnatbind})
7320 Output linker options to @file{stdout}. Includes library search paths,
7321 contents of pragmas Ident and Linker_Options, and libraries added
7322 by @code{gnatbind}.
7323
7324 @item ^-l^/ORDER_OF_ELABORATION^
7325 @cindex @option{^-l^/ORDER_OF_ELABORATION^} (@code{gnatbind})
7326 Output chosen elaboration order. The output is written to @file{stdout}.
7327
7328 @item ^-O^/OBJECT_LIST^
7329 @cindex @option{^-O^/OBJECT_LIST^} (@code{gnatbind})
7330 Output full names of all the object files that must be linked to provide
7331 the Ada component of the program. The output is written to @file{stdout}.
7332 This list includes the files explicitly supplied and referenced by the user
7333 as well as implicitly referenced run-time unit files. The latter are
7334 omitted if the corresponding units reside in shared libraries. The
7335 directory names for the run-time units depend on the system configuration.
7336
7337 @item ^-o ^/OUTPUT=^@var{file}
7338 @cindex @option{^-o^/OUTPUT^} (@code{gnatbind})
7339 Set name of output file to @var{file} instead of the normal
7340 @file{b~@var{mainprog}.adb} default. Note that @var{file} denote the Ada
7341 binder generated body filename. In C mode you would normally give
7342 @var{file} an extension of @file{.c} because it will be a C source program.
7343 Note that if this option is used, then linking must be done manually.
7344 It is not possible to use gnatlink in this case, since it cannot locate
7345 the binder file.
7346
7347 @item ^-r^/RESTRICTION_LIST^
7348 @cindex @option{^-r^/RESTRICTION_LIST^} (@code{gnatbind})
7349 Generate list of @code{pragma Restrictions} that could be applied to
7350 the current unit. This is useful for code audit purposes, and also may
7351 be used to improve code generation in some cases.
7352
7353 @end table
7354
7355 @node Binding with Non-Ada Main Programs
7356 @subsection Binding with Non-Ada Main Programs
7357
7358 @noindent
7359 In our description so far we have assumed that the main
7360 program is in Ada, and that the task of the binder is to generate a
7361 corresponding function @code{main} that invokes this Ada main
7362 program. GNAT also supports the building of executable programs where
7363 the main program is not in Ada, but some of the called routines are
7364 written in Ada and compiled using GNAT (@pxref{Mixed Language Programming}).
7365 The following switch is used in this situation:
7366
7367 @table @option
7368 @item ^-n^/NOMAIN^
7369 @cindex @option{^-n^/NOMAIN^} (@code{gnatbind})
7370 No main program. The main program is not in Ada.
7371 @end table
7372
7373 @noindent
7374 In this case, most of the functions of the binder are still required,
7375 but instead of generating a main program, the binder generates a file
7376 containing the following callable routines:
7377
7378 @table @code
7379 @item adainit
7380 @findex adainit
7381 You must call this routine to initialize the Ada part of the program by
7382 calling the necessary elaboration routines. A call to @code{adainit} is
7383 required before the first call to an Ada subprogram.
7384
7385 Note that it is assumed that the basic execution environment must be setup
7386 to be appropriate for Ada execution at the point where the first Ada
7387 subprogram is called. In particular, if the Ada code will do any
7388 floating-point operations, then the FPU must be setup in an appropriate
7389 manner. For the case of the x86, for example, full precision mode is
7390 required. The procedure GNAT.Float_Control.Reset may be used to ensure
7391 that the FPU is in the right state.
7392
7393 @item adafinal
7394 @findex adafinal
7395 You must call this routine to perform any library-level finalization
7396 required by the Ada subprograms. A call to @code{adafinal} is required
7397 after the last call to an Ada subprogram, and before the program
7398 terminates.
7399 @end table
7400
7401 @noindent
7402 If the @option{^-n^/NOMAIN^} switch
7403 @cindex @option{^-n^/NOMAIN^} (@command{gnatbind})
7404 @cindex Binder, multiple input files
7405 is given, more than one ALI file may appear on
7406 the command line for @code{gnatbind}. The normal @dfn{closure}
7407 calculation is performed for each of the specified units. Calculating
7408 the closure means finding out the set of units involved by tracing
7409 @code{with} references. The reason it is necessary to be able to
7410 specify more than one ALI file is that a given program may invoke two or
7411 more quite separate groups of Ada units.
7412
7413 The binder takes the name of its output file from the last specified ALI
7414 file, unless overridden by the use of the @option{^-o file^/OUTPUT=file^}.
7415 @cindex @option{^-o^/OUTPUT^} (@command{gnatbind})
7416 The output is an Ada unit in source form that can
7417 be compiled with GNAT unless the -C switch is used in which case the
7418 output is a C source file, which must be compiled using the C compiler.
7419 This compilation occurs automatically as part of the @code{gnatlink}
7420 processing.
7421
7422 Currently the GNAT run time requires a FPU using 80 bits mode
7423 precision. Under targets where this is not the default it is required to
7424 call GNAT.Float_Control.Reset before using floating point numbers (this
7425 include float computation, float input and output) in the Ada code. A
7426 side effect is that this could be the wrong mode for the foreign code
7427 where floating point computation could be broken after this call.
7428
7429 @node Binding Programs with No Main Subprogram
7430 @subsection Binding Programs with No Main Subprogram
7431
7432 @noindent
7433 It is possible to have an Ada program which does not have a main
7434 subprogram. This program will call the elaboration routines of all the
7435 packages, then the finalization routines.
7436
7437 The following switch is used to bind programs organized in this manner:
7438
7439 @table @option
7440 @item ^-z^/ZERO_MAIN^
7441 @cindex @option{^-z^/ZERO_MAIN^} (@code{gnatbind})
7442 Normally the binder checks that the unit name given on the command line
7443 corresponds to a suitable main subprogram. When this switch is used,
7444 a list of ALI files can be given, and the execution of the program
7445 consists of elaboration of these units in an appropriate order.
7446 @end table
7447
7448
7449 @node Command-Line Access
7450 @section Command-Line Access
7451
7452 @noindent
7453 The package @code{Ada.Command_Line} provides access to the command-line
7454 arguments and program name. In order for this interface to operate
7455 correctly, the two variables
7456
7457 @smallexample
7458 @group
7459 int gnat_argc;
7460 char **gnat_argv;
7461 @end group
7462 @end smallexample
7463
7464 @noindent
7465 @findex gnat_argv
7466 @findex gnat_argc
7467 are declared in one of the GNAT library routines. These variables must
7468 be set from the actual @code{argc} and @code{argv} values passed to the
7469 main program. With no @option{^n^/NOMAIN^} present, @code{gnatbind}
7470 generates the C main program to automatically set these variables.
7471 If the @option{^n^/NOMAIN^} switch is used, there is no automatic way to
7472 set these variables. If they are not set, the procedures in
7473 @code{Ada.Command_Line} will not be available, and any attempt to use
7474 them will raise @code{Constraint_Error}. If command line access is
7475 required, your main program must set @code{gnat_argc} and
7476 @code{gnat_argv} from the @code{argc} and @code{argv} values passed to
7477 it.
7478
7479
7480 @node Search Paths for gnatbind
7481 @section Search Paths for @code{gnatbind}
7482
7483 @noindent
7484 The binder takes the name of an ALI file as its argument and needs to
7485 locate source files as well as other ALI files to verify object consistency.
7486
7487 For source files, it follows exactly the same search rules as @code{gcc}
7488 (@pxref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}). For ALI files the
7489 directories searched are:
7490
7491 @enumerate
7492 @item
7493 The directory containing the ALI file named in the command line, unless
7494 the switch @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^} is specified.
7495
7496 @item
7497 All directories specified by @option{^-I^/SEARCH^}
7498 switches on the @code{gnatbind}
7499 command line, in the order given.
7500
7501 @item
7502 @findex ADA_OBJECTS_PATH
7503 Each of the directories listed in the value of the
7504 @code{ADA_OBJECTS_PATH} ^environment variable^logical name^.
7505 @ifset unw
7506 Construct this value
7507 exactly as the @code{PATH} environment variable: a list of directory
7508 names separated by colons (semicolons when working with the NT version
7509 of GNAT).
7510 @end ifset
7511 @ifset vms
7512 Normally, define this value as a logical name containing a comma separated
7513 list of directory names.
7514
7515 This variable can also be defined by means of an environment string
7516 (an argument to the DEC C exec* set of functions).
7517
7518 Logical Name:
7519 @smallexample
7520 DEFINE ANOTHER_PATH FOO:[BAG]
7521 DEFINE ADA_OBJECTS_PATH ANOTHER_PATH,FOO:[BAM],FOO:[BAR]
7522 @end smallexample
7523
7524 By default, the path includes GNU:[LIB.OPENVMS7_x.2_8_x.DECLIB]
7525 first, followed by the standard Ada 95
7526 libraries in GNU:[LIB.OPENVMS7_x.2_8_x.ADALIB].
7527 If this is not redefined, the user will obtain the DEC Ada 83 IO packages
7528 (Text_IO, Sequential_IO, etc)
7529 instead of the Ada95 packages. Thus, in order to get the Ada 95
7530 packages by default, ADA_OBJECTS_PATH must be redefined.
7531 @end ifset
7532
7533 @item
7534 @findex ADA_PRJ_OBJECTS_FILE
7535 Each of the directories listed in the text file whose name is given
7536 by the @code{ADA_PRJ_OBJECTS_FILE} ^environment variable^logical name^.
7537
7538 @noindent
7539 @code{ADA_PRJ_OBJECTS_FILE} is normally set by gnatmake or by the ^gnat^GNAT^
7540 driver when project files are used. It should not normally be set
7541 by other means.
7542
7543 @item
7544 The content of the @file{ada_object_path} file which is part of the GNAT
7545 installation tree and is used to store standard libraries such as the
7546 GNAT Run Time Library (RTL) unless the switch @option{-nostdlib} is
7547 specified.
7548 @ifclear vms
7549 @ref{Installing an Ada Library}
7550 @end ifclear
7551 @end enumerate
7552
7553 @noindent
7554 In the binder the switch @option{^-I^/SEARCH^}
7555 @cindex @option{^-I^/SEARCH^} (@command{gnatbind})
7556 is used to specify both source and
7557 library file paths. Use @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH^}
7558 @cindex @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH^} (@command{gnatbind})
7559 instead if you want to specify
7560 source paths only, and @option{^-aO^/LIBRARY_SEARCH^}
7561 @cindex @option{^-aO^/LIBRARY_SEARCH^} (@command{gnatbind})
7562 if you want to specify library paths
7563 only. This means that for the binder
7564 @option{^-I^/SEARCH=^}@var{dir} is equivalent to
7565 @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH=^}@var{dir}
7566 @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH=^}@var{dir}.
7567 The binder generates the bind file (a C language source file) in the
7568 current working directory.
7569
7570 @findex Ada
7571 @findex System
7572 @findex Interfaces
7573 @findex GNAT
7574 The packages @code{Ada}, @code{System}, and @code{Interfaces} and their
7575 children make up the GNAT Run-Time Library, together with the package
7576 GNAT and its children, which contain a set of useful additional
7577 library functions provided by GNAT. The sources for these units are
7578 needed by the compiler and are kept together in one directory. The ALI
7579 files and object files generated by compiling the RTL are needed by the
7580 binder and the linker and are kept together in one directory, typically
7581 different from the directory containing the sources. In a normal
7582 installation, you need not specify these directory names when compiling
7583 or binding. Either the environment variables or the built-in defaults
7584 cause these files to be found.
7585
7586 Besides simplifying access to the RTL, a major use of search paths is
7587 in compiling sources from multiple directories. This can make
7588 development environments much more flexible.
7589
7590 @node Examples of gnatbind Usage
7591 @section Examples of @code{gnatbind} Usage
7592
7593 @noindent
7594 This section contains a number of examples of using the GNAT binding
7595 utility @code{gnatbind}.
7596
7597 @table @code
7598 @item gnatbind hello
7599 The main program @code{Hello} (source program in @file{hello.adb}) is
7600 bound using the standard switch settings. The generated main program is
7601 @file{b~hello.adb}. This is the normal, default use of the binder.
7602
7603 @ifclear vms
7604 @item gnatbind hello -o mainprog.adb
7605 @end ifclear
7606 @ifset vms
7607 @item gnatbind HELLO.ALI /OUTPUT=Mainprog.ADB
7608 @end ifset
7609 The main program @code{Hello} (source program in @file{hello.adb}) is
7610 bound using the standard switch settings. The generated main program is
7611 @file{mainprog.adb} with the associated spec in
7612 @file{mainprog.ads}. Note that you must specify the body here not the
7613 spec, in the case where the output is in Ada. Note that if this option
7614 is used, then linking must be done manually, since gnatlink will not
7615 be able to find the generated file.
7616
7617 @ifclear vms
7618 @item gnatbind main -C -o mainprog.c -x
7619 @end ifclear
7620 @ifset vms
7621 @item gnatbind MAIN.ALI /BIND_FILE=C /OUTPUT=Mainprog.C /READ_SOURCES=NONE
7622 @end ifset
7623 The main program @code{Main} (source program in
7624 @file{main.adb}) is bound, excluding source files from the
7625 consistency checking, generating
7626 the file @file{mainprog.c}.
7627
7628 @ifclear vms
7629 @item gnatbind -x main_program -C -o mainprog.c
7630 This command is exactly the same as the previous example. Switches may
7631 appear anywhere in the command line, and single letter switches may be
7632 combined into a single switch.
7633 @end ifclear
7634
7635 @ifclear vms
7636 @item gnatbind -n math dbase -C -o ada-control.c
7637 @end ifclear
7638 @ifset vms
7639 @item gnatbind /NOMAIN math dbase /BIND_FILE=C /OUTPUT=ada-control.c
7640 @end ifset
7641 The main program is in a language other than Ada, but calls to
7642 subprograms in packages @code{Math} and @code{Dbase} appear. This call
7643 to @code{gnatbind} generates the file @file{ada-control.c} containing
7644 the @code{adainit} and @code{adafinal} routines to be called before and
7645 after accessing the Ada units.
7646 @end table
7647
7648
7649 @c ------------------------------------
7650 @node Linking Using gnatlink
7651 @chapter Linking Using @code{gnatlink}
7652 @c ------------------------------------
7653 @findex gnatlink
7654
7655 @noindent
7656 This chapter discusses @code{gnatlink}, a tool that links
7657 an Ada program and builds an executable file. This utility
7658 invokes the system linker ^(via the @code{gcc} command)^^
7659 with a correct list of object files and library references.
7660 @code{gnatlink} automatically determines the list of files and
7661 references for the Ada part of a program. It uses the binder file
7662 generated by the @command{gnatbind} to determine this list.
7663
7664 @menu
7665 * Running gnatlink::
7666 * Switches for gnatlink::
7667 * Setting Stack Size from gnatlink::
7668 * Setting Heap Size from gnatlink::
7669 @end menu
7670
7671 @node Running gnatlink
7672 @section Running @code{gnatlink}
7673
7674 @noindent
7675 The form of the @code{gnatlink} command is
7676
7677 @smallexample
7678 $ gnatlink [@var{switches}] @var{mainprog}[.ali]
7679            [@var{non-Ada objects}] [@var{linker options}]
7680 @end smallexample
7681
7682 @noindent
7683 The arguments of @code{gnatlink} (switches, main @file{ALI} file,
7684 non-Ada objects
7685 or linker options) may be in any order, provided that no non-Ada object may
7686 be mistaken for a main @file{ALI} file.
7687 Any file name @file{F} without the @file{.ali}
7688 extension will be taken as the main @file{ALI} file if a file exists
7689 whose name is the concatenation of @file{F} and @file{.ali}.
7690
7691 @noindent
7692 @file{@var{mainprog}.ali} references the ALI file of the main program.
7693 The @file{.ali} extension of this file can be omitted. From this
7694 reference, @code{gnatlink} locates the corresponding binder file
7695 @file{b~@var{mainprog}.adb} and, using the information in this file along
7696 with the list of non-Ada objects and linker options, constructs a
7697 linker command file to create the executable.
7698
7699 The arguments other than the @code{gnatlink} switches and the main @file{ALI}
7700 file are passed to the linker uninterpreted.
7701 They typically include the names of
7702 object files for units written in other languages than Ada and any library
7703 references required to resolve references in any of these foreign language
7704 units, or in @code{Import} pragmas in any Ada units.
7705
7706 @var{linker options} is an optional list of linker specific
7707 switches.
7708 The default linker called by gnatlink is @var{gcc} which in
7709 turn calls the appropriate system linker.
7710 Standard options for the linker such as @option{-lmy_lib} or
7711 @option{-Ldir} can be added as is.
7712 For options that are not recognized by
7713 @var{gcc} as linker options, use the @var{gcc} switches @option{-Xlinker} or
7714 @option{-Wl,}.
7715 Refer to the GCC documentation for
7716 details. Here is an example showing how to generate a linker map:
7717
7718 @ifclear vms
7719 @smallexample
7720 $ gnatlink my_prog -Wl,-Map,MAPFILE
7721 @end smallexample
7722 @end ifclear
7723
7724 @ifset vms
7725 <<Need example for VMS>>
7726 @end ifset
7727
7728 Using @var{linker options} it is possible to set the program stack and
7729 heap size. See @ref{Setting Stack Size from gnatlink}, and
7730 @ref{Setting Heap Size from gnatlink}.
7731
7732 @code{gnatlink} determines the list of objects required by the Ada
7733 program and prepends them to the list of objects passed to the linker.
7734 @code{gnatlink} also gathers any arguments set by the use of
7735 @code{pragma Linker_Options} and adds them to the list of arguments
7736 presented to the linker.
7737
7738 @ifset vms
7739 @code{gnatlink} accepts the following types of extra files on the command
7740 line: objects (.OBJ), libraries (.OLB), sharable images (.EXE), and
7741 options files (.OPT). These are recognized and handled according to their
7742 extension.
7743 @end ifset
7744
7745 @node Switches for gnatlink
7746 @section Switches for @code{gnatlink}
7747
7748 @noindent
7749 The following switches are available with the @code{gnatlink} utility:
7750
7751 @table @option
7752 @c !sort!
7753
7754 @item ^-A^/BIND_FILE=ADA^
7755 @cindex @option{^-A^/BIND_FILE=ADA^} (@code{gnatlink})
7756 The binder has generated code in Ada. This is the default.
7757
7758 @item ^-C^/BIND_FILE=C^
7759 @cindex @option{^-C^/BIND_FILE=C^} (@code{gnatlink})
7760 If instead of generating a file in Ada, the binder has generated one in
7761 C, then the linker needs to know about it. Use this switch to signal
7762 to @code{gnatlink} that the binder has generated C code rather than
7763 Ada code.
7764
7765 @item ^-f^/FORCE_OBJECT_FILE_LIST^
7766 @cindex Command line length
7767 @cindex @option{^-f^/FORCE_OBJECT_FILE_LIST^} (@code{gnatlink})
7768 On some targets, the command line length is limited, and @code{gnatlink}
7769 will generate a separate file for the linker if the list of object files
7770 is too long.
7771 The @option{^-f^/FORCE_OBJECT_FILE_LIST^} switch forces this file
7772 to be generated even if
7773 the limit is not exceeded. This is useful in some cases to deal with
7774 special situations where the command line length is exceeded.
7775
7776 @item ^-g^/DEBUG^
7777 @cindex Debugging information, including
7778 @cindex @option{^-g^/DEBUG^} (@code{gnatlink})
7779 The option to include debugging information causes the Ada bind file (in
7780 other words, @file{b~@var{mainprog}.adb}) to be compiled with
7781 @option{^-g^/DEBUG^}.
7782 In addition, the binder does not delete the @file{b~@var{mainprog}.adb},
7783 @file{b~@var{mainprog}.o} and @file{b~@var{mainprog}.ali} files.
7784 Without @option{^-g^/DEBUG^}, the binder removes these files by
7785 default. The same procedure apply if a C bind file was generated using
7786 @option{^-C^/BIND_FILE=C^} @code{gnatbind} option, in this case the filenames
7787 are @file{b_@var{mainprog}.c} and @file{b_@var{mainprog}.o}.
7788
7789 @item ^-n^/NOCOMPILE^
7790 @cindex @option{^-n^/NOCOMPILE^} (@code{gnatlink})
7791 Do not compile the file generated by the binder. This may be used when
7792 a link is rerun with different options, but there is no need to recompile
7793 the binder file.
7794
7795 @item ^-v^/VERBOSE^
7796 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@code{gnatlink})
7797 Causes additional information to be output, including a full list of the
7798 included object files. This switch option is most useful when you want
7799 to see what set of object files are being used in the link step.
7800
7801 @item ^-v -v^/VERBOSE/VERBOSE^
7802 @cindex @option{^-v -v^/VERBOSE/VERBOSE^} (@code{gnatlink})
7803 Very verbose mode. Requests that the compiler operate in verbose mode when
7804 it compiles the binder file, and that the system linker run in verbose mode.
7805
7806 @item ^-o ^/EXECUTABLE=^@var{exec-name}
7807 @cindex @option{^-o^/EXECUTABLE^} (@code{gnatlink})
7808 @var{exec-name} specifies an alternate name for the generated
7809 executable program. If this switch is omitted, the executable has the same
7810 name as the main unit. For example, @code{gnatlink try.ali} creates
7811 an executable called @file{^try^TRY.EXE^}.
7812
7813 @ifclear vms
7814 @item -b @var{target}
7815 @cindex @option{-b} (@code{gnatlink})
7816 Compile your program to run on @var{target}, which is the name of a
7817 system configuration. You must have a GNAT cross-compiler built if
7818 @var{target} is not the same as your host system.
7819
7820 @item -B@var{dir}
7821 @cindex @option{-B} (@code{gnatlink})
7822 Load compiler executables (for example, @code{gnat1}, the Ada compiler)
7823 from @var{dir} instead of the default location. Only use this switch
7824 when multiple versions of the GNAT compiler are available. See the
7825 @code{gcc} manual page for further details. You would normally use the
7826 @option{-b} or @option{-V} switch instead.
7827
7828 @item --GCC=@var{compiler_name}
7829 @cindex @option{--GCC=compiler_name} (@code{gnatlink})
7830 Program used for compiling the binder file. The default is
7831 `@code{gcc}'. You need to use quotes around @var{compiler_name} if
7832 @code{compiler_name} contains spaces or other separator characters. As
7833 an example @option{--GCC="foo -x -y"} will instruct @code{gnatlink} to use
7834 @code{foo -x -y} as your compiler. Note that switch @option{-c} is always
7835 inserted after your command name. Thus in the above example the compiler
7836 command that will be used by @code{gnatlink} will be @code{foo -c -x -y}.
7837 If several @option{--GCC=compiler_name} are used, only the last
7838 @var{compiler_name} is taken into account. However, all the additional
7839 switches are also taken into account. Thus,
7840 @option{--GCC="foo -x -y" --GCC="bar -z -t"} is equivalent to
7841 @option{--GCC="bar -x -y -z -t"}.
7842
7843 @item --LINK=@var{name}
7844 @cindex @option{--LINK=} (@code{gnatlink})
7845 @var{name} is the name of the linker to be invoked. This is especially
7846 useful in mixed language programs since languages such as C++ require
7847 their own linker to be used. When this switch is omitted, the default
7848 name for the linker is (@file{gcc}). When this switch is used, the
7849 specified linker is called instead of (@file{gcc}) with exactly the same
7850 parameters that would have been passed to (@file{gcc}) so if the desired
7851 linker requires different parameters it is necessary to use a wrapper
7852 script that massages the parameters before invoking the real linker. It
7853 may be useful to control the exact invocation by using the verbose
7854 switch.
7855
7856 @end ifclear
7857
7858 @ifset vms
7859 @item /DEBUG=TRACEBACK
7860 @cindex @code{/DEBUG=TRACEBACK} (@code{gnatlink})
7861 This qualifier causes sufficient information to be included in the
7862 executable file to allow a traceback, but does not include the full
7863 symbol information needed by the debugger.
7864
7865 @item /IDENTIFICATION="<string>"
7866 @code{"<string>"} specifies the string to be stored in the image file
7867 identification field in the image header.
7868 It overrides any pragma @code{Ident} specified string.
7869
7870 @item /NOINHIBIT-EXEC
7871 Generate the executable file even if there are linker warnings.
7872
7873 @item /NOSTART_FILES
7874 Don't link in the object file containing the ``main'' transfer address.
7875 Used when linking with a foreign language main program compiled with a
7876 Digital compiler.
7877
7878 @item /STATIC
7879 Prefer linking with object libraries over sharable images, even without
7880 /DEBUG.
7881 @end ifset
7882
7883 @end table
7884
7885 @node Setting Stack Size from gnatlink
7886 @section Setting Stack Size from @code{gnatlink}
7887
7888 @noindent
7889 Under Windows systems, it is possible to specify the program stack size from
7890 @code{gnatlink} using either:
7891
7892 @itemize @bullet
7893
7894 @item using @option{-Xlinker} linker option
7895
7896 @smallexample
7897 $ gnatlink hello -Xlinker --stack=0x10000,0x1000
7898 @end smallexample
7899
7900 This sets the stack reserve size to 0x10000 bytes and the stack commit
7901 size to 0x1000 bytes.
7902
7903 @item using @option{-Wl} linker option
7904
7905 @smallexample
7906 $ gnatlink hello -Wl,--stack=0x1000000
7907 @end smallexample
7908
7909 This sets the stack reserve size to 0x1000000 bytes. Note that with
7910 @option{-Wl} option it is not possible to set the stack commit size
7911 because the coma is a separator for this option.
7912
7913 @end itemize
7914
7915 @node Setting Heap Size from gnatlink
7916 @section Setting Heap Size from @code{gnatlink}
7917
7918 @noindent
7919 Under Windows systems, it is possible to specify the program heap size from
7920 @code{gnatlink} using either:
7921
7922 @itemize @bullet
7923
7924 @item using @option{-Xlinker} linker option
7925
7926 @smallexample
7927 $ gnatlink hello -Xlinker --heap=0x10000,0x1000
7928 @end smallexample
7929
7930 This sets the heap reserve size to 0x10000 bytes and the heap commit
7931 size to 0x1000 bytes.
7932
7933 @item using @option{-Wl} linker option
7934
7935 @smallexample
7936 $ gnatlink hello -Wl,--heap=0x1000000
7937 @end smallexample
7938
7939 This sets the heap reserve size to 0x1000000 bytes. Note that with
7940 @option{-Wl} option it is not possible to set the heap commit size
7941 because the coma is a separator for this option.
7942
7943 @end itemize
7944
7945 @node The GNAT Make Program gnatmake
7946 @chapter The GNAT Make Program @code{gnatmake}
7947 @findex gnatmake
7948
7949 @menu
7950 * Running gnatmake::
7951 * Switches for gnatmake::
7952 * Mode Switches for gnatmake::
7953 * Notes on the Command Line::
7954 * How gnatmake Works::
7955 * Examples of gnatmake Usage::
7956 @end menu
7957 @noindent
7958 A typical development cycle when working on an Ada program consists of
7959 the following steps:
7960
7961 @enumerate
7962 @item
7963 Edit some sources to fix bugs.
7964
7965 @item
7966 Add enhancements.
7967
7968 @item
7969 Compile all sources affected.
7970
7971 @item
7972 Rebind and relink.
7973
7974 @item
7975 Test.
7976 @end enumerate
7977
7978 @noindent
7979 The third step can be tricky, because not only do the modified files
7980 @cindex Dependency rules
7981 have to be compiled, but any files depending on these files must also be
7982 recompiled. The dependency rules in Ada can be quite complex, especially
7983 in the presence of overloading, @code{use} clauses, generics and inlined
7984 subprograms.
7985
7986 @code{gnatmake} automatically takes care of the third and fourth steps
7987 of this process. It determines which sources need to be compiled,
7988 compiles them, and binds and links the resulting object files.
7989
7990 Unlike some other Ada make programs, the dependencies are always
7991 accurately recomputed from the new sources. The source based approach of
7992 the GNAT compilation model makes this possible. This means that if
7993 changes to the source program cause corresponding changes in
7994 dependencies, they will always be tracked exactly correctly by
7995 @code{gnatmake}.
7996
7997 @node Running gnatmake
7998 @section Running @code{gnatmake}
7999
8000 @noindent
8001 The usual form of the @code{gnatmake} command is
8002
8003 @smallexample
8004 $ gnatmake [@var{switches}] @var{file_name}
8005       [@var{file_names}] [@var{mode_switches}]
8006 @end smallexample
8007
8008 @noindent
8009 The only required argument is one @var{file_name}, which specifies
8010 a compilation unit that is a main program. Several @var{file_names} can be
8011 specified: this will result in several executables being built.
8012 If @code{switches} are present, they can be placed before the first
8013 @var{file_name}, between @var{file_names} or after the last @var{file_name}.
8014 If @var{mode_switches} are present, they must always be placed after
8015 the last @var{file_name} and all @code{switches}.
8016
8017 If you are using standard file extensions (.adb and .ads), then the
8018 extension may be omitted from the @var{file_name} arguments. However, if
8019 you are using non-standard extensions, then it is required that the
8020 extension be given. A relative or absolute directory path can be
8021 specified in a @var{file_name}, in which case, the input source file will
8022 be searched for in the specified directory only. Otherwise, the input
8023 source file will first be searched in the directory where
8024 @code{gnatmake} was invoked and if it is not found, it will be search on
8025 the source path of the compiler as described in
8026 @ref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}.
8027
8028 All @code{gnatmake} output (except when you specify
8029 @option{^-M^/DEPENDENCIES_LIST^}) is to
8030 @file{stderr}. The output produced by the
8031 @option{^-M^/DEPENDENCIES_LIST^} switch is send to
8032 @file{stdout}.
8033
8034 @node Switches for gnatmake
8035 @section Switches for @code{gnatmake}
8036
8037 @noindent
8038 You may specify any of the following switches to @code{gnatmake}:
8039
8040 @table @option
8041 @c !sort!
8042 @ifclear vms
8043 @item --GCC=@var{compiler_name}
8044 @cindex @option{--GCC=compiler_name} (@code{gnatmake})
8045 Program used for compiling. The default is `@code{gcc}'. You need to use
8046 quotes around @var{compiler_name} if @code{compiler_name} contains
8047 spaces or other separator characters. As an example @option{--GCC="foo -x
8048 -y"} will instruct @code{gnatmake} to use @code{foo -x -y} as your
8049 compiler. Note that switch @option{-c} is always inserted after your
8050 command name. Thus in the above example the compiler command that will
8051 be used by @code{gnatmake} will be @code{foo -c -x -y}.
8052 If several @option{--GCC=compiler_name} are used, only the last
8053 @var{compiler_name} is taken into account. However, all the additional
8054 switches are also taken into account. Thus,
8055 @option{--GCC="foo -x -y" --GCC="bar -z -t"} is equivalent to
8056 @option{--GCC="bar -x -y -z -t"}.
8057
8058 @item --GNATBIND=@var{binder_name}
8059 @cindex @option{--GNATBIND=binder_name} (@code{gnatmake})
8060 Program used for binding. The default is `@code{gnatbind}'. You need to
8061 use quotes around @var{binder_name} if @var{binder_name} contains spaces
8062 or other separator characters. As an example @option{--GNATBIND="bar -x
8063 -y"} will instruct @code{gnatmake} to use @code{bar -x -y} as your
8064 binder. Binder switches that are normally appended by @code{gnatmake} to
8065 `@code{gnatbind}' are now appended to the end of @code{bar -x -y}.
8066
8067 @item --GNATLINK=@var{linker_name}
8068 @cindex @option{--GNATLINK=linker_name} (@code{gnatmake})
8069 Program used for linking. The default is `@code{gnatlink}'. You need to
8070 use quotes around @var{linker_name} if @var{linker_name} contains spaces
8071 or other separator characters. As an example @option{--GNATLINK="lan -x
8072 -y"} will instruct @code{gnatmake} to use @code{lan -x -y} as your
8073 linker. Linker switches that are normally appended by @code{gnatmake} to
8074 `@code{gnatlink}' are now appended to the end of @code{lan -x -y}.
8075
8076 @end ifclear
8077
8078 @item ^-a^/ALL_FILES^
8079 @cindex @option{^-a^/ALL_FILES^} (@code{gnatmake})
8080 Consider all files in the make process, even the GNAT internal system
8081 files (for example, the predefined Ada library files), as well as any
8082 locked files. Locked files are files whose ALI file is write-protected.
8083 By default,
8084 @code{gnatmake} does not check these files,
8085 because the assumption is that the GNAT internal files are properly up
8086 to date, and also that any write protected ALI files have been properly
8087 installed. Note that if there is an installation problem, such that one
8088 of these files is not up to date, it will be properly caught by the
8089 binder.
8090 You may have to specify this switch if you are working on GNAT
8091 itself. The switch @option{^-a^/ALL_FILES^} is also useful
8092 in conjunction with @option{^-f^/FORCE_COMPILE^}
8093 if you need to recompile an entire application,
8094 including run-time files, using special configuration pragmas,
8095 such as a @code{Normalize_Scalars} pragma.
8096
8097 By default
8098 @code{gnatmake ^-a^/ALL_FILES^} compiles all GNAT
8099 internal files with
8100 @ifclear vms
8101 @code{gcc -c -gnatpg} rather than @code{gcc -c}.
8102 @end ifclear
8103 @ifset vms
8104 the @code{/CHECKS=SUPPRESS_ALL /STYLE_CHECKS=GNAT} switch.
8105 @end ifset
8106
8107 @item ^-b^/ACTIONS=BIND^
8108 @cindex @option{^-b^/ACTIONS=BIND^} (@code{gnatmake})
8109 Bind only. Can be combined with @option{^-c^/ACTIONS=COMPILE^} to do
8110 compilation and binding, but no link.
8111 Can be combined with @option{^-l^/ACTIONS=LINK^}
8112 to do binding and linking. When not combined with
8113 @option{^-c^/ACTIONS=COMPILE^}
8114 all the units in the closure of the main program must have been previously
8115 compiled and must be up to date. The root unit specified by @var{file_name}
8116 may be given without extension, with the source extension or, if no GNAT
8117 Project File is specified, with the ALI file extension.
8118
8119 @item ^-c^/ACTIONS=COMPILE^
8120 @cindex @option{^-c^/ACTIONS=COMPILE^} (@code{gnatmake})
8121 Compile only. Do not perform binding, except when @option{^-b^/ACTIONS=BIND^}
8122 is also specified. Do not perform linking, except if both
8123 @option{^-b^/ACTIONS=BIND^} and
8124  @option{^-l^/ACTIONS=LINK^} are also specified.
8125 If the root unit specified by @var{file_name} is not a main unit, this is the
8126 default. Otherwise @code{gnatmake} will attempt binding and linking
8127 unless all objects are up to date and the executable is more recent than
8128 the objects.
8129
8130 @item ^-C^/MAPPING^
8131 @cindex @option{^-C^/MAPPING^} (@code{gnatmake})
8132 Use a temporary mapping file. A mapping file is a way to communicate to the
8133 compiler two mappings: from unit names to file names (without any directory
8134 information) and from file names to path names (with full directory
8135 information). These mappings are used by the compiler to short-circuit the path
8136 search. When @code{gnatmake} is invoked with this switch, it will create
8137 a temporary mapping file, initially populated by the project manager,
8138 if @option{^-P^/PROJECT_FILE^} is used, otherwise initially empty.
8139 Each invocation of the compiler will add the newly accessed sources to the
8140 mapping file. This will improve the source search during the next invocation
8141 of the compiler.
8142
8143 @item ^-C=^/USE_MAPPING_FILE=^@var{file}
8144 @cindex @option{^-C=^/USE_MAPPING^} (@code{gnatmake})
8145 Use a specific mapping file. The file, specified as a path name (absolute or
8146 relative) by this switch, should already exist, otherwise the switch is
8147 ineffective. The specified mapping file will be communicated to the compiler.
8148 This switch is not compatible with a project file
8149 (^-P^/PROJECT_FILE=^@var{file}) or with multiple compiling processes
8150 (^-j^/PROCESSES=^nnn, when nnn is greater than 1).
8151
8152 @item ^-D ^/DIRECTORY_OBJECTS=^@var{dir}
8153 @cindex @option{^-D^/DIRECTORY_OBJECTS^} (@code{gnatmake})
8154 Put all object files and ALI file in directory @var{dir}.
8155 If the @option{^-D^/DIRECTORY_OBJECTS^} switch is not used, all object files
8156 and ALI files go in the current working directory.
8157
8158 This switch cannot be used when using a project file.
8159
8160 @ifclear vms
8161 @item -eL
8162 @cindex @option{-eL} (@code{gnatmake})
8163 Follow all symbolic links when processing project files.
8164 @end ifclear
8165
8166 @item ^-f^/FORCE_COMPILE^
8167 @cindex @option{^-f^/FORCE_COMPILE^} (@code{gnatmake})
8168 Force recompilations. Recompile all sources, even though some object
8169 files may be up to date, but don't recompile predefined or GNAT internal
8170 files or locked files (files with a write-protected ALI file),
8171 unless the @option{^-a^/ALL_FILES^} switch is also specified.
8172
8173 @item ^-F^/FULL_PATH_IN_BRIEF_MESSAGES^
8174 @cindex @option{^-F^/FULL_PATH_IN_BRIEF_MESSAGES^} (@code{gnatmake})
8175 When using project files, if some errors or warnings are detected during
8176 parsing and verbose mode is not in effect (no use of switch
8177 ^-v^/VERBOSE^), then error lines start with the full path name of the project
8178 file, rather than its simple file name.
8179
8180 @item ^-i^/IN_PLACE^
8181 @cindex @option{^-i^/IN_PLACE^} (@code{gnatmake})
8182 In normal mode, @code{gnatmake} compiles all object files and ALI files
8183 into the current directory. If the @option{^-i^/IN_PLACE^} switch is used,
8184 then instead object files and ALI files that already exist are overwritten
8185 in place. This means that once a large project is organized into separate
8186 directories in the desired manner, then @code{gnatmake} will automatically
8187 maintain and update this organization. If no ALI files are found on the
8188 Ada object path (@ref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}),
8189 the new object and ALI files are created in the
8190 directory containing the source being compiled. If another organization
8191 is desired, where objects and sources are kept in different directories,
8192 a useful technique is to create dummy ALI files in the desired directories.
8193 When detecting such a dummy file, @code{gnatmake} will be forced to recompile
8194 the corresponding source file, and it will be put the resulting object
8195 and ALI files in the directory where it found the dummy file.
8196
8197 @item ^-j^/PROCESSES=^@var{n}
8198 @cindex @option{^-j^/PROCESSES^} (@code{gnatmake})
8199 @cindex Parallel make
8200 Use @var{n} processes to carry out the (re)compilations. On a
8201 multiprocessor machine compilations will occur in parallel. In the
8202 event of compilation errors, messages from various compilations might
8203 get interspersed (but @code{gnatmake} will give you the full ordered
8204 list of failing compiles at the end). If this is problematic, rerun
8205 the make process with n set to 1 to get a clean list of messages.
8206
8207 @item ^-k^/CONTINUE_ON_ERROR^
8208 @cindex @option{^-k^/CONTINUE_ON_ERROR^} (@code{gnatmake})
8209 Keep going. Continue as much as possible after a compilation error. To
8210 ease the programmer's task in case of compilation errors, the list of
8211 sources for which the compile fails is given when @code{gnatmake}
8212 terminates.
8213
8214 If @code{gnatmake} is invoked with several @file{file_names} and with this
8215 switch, if there are compilation errors when building an executable,
8216 @code{gnatmake} will not attempt to build the following executables.
8217
8218 @item ^-l^/ACTIONS=LINK^
8219 @cindex @option{^-l^/ACTIONS=LINK^} (@code{gnatmake})
8220 Link only. Can be combined with @option{^-b^/ACTIONS=BIND^} to binding
8221 and linking. Linking will not be performed if combined with
8222 @option{^-c^/ACTIONS=COMPILE^}
8223 but not with @option{^-b^/ACTIONS=BIND^}.
8224 When not combined with @option{^-b^/ACTIONS=BIND^}
8225 all the units in the closure of the main program must have been previously
8226 compiled and must be up to date, and the main program need to have been bound.
8227 The root unit specified by @var{file_name}
8228 may be given without extension, with the source extension or, if no GNAT
8229 Project File is specified, with the ALI file extension.
8230
8231 @item ^-m^/MINIMAL_RECOMPILATION^
8232 @cindex @option{^-m^/MINIMAL_RECOMPILATION^} (@code{gnatmake})
8233 Specifies that the minimum necessary amount of recompilations
8234 be performed. In this mode @code{gnatmake} ignores time
8235 stamp differences when the only
8236 modifications to a source file consist in adding/removing comments,
8237 empty lines, spaces or tabs. This means that if you have changed the
8238 comments in a source file or have simply reformatted it, using this
8239 switch will tell gnatmake not to recompile files that depend on it
8240 (provided other sources on which these files depend have undergone no
8241 semantic modifications). Note that the debugging information may be
8242 out of date with respect to the sources if the @option{-m} switch causes
8243 a compilation to be switched, so the use of this switch represents a
8244 trade-off between compilation time and accurate debugging information.
8245
8246 @item ^-M^/DEPENDENCIES_LIST^
8247 @cindex Dependencies, producing list
8248 @cindex @option{^-M^/DEPENDENCIES_LIST^} (@code{gnatmake})
8249 Check if all objects are up to date. If they are, output the object
8250 dependences to @file{stdout} in a form that can be directly exploited in
8251 a @file{Makefile}. By default, each source file is prefixed with its
8252 (relative or absolute) directory name. This name is whatever you
8253 specified in the various @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH^}
8254 and @option{^-I^/SEARCH^} switches. If you use
8255 @code{gnatmake ^-M^/DEPENDENCIES_LIST^}
8256 @option{^-q^/QUIET^}
8257 (see below), only the source file names,
8258 without relative paths, are output. If you just specify the
8259 @option{^-M^/DEPENDENCIES_LIST^}
8260 switch, dependencies of the GNAT internal system files are omitted. This
8261 is typically what you want. If you also specify
8262 the @option{^-a^/ALL_FILES^} switch,
8263 dependencies of the GNAT internal files are also listed. Note that
8264 dependencies of the objects in external Ada libraries (see switch
8265 @option{^-aL^/SKIP_MISSING=^}@var{dir} in the following list)
8266 are never reported.
8267
8268 @item ^-n^/DO_OBJECT_CHECK^
8269 @cindex @option{^-n^/DO_OBJECT_CHECK^} (@code{gnatmake})
8270 Don't compile, bind, or link. Checks if all objects are up to date.
8271 If they are not, the full name of the first file that needs to be
8272 recompiled is printed.
8273 Repeated use of this option, followed by compiling the indicated source
8274 file, will eventually result in recompiling all required units.
8275
8276 @item ^-o ^/EXECUTABLE=^@var{exec_name}
8277 @cindex @option{^-o^/EXECUTABLE^} (@code{gnatmake})
8278 Output executable name. The name of the final executable program will be
8279 @var{exec_name}. If the @option{^-o^/EXECUTABLE^} switch is omitted the default
8280 name for the executable will be the name of the input file in appropriate form
8281 for an executable file on the host system.
8282
8283 This switch cannot be used when invoking @code{gnatmake} with several
8284 @file{file_names}.
8285
8286 @item ^-P^/PROJECT_FILE=^@var{project}
8287 @cindex @option{^-P^/PROJECT_FILE^} (@code{gnatmake})
8288 Use project file @var{project}. Only one such switch can be used.
8289 See @ref{gnatmake and Project Files}.
8290
8291 @item ^-q^/QUIET^
8292 @cindex @option{^-q^/QUIET^} (@code{gnatmake})
8293 Quiet. When this flag is not set, the commands carried out by
8294 @code{gnatmake} are displayed.
8295
8296 @item ^-s^/SWITCH_CHECK/^
8297 @cindex @option{^-s^/SWITCH_CHECK^} (@code{gnatmake})
8298 Recompile if compiler switches have changed since last compilation.
8299 All compiler switches but -I and -o are taken into account in the
8300 following way:
8301 orders between different ``first letter'' switches are ignored, but
8302 orders between same switches are taken into account. For example,
8303 @option{-O -O2} is different than @option{-O2 -O}, but @option{-g -O}
8304 is equivalent to @option{-O -g}.
8305
8306 This switch is recommended when Integrated Preprocessing is used.
8307
8308 @item ^-u^/UNIQUE^
8309 @cindex @option{^-u^/UNIQUE^} (@code{gnatmake})
8310 Unique. Recompile at most the main files. It implies -c. Combined with
8311 -f, it is equivalent to calling the compiler directly. Note that using
8312 ^-u^/UNIQUE^ with a project file and no main has a special meaning
8313 (see @ref{Project Files and Main Subprograms}).
8314
8315 @item ^-U^/ALL_PROJECTS^
8316 @cindex @option{^-U^/ALL_PROJECTS^} (@code{gnatmake})
8317 When used without a project file or with one or several mains on the command
8318 line, is equivalent to ^-u^/UNIQUE^. When used with a project file and no main
8319 on the command line, all sources of all project files are checked and compiled
8320 if not up to date, and libraries are rebuilt, if necessary.
8321
8322 @item ^-v^/REASONS^
8323 @cindex @option{^-v^/REASONS^} (@code{gnatmake})
8324 Verbose. Displays the reason for all recompilations @code{gnatmake}
8325 decides are necessary.
8326
8327 @item ^-vP^/MESSAGES_PROJECT_FILE=^@emph{x}
8328 Indicates the verbosity of the parsing of GNAT project files.
8329 See @ref{Switches Related to Project Files}.
8330
8331 @item ^-X^/EXTERNAL_REFERENCE=^@var{name=value}
8332 Indicates that external variable @var{name} has the value @var{value}.
8333 The Project Manager will use this value for occurrences of
8334 @code{external(name)} when parsing the project file.
8335 See @ref{Switches Related to Project Files}.
8336
8337 @item ^-z^/NOMAIN^
8338 @cindex @option{^-z^/NOMAIN^} (@code{gnatmake})
8339 No main subprogram. Bind and link the program even if the unit name
8340 given on the command line is a package name. The resulting executable
8341 will execute the elaboration routines of the package and its closure,
8342 then the finalization routines.
8343
8344 @item ^-g^/DEBUG^
8345 @cindex @option{^-g^/DEBUG^} (@code{gnatmake})
8346 Enable debugging. This switch is simply passed to the compiler and to the
8347 linker.
8348
8349 @end table
8350
8351 @table @asis
8352 @item @code{gcc} @asis{switches}
8353 @ifclear vms
8354 Any uppercase or multi-character switch that is not a @code{gnatmake} switch
8355 is passed to @code{gcc} (e.g. @option{-O}, @option{-gnato,} etc.)
8356 @end ifclear
8357 @ifset vms
8358 Any qualifier that cannot be recognized as a qualifier for @code{GNAT MAKE}
8359 but is recognizable as a valid qualifier for @code{GNAT COMPILE} is
8360 automatically treated as a compiler switch, and passed on to all
8361 compilations that are carried out.
8362 @end ifset
8363 @end table
8364
8365 @noindent
8366 Source and library search path switches:
8367
8368 @table @option
8369 @c !sort!
8370 @item ^-aI^/SOURCE_SEARCH=^@var{dir}
8371 @cindex @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH^} (@code{gnatmake})
8372 When looking for source files also look in directory @var{dir}.
8373 The order in which source files search is undertaken is
8374 described in @ref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}.
8375
8376 @item ^-aL^/SKIP_MISSING=^@var{dir}
8377 @cindex @option{^-aL^/SKIP_MISSING^} (@code{gnatmake})
8378 Consider @var{dir} as being an externally provided Ada library.
8379 Instructs @code{gnatmake} to skip compilation units whose @file{.ALI}
8380 files have been located in directory @var{dir}. This allows you to have
8381 missing bodies for the units in @var{dir} and to ignore out of date bodies
8382 for the same units. You still need to specify
8383 the location of the specs for these units by using the switches
8384 @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH=^@var{dir}}
8385 or @option{^-I^/SEARCH=^@var{dir}}.
8386 Note: this switch is provided for compatibility with previous versions
8387 of @code{gnatmake}. The easier method of causing standard libraries
8388 to be excluded from consideration is to write-protect the corresponding
8389 ALI files.
8390
8391 @item ^-aO^/OBJECT_SEARCH=^@var{dir}
8392 @cindex @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH^} (@code{gnatmake})
8393 When searching for library and object files, look in directory
8394 @var{dir}. The order in which library files are searched is described in
8395 @ref{Search Paths for gnatbind}.
8396
8397 @item ^-A^/CONDITIONAL_SOURCE_SEARCH=^@var{dir}
8398 @cindex Search paths, for @code{gnatmake}
8399 @cindex @option{^-A^/CONDITIONAL_SOURCE_SEARCH^} (@code{gnatmake})
8400 Equivalent to @option{^-aL^/SKIP_MISSING=^@var{dir}
8401 ^-aI^/SOURCE_SEARCH=^@var{dir}}.
8402
8403 @item ^-I^/SEARCH=^@var{dir}
8404 @cindex @option{^-I^/SEARCH^} (@code{gnatmake})
8405 Equivalent to @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH=^@var{dir}
8406 ^-aI^/SOURCE_SEARCH=^@var{dir}}.
8407
8408 @item ^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^
8409 @cindex @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^} (@code{gnatmake})
8410 @cindex Source files, suppressing search
8411 Do not look for source files in the directory containing the source
8412 file named in the command line.
8413 Do not look for ALI or object files in the directory
8414 where @code{gnatmake} was invoked.
8415
8416 @item ^-L^/LIBRARY_SEARCH=^@var{dir}
8417 @cindex @option{^-L^/LIBRARY_SEARCH^} (@code{gnatmake})
8418 @cindex Linker libraries
8419 Add directory @var{dir} to the list of directories in which the linker
8420 will search for libraries. This is equivalent to
8421 @option{-largs ^-L^/LIBRARY_SEARCH=^}@var{dir}.
8422 @ifclear vms
8423 Furthermore, under Windows, the sources pointed to by the libraries path
8424 set in the registry are not searched for.
8425 @end ifclear
8426
8427 @item -nostdinc
8428 @cindex @option{-nostdinc} (@code{gnatmake})
8429 Do not look for source files in the system default directory.
8430
8431 @item -nostdlib
8432 @cindex @option{-nostdlib} (@code{gnatmake})
8433 Do not look for library files in the system default directory.
8434
8435 @item --RTS=@var{rts-path}
8436 @cindex @option{--RTS} (@code{gnatmake})
8437 Specifies the default location of the runtime library. GNAT looks for the
8438 runtime
8439 in the following directories, and stops as soon as a valid runtime is found
8440 (@file{adainclude} or @file{ada_source_path}, and @file{adalib} or
8441 @file{ada_object_path} present):
8442
8443 @itemize @bullet
8444 @item <current directory>/$rts_path
8445
8446 @item <default-search-dir>/$rts_path
8447
8448 @item <default-search-dir>/rts-$rts_path
8449 @end itemize
8450
8451 @noindent
8452 The selected path is handled like a normal RTS path.
8453
8454 @end table
8455
8456 @node Mode Switches for gnatmake
8457 @section Mode Switches for @code{gnatmake}
8458
8459 @noindent
8460 The mode switches (referred to as @code{mode_switches}) allow the
8461 inclusion of switches that are to be passed to the compiler itself, the
8462 binder or the linker. The effect of a mode switch is to cause all
8463 subsequent switches up to the end of the switch list, or up to the next
8464 mode switch, to be interpreted as switches to be passed on to the
8465 designated component of GNAT.
8466
8467 @table @option
8468 @c !sort!
8469 @item -cargs @var{switches}
8470 @cindex @option{-cargs} (@code{gnatmake})
8471 Compiler switches. Here @var{switches} is a list of switches
8472 that are valid switches for @code{gcc}. They will be passed on to
8473 all compile steps performed by @code{gnatmake}.
8474
8475 @item -bargs @var{switches}
8476 @cindex @option{-bargs} (@code{gnatmake})
8477 Binder switches. Here @var{switches} is a list of switches
8478 that are valid switches for @code{gnatbind}. They will be passed on to
8479 all bind steps performed by @code{gnatmake}.
8480
8481 @item -largs @var{switches}
8482 @cindex @option{-largs} (@code{gnatmake})
8483 Linker switches. Here @var{switches} is a list of switches
8484 that are valid switches for @code{gnatlink}. They will be passed on to
8485 all link steps performed by @code{gnatmake}.
8486
8487 @item -margs @var{switches}
8488 @cindex @option{-margs} (@code{gnatmake})
8489 Make switches. The switches are directly interpreted by @code{gnatmake},
8490 regardless of any previous occurrence of @option{-cargs}, @option{-bargs}
8491 or @option{-largs}.
8492 @end table
8493
8494 @node Notes on the Command Line
8495 @section Notes on the Command Line
8496
8497 @noindent
8498 This section contains some additional useful notes on the operation
8499 of the @code{gnatmake} command.
8500
8501 @itemize @bullet
8502 @item
8503 @cindex Recompilation, by @code{gnatmake}
8504 If @code{gnatmake} finds no ALI files, it recompiles the main program
8505 and all other units required by the main program.
8506 This means that @code{gnatmake}
8507 can be used for the initial compile, as well as during subsequent steps of
8508 the development cycle.
8509
8510 @item
8511 If you enter @code{gnatmake @var{file}.adb}, where @file{@var{file}.adb}
8512 is a subunit or body of a generic unit, @code{gnatmake} recompiles
8513 @file{@var{file}.adb} (because it finds no ALI) and stops, issuing a
8514 warning.
8515
8516 @item
8517 In @code{gnatmake} the switch @option{^-I^/SEARCH^}
8518 is used to specify both source and
8519 library file paths. Use @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH^}
8520 instead if you just want to specify
8521 source paths only and @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH^}
8522 if you want to specify library paths
8523 only.
8524
8525 @item
8526 @code{gnatmake} examines both an ALI file and its corresponding object file
8527 for consistency. If an ALI is more recent than its corresponding object,
8528 or if the object file is missing, the corresponding source will be recompiled.
8529 Note that @code{gnatmake} expects an ALI and the corresponding object file
8530 to be in the same directory.
8531
8532 @item
8533 @code{gnatmake} will ignore any files whose ALI file is write-protected.
8534 This may conveniently be used to exclude standard libraries from
8535 consideration and in particular it means that the use of the
8536 @option{^-f^/FORCE_COMPILE^} switch will not recompile these files
8537 unless @option{^-a^/ALL_FILES^} is also specified.
8538
8539 @item
8540 @code{gnatmake} has been designed to make the use of Ada libraries
8541 particularly convenient. Assume you have an Ada library organized
8542 as follows: @i{^obj-dir^[OBJ_DIR]^} contains the objects and ALI files for
8543 of your Ada compilation units,
8544 whereas @i{^include-dir^[INCLUDE_DIR]^} contains the
8545 specs of these units, but no bodies. Then to compile a unit
8546 stored in @code{main.adb}, which uses this Ada library you would just type
8547
8548 @smallexample
8549 @ifclear vms
8550 $ gnatmake -aI@var{include-dir}  -aL@var{obj-dir}  main
8551 @end ifclear
8552 @ifset vms
8553 $ gnatmake /SOURCE_SEARCH=@i{[INCLUDE_DIR]}
8554            /SKIP_MISSING=@i{[OBJ_DIR]} main
8555 @end ifset
8556 @end smallexample
8557
8558 @item
8559 Using @code{gnatmake} along with the
8560 @option{^-m (minimal recompilation)^/MINIMAL_RECOMPILATION^}
8561 switch provides a mechanism for avoiding unnecessary rcompilations. Using
8562 this switch,
8563 you can update the comments/format of your
8564 source files without having to recompile everything. Note, however, that
8565 adding or deleting lines in a source files may render its debugging
8566 info obsolete. If the file in question is a spec, the impact is rather
8567 limited, as that debugging info will only be useful during the
8568 elaboration phase of your program. For bodies the impact can be more
8569 significant. In all events, your debugger will warn you if a source file
8570 is more recent than the corresponding object, and alert you to the fact
8571 that the debugging information may be out of date.
8572 @end itemize
8573
8574 @node How gnatmake Works
8575 @section How @code{gnatmake} Works
8576
8577 @noindent
8578 Generally @code{gnatmake} automatically performs all necessary
8579 recompilations and you don't need to worry about how it works. However,
8580 it may be useful to have some basic understanding of the @code{gnatmake}
8581 approach and in particular to understand how it uses the results of
8582 previous compilations without incorrectly depending on them.
8583
8584 First a definition: an object file is considered @dfn{up to date} if the
8585 corresponding ALI file exists and its time stamp predates that of the
8586 object file and if all the source files listed in the
8587 dependency section of this ALI file have time stamps matching those in
8588 the ALI file. This means that neither the source file itself nor any
8589 files that it depends on have been modified, and hence there is no need
8590 to recompile this file.
8591
8592 @code{gnatmake} works by first checking if the specified main unit is up
8593 to date. If so, no compilations are required for the main unit. If not,
8594 @code{gnatmake} compiles the main program to build a new ALI file that
8595 reflects the latest sources. Then the ALI file of the main unit is
8596 examined to find all the source files on which the main program depends,
8597 and @code{gnatmake} recursively applies the above procedure on all these files.
8598
8599 This process ensures that @code{gnatmake} only trusts the dependencies
8600 in an existing ALI file if they are known to be correct. Otherwise it
8601 always recompiles to determine a new, guaranteed accurate set of
8602 dependencies. As a result the program is compiled ``upside down'' from what may
8603 be more familiar as the required order of compilation in some other Ada
8604 systems. In particular, clients are compiled before the units on which
8605 they depend. The ability of GNAT to compile in any order is critical in
8606 allowing an order of compilation to be chosen that guarantees that
8607 @code{gnatmake} will recompute a correct set of new dependencies if
8608 necessary.
8609
8610 When invoking @code{gnatmake} with several @var{file_names}, if a unit is
8611 imported by several of the executables, it will be recompiled at most once.
8612
8613 Note: when using non-standard naming conventions
8614 (See @ref{Using Other File Names}), changing through a configuration pragmas
8615 file the version of a source and invoking @code{gnatmake} to recompile may
8616 have no effect, if the previous version of the source is still accessible
8617 by @code{gnatmake}. It may be necessary to use the switch ^-f^/FORCE_COMPILE^.
8618
8619 @node Examples of gnatmake Usage
8620 @section Examples of @code{gnatmake} Usage
8621
8622 @table @code
8623 @item gnatmake hello.adb
8624 Compile all files necessary to bind and link the main program
8625 @file{hello.adb} (containing unit @code{Hello}) and bind and link the
8626 resulting object files to generate an executable file @file{^hello^HELLO.EXE^}.
8627
8628 @item gnatmake main1 main2 main3
8629 Compile all files necessary to bind and link the main programs
8630 @file{main1.adb} (containing unit @code{Main1}), @file{main2.adb}
8631 (containing unit @code{Main2}) and @file{main3.adb}
8632 (containing unit @code{Main3}) and bind and link the resulting object files
8633 to generate three executable files @file{^main1^MAIN1.EXE^},
8634 @file{^main2^MAIN2.EXE^}
8635 and @file{^main3^MAIN3.EXE^}.
8636
8637 @ifclear vms
8638 @item gnatmake -q Main_Unit -cargs -O2 -bargs -l
8639 @end ifclear
8640
8641 @ifset vms
8642 @item gnatmake Main_Unit /QUIET
8643    /COMPILER_QUALIFIERS /OPTIMIZE=ALL
8644    /BINDER_QUALIFIERS /ORDER_OF_ELABORATION
8645 @end ifset
8646 Compile all files necessary to bind and link the main program unit
8647 @code{Main_Unit} (from file @file{main_unit.adb}). All compilations will
8648 be done with optimization level 2 and the order of elaboration will be
8649 listed by the binder. @code{gnatmake} will operate in quiet mode, not
8650 displaying commands it is executing.
8651 @end table
8652
8653
8654 @c *************************
8655 @node Improving Performance
8656 @chapter Improving Performance
8657 @cindex Improving performance
8658
8659 @noindent
8660 This chapter presents several topics related to program performance.
8661 It first describes some of the tradeoffs that need to be considered
8662 and some of the techniques for making your program run faster.
8663 It then documents the @command{gnatelim} tool, which can reduce
8664 the size of program executables.
8665
8666 @ifnottex
8667 @menu
8668 * Performance Considerations::
8669 * Reducing the Size of Ada Executables with gnatelim::
8670 @end menu
8671 @end ifnottex
8672
8673
8674 @c *****************************
8675 @node Performance Considerations
8676 @section Performance Considerations
8677
8678 @noindent
8679 The GNAT system provides a number of options that allow a trade-off
8680 between
8681
8682 @itemize @bullet
8683 @item
8684 performance of the generated code
8685
8686 @item
8687 speed of compilation
8688
8689 @item
8690 minimization of dependences and recompilation
8691
8692 @item
8693 the degree of run-time checking.
8694 @end itemize
8695
8696 @noindent
8697 The defaults (if no options are selected) aim at improving the speed
8698 of compilation and minimizing dependences, at the expense of performance
8699 of the generated code:
8700
8701 @itemize @bullet
8702 @item
8703 no optimization
8704
8705 @item
8706 no inlining of subprogram calls
8707
8708 @item
8709 all run-time checks enabled except overflow and elaboration checks
8710 @end itemize
8711
8712 @noindent
8713 These options are suitable for most program development purposes. This
8714 chapter describes how you can modify these choices, and also provides
8715 some guidelines on debugging optimized code.
8716
8717 @menu
8718 * Controlling Run-Time Checks::
8719 * Use of Restrictions::
8720 * Optimization Levels::
8721 * Debugging Optimized Code::
8722 * Inlining of Subprograms::
8723 * Optimization and Strict Aliasing::
8724 @ifset vms
8725 * Coverage Analysis::
8726 @end ifset
8727 @end menu
8728
8729 @node Controlling Run-Time Checks
8730 @subsection Controlling Run-Time Checks
8731
8732 @noindent
8733 By default, GNAT generates all run-time checks, except arithmetic overflow
8734 checking for integer operations and checks for access before elaboration on
8735 subprogram calls. The latter are not required in default mode, because all
8736 necessary checking is done at compile time.
8737 @cindex @option{-gnatp} (@code{gcc})
8738 @cindex @option{-gnato} (@code{gcc})
8739 Two gnat switches, @option{-gnatp} and @option{-gnato} allow this default to
8740 be modified. @xref{Run-Time Checks}.
8741
8742 Our experience is that the default is suitable for most development
8743 purposes.
8744
8745 We treat integer overflow specially because these
8746 are quite expensive and in our experience are not as important as other
8747 run-time checks in the development process. Note that division by zero
8748 is not considered an overflow check, and divide by zero checks are
8749 generated where required by default.
8750
8751 Elaboration checks are off by default, and also not needed by default, since
8752 GNAT uses a static elaboration analysis approach that avoids the need for
8753 run-time checking. This manual contains a full chapter discussing the issue
8754 of elaboration checks, and if the default is not satisfactory for your use,
8755 you should read this chapter.
8756
8757 For validity checks, the minimal checks required by the Ada Reference
8758 Manual (for case statements and assignments to array elements) are on
8759 by default. These can be suppressed by use of the @option{-gnatVn} switch.
8760 Note that in Ada 83, there were no validity checks, so if the Ada 83 mode
8761 is acceptable (or when comparing GNAT performance with an Ada 83 compiler),
8762 it may be reasonable to routinely use @option{-gnatVn}. Validity checks
8763 are also suppressed entirely if @option{-gnatp} is used.
8764
8765 @cindex Overflow checks
8766 @cindex Checks, overflow
8767 @findex Suppress
8768 @findex Unsuppress
8769 @cindex pragma Suppress
8770 @cindex pragma Unsuppress
8771 Note that the setting of the switches controls the default setting of
8772 the checks. They may be modified using either @code{pragma Suppress} (to
8773 remove checks) or @code{pragma Unsuppress} (to add back suppressed
8774 checks) in the program source.
8775
8776 @node Use of Restrictions
8777 @subsection Use of Restrictions
8778
8779 @noindent
8780 The use of pragma Restrictions allows you to control which features are
8781 permitted in your program. Apart from the obvious point that if you avoid
8782 relatively expensive features like finalization (enforceable by the use
8783 of pragma Restrictions (No_Finalization), the use of this pragma does not
8784 affect the generated code in most cases.
8785
8786 One notable exception to this rule is that the possibility of task abort
8787 results in some distributed overhead, particularly if finalization or
8788 exception handlers are used. The reason is that certain sections of code
8789 have to be marked as non-abortable.
8790
8791 If you use neither the @code{abort} statement, nor asynchronous transfer
8792 of control (@code{select .. then abort}), then this distributed overhead
8793 is removed, which may have a general positive effect in improving
8794 overall performance.  Especially code involving frequent use of tasking
8795 constructs and controlled types will show much improved performance.
8796 The relevant restrictions pragmas are
8797
8798 @smallexample
8799    pragma Restrictions (No_Abort_Statements);
8800    pragma Restrictions (Max_Asynchronous_Select_Nesting => 0);
8801 @end smallexample
8802
8803 @noindent
8804 It is recommended that these restriction pragmas be used if possible. Note
8805 that this also means that you can write code without worrying about the
8806 possibility of an immediate abort at any point.
8807
8808 @node Optimization Levels
8809 @subsection Optimization Levels
8810 @cindex @option{^-O^/OPTIMIZE^} (@code{gcc})
8811
8812 @noindent
8813 The default is optimization off. This results in the fastest compile
8814 times, but GNAT makes absolutely no attempt to optimize, and the
8815 generated programs are considerably larger and slower than when
8816 optimization is enabled. You can use the
8817 @ifclear vms
8818 @option{-O@var{n}} switch, where @var{n} is an integer from 0 to 3,
8819 @end ifclear
8820 @ifset vms
8821 @code{OPTIMIZE} qualifier
8822 @end ifset
8823 to @code{gcc} to control the optimization level:
8824
8825 @table @option
8826 @item ^-O0^/OPTIMIZE=NONE^
8827 No optimization (the default);
8828 generates unoptimized code but has
8829 the fastest compilation time.
8830
8831 @item ^-O1^/OPTIMIZE=SOME^
8832 Medium level optimization;
8833 optimizes reasonably well but does not
8834 degrade compilation time significantly.
8835
8836 @item ^-O2^/OPTIMIZE=ALL^
8837 @ifset vms
8838 @itemx /OPTIMIZE=DEVELOPMENT
8839 @end ifset
8840 Full optimization;
8841 generates highly optimized code and has
8842 the slowest compilation time.
8843
8844 @item ^-O3^/OPTIMIZE=INLINING^
8845 Full optimization as in @option{-O2},
8846 and also attempts automatic inlining of small
8847 subprograms within a unit (@pxref{Inlining of Subprograms}).
8848 @end table
8849
8850 @noindent
8851 Higher optimization levels perform more global transformations on the
8852 program and apply more expensive analysis algorithms in order to generate
8853 faster and more compact code. The price in compilation time, and the
8854 resulting improvement in execution time,
8855 both depend on the particular application and the hardware environment.
8856 You should experiment to find the best level for your application.
8857
8858 Since the precise set of optimizations done at each level will vary from
8859 release to release (and sometime from target to target), it is best to think
8860 of the optimization settings in general terms.
8861 The @cite{Using GNU GCC} manual contains details about
8862 ^the @option{-O} settings and a number of @option{-f} options that^how to^
8863 individually enable or disable specific optimizations.
8864
8865 Unlike some other compilation systems, ^@command{gcc}^GNAT^ has
8866 been tested extensively at all optimization levels. There are some bugs
8867 which appear only with optimization turned on, but there have also been
8868 bugs which show up only in @emph{unoptimized} code. Selecting a lower
8869 level of optimization does not improve the reliability of the code
8870 generator, which in practice is highly reliable at all optimization
8871 levels.
8872
8873 Note regarding the use of @option{-O3}: The use of this optimization level
8874 is generally discouraged with GNAT, since it often results in larger
8875 executables which run more slowly. See further discussion of this point
8876 in @pxref{Inlining of Subprograms}.
8877
8878
8879 @node Debugging Optimized Code
8880 @subsection Debugging Optimized Code
8881 @cindex Debugging optimized code
8882 @cindex Optimization and debugging
8883
8884 @noindent
8885 Although it is possible to do a reasonable amount of debugging at
8886 @ifclear vms
8887 non-zero optimization levels,
8888 the higher the level the more likely that
8889 @end ifclear
8890 @ifset vms
8891 @option{/OPTIMIZE} settings other than @code{NONE},
8892 such settings will make it more likely that
8893 @end ifset
8894 source-level constructs will have been eliminated by optimization.
8895 For example, if a loop is strength-reduced, the loop
8896 control variable may be completely eliminated and thus cannot be
8897 displayed in the debugger.
8898 This can only happen at @option{-O2} or @option{-O3}.
8899 Explicit temporary variables that you code might be eliminated at
8900 ^level^setting^ @option{-O1} or higher.
8901
8902 The use of the @option{^-g^/DEBUG^} switch,
8903 @cindex @option{^-g^/DEBUG^} (@code{gcc})
8904 which is needed for source-level debugging,
8905 affects the size of the program executable on disk,
8906 and indeed the debugging information can be quite large.
8907 However, it has no effect on the generated code (and thus does not
8908 degrade performance)
8909
8910 Since the compiler generates debugging tables for a compilation unit before
8911 it performs optimizations, the optimizing transformations may invalidate some
8912 of the debugging data.  You therefore need to anticipate certain
8913 anomalous situations that may arise while debugging optimized code.
8914 These are the most common cases:
8915
8916 @enumerate
8917 @item
8918 @i{The ``hopping Program Counter'':}  Repeated @code{step} or @code{next}
8919 commands show
8920 the PC bouncing back and forth in the code.  This may result from any of
8921 the following optimizations:
8922
8923 @itemize @bullet
8924 @item
8925 @i{Common subexpression elimination:} using a single instance of code for a
8926 quantity that the source computes several times.  As a result you
8927 may not be able to stop on what looks like a statement.
8928
8929 @item
8930 @i{Invariant code motion:} moving an expression that does not change within a
8931 loop, to the beginning of the loop.
8932
8933 @item
8934 @i{Instruction scheduling:} moving instructions so as to
8935 overlap loads and stores (typically) with other code, or in
8936 general to move computations of values closer to their uses. Often
8937 this causes you to pass an assignment statement without the assignment
8938 happening and then later bounce back to the statement when the
8939 value is actually needed.  Placing a breakpoint on a line of code
8940 and then stepping over it may, therefore, not always cause all the
8941 expected side-effects.
8942 @end itemize
8943
8944 @item
8945 @i{The ``big leap'':} More commonly known as @emph{cross-jumping}, in which
8946 two identical pieces of code are merged and the program counter suddenly
8947 jumps to a statement that is not supposed to be executed, simply because
8948 it (and the code following) translates to the same thing as the code
8949 that @emph{was} supposed to be executed.  This effect is typically seen in
8950 sequences that end in a jump, such as a @code{goto}, a @code{return}, or
8951 a @code{break} in a C @code{^switch^switch^} statement.
8952
8953 @item
8954 @i{The ``roving variable'':} The symptom is an unexpected value in a variable.
8955 There are various reasons for this effect:
8956
8957 @itemize @bullet
8958 @item
8959 In a subprogram prologue, a parameter may not yet have been moved to its
8960 ``home''.
8961
8962 @item
8963 A variable may be dead, and its register re-used.  This is
8964 probably the most common cause.
8965
8966 @item
8967 As mentioned above, the assignment of a value to a variable may
8968 have been moved.
8969
8970 @item
8971 A variable may be eliminated entirely by value propagation or
8972 other means.  In this case, GCC may incorrectly generate debugging
8973 information for the variable
8974 @end itemize
8975
8976 @noindent
8977 In general, when an unexpected value appears for a local variable or parameter
8978 you should first ascertain if that value was actually computed by
8979 your program, as opposed to being incorrectly reported by the debugger.
8980 Record fields or
8981 array elements in an object designated by an access value
8982 are generally less of a problem, once you have ascertained that the access
8983 value is sensible.
8984 Typically, this means checking variables in the preceding code and in the
8985 calling subprogram to verify that the value observed is explainable from other
8986 values (one must apply the procedure recursively to those
8987 other values); or re-running the code and stopping a little earlier
8988 (perhaps before the call) and stepping to better see how the variable obtained
8989 the value in question; or continuing to step @emph{from} the point of the
8990 strange value to see if code motion had simply moved the variable's
8991 assignments later.
8992 @end enumerate
8993
8994 @noindent
8995 In light of such anomalies, a recommended technique is to use @option{-O0}
8996 early in the software development cycle, when extensive debugging capabilities
8997 are most needed, and then move to @option{-O1} and later @option{-O2} as
8998 the debugger becomes less critical.
8999 Whether to use the @option{^-g^/DEBUG^} switch in the release version is
9000 a release management issue.
9001 @ifclear vms
9002 Note that if you use @option{-g} you can then use the @command{strip} program
9003 on the resulting executable,
9004 which removes both debugging information and global symbols.
9005 @end ifclear
9006
9007
9008 @node Inlining of Subprograms
9009 @subsection Inlining of Subprograms
9010
9011 @noindent
9012 A call to a subprogram in the current unit is inlined if all the
9013 following conditions are met:
9014
9015 @itemize @bullet
9016 @item
9017 The optimization level is at least @option{-O1}.
9018
9019 @item
9020 The called subprogram is suitable for inlining: It must be small enough
9021 and not contain nested subprograms or anything else that @code{gcc}
9022 cannot support in inlined subprograms.
9023
9024 @item
9025 The call occurs after the definition of the body of the subprogram.
9026
9027 @item
9028 @cindex pragma Inline
9029 @findex Inline
9030 Either @code{pragma Inline} applies to the subprogram or it is
9031 small and automatic inlining (optimization level @option{-O3}) is
9032 specified.
9033 @end itemize
9034
9035 @noindent
9036 Calls to subprograms in @code{with}'ed units are normally not inlined.
9037 To achieve this level of inlining, the following conditions must all be
9038 true:
9039
9040 @itemize @bullet
9041 @item
9042 The optimization level is at least @option{-O1}.
9043
9044 @item
9045 The called subprogram is suitable for inlining: It must be small enough
9046 and not contain nested subprograms or anything else @code{gcc} cannot
9047 support in inlined subprograms.
9048
9049 @item
9050 The call appears in a body (not in a package spec).
9051
9052 @item
9053 There is a @code{pragma Inline} for the subprogram.
9054
9055 @item
9056 @cindex @option{-gnatn} (@code{gcc})
9057 The @option{^-gnatn^/INLINE^} switch
9058 is used in the @code{gcc} command line
9059 @end itemize
9060
9061 Note that specifying the @option{-gnatn} switch causes additional
9062 compilation dependencies. Consider the following:
9063
9064 @smallexample @c ada
9065 @cartouche
9066 package R is
9067    procedure Q;
9068    pragma Inline (Q);
9069 end R;
9070 package body R is
9071    ...
9072 end R;
9073
9074 with R;
9075 procedure Main is
9076 begin
9077    ...
9078    R.Q;
9079 end Main;
9080 @end cartouche
9081 @end smallexample
9082
9083 @noindent
9084 With the default behavior (no @option{-gnatn} switch specified), the
9085 compilation of the @code{Main} procedure depends only on its own source,
9086 @file{main.adb}, and the spec of the package in file @file{r.ads}. This
9087 means that editing the body of @code{R} does not require recompiling
9088 @code{Main}.
9089
9090 On the other hand, the call @code{R.Q} is not inlined under these
9091 circumstances. If the @option{-gnatn} switch is present when @code{Main}
9092 is compiled, the call will be inlined if the body of @code{Q} is small
9093 enough, but now @code{Main} depends on the body of @code{R} in
9094 @file{r.adb} as well as on the spec. This means that if this body is edited,
9095 the main program must be recompiled. Note that this extra dependency
9096 occurs whether or not the call is in fact inlined by @code{gcc}.
9097
9098 The use of front end inlining with @option{-gnatN} generates similar
9099 additional dependencies.
9100
9101 @cindex @option{^-fno-inline^/INLINE=SUPPRESS^} (@code{gcc})
9102 Note: The @option{^-fno-inline^/INLINE=SUPPRESS^} switch
9103 can be used to prevent
9104 all inlining. This switch overrides all other conditions and ensures
9105 that no inlining occurs. The extra dependences resulting from
9106 @option{-gnatn} will still be active, even if
9107 this switch is used to suppress the resulting inlining actions.
9108
9109 Note regarding the use of @option{-O3}: There is no difference in inlining
9110 behavior between @option{-O2} and @option{-O3} for subprograms with an explicit
9111 pragma @code{Inline} assuming the use of @option{-gnatn}
9112 or @option{-gnatN} (the switches that activate inlining). If you have used
9113 pragma @code{Inline} in appropriate cases, then it is usually much better
9114 to use @option{-O2} and @option{-gnatn} and avoid the use of @option{-O3} which
9115 in this case only has the effect of inlining subprograms you did not
9116 think should be inlined. We often find that the use of @option{-O3} slows
9117 down code by performing excessive inlining, leading to increased instruction
9118 cache pressure from the increased code size. So the bottom line here is
9119 that you should not automatically assume that @option{-O3} is better than
9120 @option{-O2}, and indeed you should use @option{-O3} only if tests show that
9121 it actually improves performance.
9122
9123 @node Optimization and Strict Aliasing
9124 @subsection Optimization and Strict Aliasing
9125 @cindex Aliasing
9126 @cindex Strict Aliasing
9127 @cindex No_Strict_Aliasing
9128
9129 @noindent
9130 The strong typing capabilities of Ada allow an optimizer to generate
9131 efficient code in situations where other languages would be forced to
9132 make worst case assumptions preventing such optimizations. Consider
9133 the following example:
9134
9135 @smallexample @c ada
9136 @cartouche
9137 procedure R is
9138    type Int1 is new Integer;
9139    type Int2 is new Integer;
9140    type Int1A is access Int1;
9141    type Int2A is access Int2;
9142    Int1V : Int1A;
9143    Int2V : Int2A;
9144    ...
9145
9146 begin
9147    ...
9148    for J in Data'Range loop
9149       if Data (J) = Int1V.all then
9150          Int2V.all := Int2V.all + 1;
9151       end if;
9152    end loop;
9153    ...
9154 end R;
9155 @end cartouche
9156 @end smallexample
9157
9158 @noindent
9159 In this example, since the variable @code{Int1V} can only access objects
9160 of type @code{Int1}, and @code{Int2V} can only access objects of type
9161 @code{Int2}, there is no possibility that the assignment to
9162 @code{Int2V.all} affects the value of @code{Int1V.all}. This means that
9163 the compiler optimizer can "know" that the value @code{Int1V.all} is constant
9164 for all iterations of the loop and avoid the extra memory reference
9165 required to dereference it each time through the loop.
9166
9167 This kind of optimziation, called strict aliasing analysis, is
9168 triggered by specifying an optimization level of @option{-O2} or
9169 higher and allows @code{GNAT} to generate more efficient code
9170 when access values are involved.
9171
9172 However, although this optimization is always correct in terms of
9173 the formal semantics of the Ada Reference Manual, difficulties can
9174 arise if features like @code{Unchecked_Conversion} are used to break
9175 the typing system. Consider the following complete program example:
9176
9177 @smallexample @c ada
9178 @cartouche
9179 package p1 is
9180    type int1 is new integer;
9181    type int2 is new integer;
9182    type a1 is access int1;
9183    type a2 is access int2;
9184 end p1;
9185
9186 with p1; use p1;
9187 package p2 is
9188    function to_a2 (Input : a1) return a2;
9189 end p2;
9190
9191 with Unchecked_Conversion;
9192 package body p2 is
9193    function to_a2 (Input : a1) return a2 is
9194       function to_a2u is
9195         new Unchecked_Conversion (a1, a2);
9196    begin
9197       return to_a2u (Input);
9198    end to_a2;
9199 end p2;
9200
9201 with p2; use p2;
9202 with p1; use p1;
9203 with Text_IO; use Text_IO;
9204 procedure m is
9205    v1 : a1 := new int1;
9206    v2 : a2 := to_a2 (v1);
9207 begin
9208    v1.all := 1;
9209    v2.all := 0;
9210    put_line (int1'image (v1.all));
9211 end;
9212 @end cartouche
9213 @end smallexample
9214
9215 @noindent
9216 This program prints out 0 in @code{-O0} or @code{-O1}
9217 mode, but it prints out 1 in @code{-O2} mode. That's
9218 because in strict aliasing mode, the compiler can and
9219 does assume that the assignment to @code{v2.all} could not
9220 affect the value of @code{v1.all}, since different types
9221 are involved.
9222
9223 This behavior is not a case of non-conformance with the standard, since
9224 the Ada RM specifies that an unchecked conversion where the resulting
9225 bit pattern is not a correct value of the target type can result in an
9226 abnormal value and attempting to reference an abnormal value makes the
9227 execution of a program erroneous.  That's the case here since the result
9228 does not point to an object of type @code{int2}.  This means that the
9229 effect is entirely unpredictable.
9230
9231 However, although that explanation may satisfy a language
9232 lawyer, in practice an applications programmer expects an
9233 unchecked conversion involving pointers to create true
9234 aliases and the behavior of printing 1 seems plain wrong.
9235 In this case, the strict aliasing optimization is unwelcome.
9236
9237 Indeed the compiler recognizes this possibility, and the
9238 unchecked conversion generates a warning:
9239
9240 @smallexample
9241 p2.adb:5:07: warning: possible aliasing problem with type "a2"
9242 p2.adb:5:07: warning: use -fno-strict-aliasing switch for references
9243 p2.adb:5:07: warning:  or use "pragma No_Strict_Aliasing (a2);"
9244 @end smallexample
9245
9246 @noindent
9247 Unfortunately the problem is recognized when compiling the body of
9248 package @code{p2}, but the actual "bad" code is generated while
9249 compiling the body of @code{m} and this latter compilation does not see
9250 the suspicious @code{Unchecked_Conversion}.
9251
9252 As implied by the warning message, there are approaches you can use to
9253 avoid the unwanted strict aliasing optimization in a case like this.
9254
9255 One possibility is to simply avoid the use of @code{-O2}, but
9256 that is a bit drastic, since it throws away a number of useful
9257 optimizations that do not involve strict aliasing assumptions.
9258
9259 A less drastic approach is to compile the program using the
9260 option @code{-fno-strict-aliasing}. Actually it is only the
9261 unit containing the dereferencing of the suspicious pointer
9262 that needs to be compiled. So in this case, if we compile
9263 unit @code{m} with this switch, then we get the expected
9264 value of zero printed. Analyzing which units might need
9265 the switch can be painful, so a more reasonable approach
9266 is to compile the entire program with options @code{-O2}
9267 and @code{-fno-strict-aliasing}. If the performance is
9268 satisfactory with this combination of options, then the
9269 advantage is that the entire issue of possible "wrong"
9270 optimization due to strict aliasing is avoided.
9271
9272 To avoid the use of compiler switches, the configuration
9273 pragma @code{No_Strict_Aliasing} with no parameters may be
9274 used to specify that for all access types, the strict
9275 aliasing optimization should be suppressed.
9276
9277 However, these approaches are still overkill, in that they causes
9278 all manipulations of all access values to be deoptimized. A more
9279 refined approach is to concentrate attention on the specific
9280 access type identified as problematic.
9281
9282 First, if a careful analysis of uses of the pointer shows
9283 that there are no possible problematic references, then
9284 the warning can be suppressed by bracketing the
9285 instantiation of @code{Unchecked_Conversion} to turn
9286 the warning off:
9287
9288 @smallexample @c ada
9289    pragma Warnings (Off);
9290    function to_a2u is
9291      new Unchecked_Conversion (a1, a2);
9292    pragma Warnings (On);
9293 @end smallexample
9294
9295 @noindent
9296 Of course that approach is not appropriate for this particular
9297 example, since indeed there is a problematic reference. In this
9298 case we can take one of two other approaches.
9299
9300 The first possibility is to move the instantiation of unchecked
9301 conversion to the unit in which the type is declared. In
9302 this example, we would move the instantiation of
9303 @code{Unchecked_Conversion} from the body of package
9304 @code{p2} to the spec of package @code{p1}. Now the
9305 warning disappears. That's because any use of the
9306 access type knows there is a suspicious unchecked
9307 conversion, and the strict aliasing optimization
9308 is automatically suppressed for the type.
9309
9310 If it is not practical to move the unchecked conversion to the same unit
9311 in which the destination access type is declared (perhaps because the
9312 source type is not visible in that unit), you may use pragma
9313 @code{No_Strict_Aliasing} for the type. This pragma must occur in the
9314 same declarative sequence as the declaration of the access type:
9315
9316 @smallexample @c ada
9317    type a2 is access int2;
9318    pragma No_Strict_Aliasing (a2);
9319 @end smallexample
9320
9321 @noindent
9322 Here again, the compiler now knows that the strict aliasing optimization
9323 should be suppressed for any reference to type @code{a2} and the
9324 expected behavior is obtained.
9325
9326 Finally, note that although the compiler can generate warnings for
9327 simple cases of unchecked conversions, there are tricker and more
9328 indirect ways of creating type incorrect aliases which the compiler
9329 cannot detect. Examples are the use of address overlays and unchecked
9330 conversions involving composite types containing access types as
9331 components. In such cases, no warnings are generated, but there can
9332 still be aliasing problems. One safe coding practice is to forbid the
9333 use of address clauses for type overlaying, and to allow unchecked
9334 conversion only for primitive types. This is not really a significant
9335 restriction since any possible desired effect can be achieved by
9336 unchecked conversion of access values.
9337
9338 @ifset vms
9339 @node Coverage Analysis
9340 @subsection Coverage Analysis
9341
9342 @noindent
9343 GNAT supports the Digital Performance Coverage Analyzer (PCA), which allows
9344 the user to determine the distribution of execution time across a program,
9345 @pxref{Profiling} for details of usage.
9346 @end ifset
9347
9348 @node Reducing the Size of Ada Executables with gnatelim
9349 @section Reducing the Size of Ada Executables with @code{gnatelim}
9350 @findex gnatelim
9351
9352 @noindent
9353 This section describes @command{gnatelim}, a tool which detects unused
9354 subprograms and helps the compiler to create a smaller executable for your
9355 program.
9356
9357 @menu
9358 * About gnatelim::
9359 * Running gnatelim::
9360 * Correcting the List of Eliminate Pragmas::
9361 * Making Your Executables Smaller::
9362 * Summary of the gnatelim Usage Cycle::
9363 @end menu
9364
9365 @node About gnatelim
9366 @subsection About @code{gnatelim}
9367
9368 @noindent
9369 When a program shares a set of Ada
9370 packages with other programs, it may happen that this program uses
9371 only a fraction of the subprograms defined in these packages. The code
9372 created for these unused subprograms increases the size of the executable.
9373
9374 @code{gnatelim} tracks unused subprograms in an Ada program and
9375 outputs a list of GNAT-specific pragmas @code{Eliminate} marking all the
9376 subprograms that are declared but never called. By placing the list of
9377 @code{Eliminate} pragmas in the GNAT configuration file @file{gnat.adc} and
9378 recompiling your program, you may decrease the size of its executable,
9379 because the compiler will not generate the code for 'eliminated' subprograms.
9380 See GNAT Reference Manual for more information about this pragma.
9381
9382 @code{gnatelim} needs as its input data the name of the main subprogram
9383 and a bind file for a main subprogram.
9384
9385 To create a bind file for @code{gnatelim}, run @code{gnatbind} for
9386 the main subprogram. @code{gnatelim} can work with both Ada and C
9387 bind files; when both are present, it uses the Ada bind file.
9388 The following commands will build the program and create the bind file:
9389
9390 @smallexample
9391 $ gnatmake ^-c Main_Prog^/ACTIONS=COMPILE MAIN_PROG^
9392 $ gnatbind main_prog
9393 @end smallexample
9394
9395 Note that @code{gnatelim} needs neither object nor ALI files.
9396
9397 @node Running gnatelim
9398 @subsection Running @code{gnatelim}
9399
9400 @noindent
9401 @code{gnatelim} has the following command-line interface:
9402
9403 @smallexample
9404 $ gnatelim [options] name
9405 @end smallexample
9406
9407 @noindent
9408 @code{name} should be a name of a source file that contains the main subprogram
9409 of a program (partition).
9410
9411 @code{gnatelim} has the following switches:
9412
9413 @table @option
9414 @c !sort!
9415 @item ^-q^/QUIET^
9416 @cindex @option{^-q^/QUIET^} (@command{gnatelim})
9417 Quiet mode: by default @code{gnatelim} outputs to the standard error
9418 stream the number of program units left to be processed. This option turns
9419 this trace off.
9420
9421 @item ^-v^/VERBOSE^
9422 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@command{gnatelim})
9423 Verbose mode: @code{gnatelim} version information is printed as Ada
9424 comments to the standard output stream. Also, in addition to the number of
9425 program units left @code{gnatelim} will output the name of the current unit
9426 being processed.
9427
9428 @item ^-a^/ALL^
9429 @cindex @option{^-a^/ALL^} (@command{gnatelim})
9430 Also look for subprograms from the GNAT run time that can be eliminated. Note
9431 that when @file{gnat.adc} is produced using this switch, the entire program
9432 must be recompiled with switch @option{^-a^/ALL_FILES^} to @code{gnatmake}.
9433
9434 @item ^-I^/INCLUDE_DIRS=^@var{dir}
9435 @cindex @option{^-I^/INCLUDE_DIRS^} (@command{gnatelim})
9436 When looking for source files also look in directory @var{dir}. Specifying
9437 @option{^-I-^/INCLUDE_DIRS=-^} instructs @code{gnatelim} not to look for
9438 sources in the current directory.
9439
9440 @item ^-b^/BIND_FILE=^@var{bind_file}
9441 @cindex @option{^-b^/BIND_FILE^} (@command{gnatelim})
9442 Specifies @var{bind_file} as the bind file to process. If not set, the name
9443 of the bind file is computed from the full expanded Ada name
9444 of a main subprogram.
9445
9446 @item ^-C^/CONFIG_FILE=^@var{config_file}
9447 @cindex @option{^-C^/CONFIG_FILE^} (@command{gnatelim})
9448 Specifies a file @var{config_file} that contains configuration pragmas. The
9449 file must be specified with full path.
9450
9451 @item ^--GCC^/COMPILER^=@var{compiler_name}
9452 @cindex @option{^-GCC^/COMPILER^} (@command{gnatelim})
9453 Instructs @code{gnatelim} to use specific @code{gcc} compiler instead of one
9454 available on the path.
9455
9456 @item ^--GNATMAKE^/GNATMAKE^=@var{gnatmake_name}
9457 @cindex @option{^--GNATMAKE^/GNATMAKE^} (@command{gnatelim})
9458 Instructs @code{gnatelim} to use specific @code{gnatmake} instead of one
9459 available on the path.
9460
9461 @item -d@var{x}
9462 @cindex @option{-d@var{x}} (@command{gnatelim})
9463 Activate internal debugging switches. @var{x} is a letter or digit, or
9464 string of letters or digits, which specifies the type of debugging
9465 mode desired.  Normally these are used only for internal development
9466 or system debugging purposes. You can find full documentation for these
9467 switches in the spec of the @code{Gnatelim} unit in the compiler
9468 source file @file{gnatelim.ads}.
9469 @end table
9470
9471 @noindent
9472 @code{gnatelim} sends its output to the standard output stream, and all the
9473 tracing and debug information is sent to the standard error stream.
9474 In order to produce a proper GNAT configuration file
9475 @file{gnat.adc}, redirection must be used:
9476
9477 @smallexample
9478 @ifset vms
9479 $ PIPE GNAT ELIM MAIN_PROG.ADB > GNAT.ADC
9480 @end ifset
9481 @ifclear vms
9482 $ gnatelim main_prog.adb > gnat.adc
9483 @end ifclear
9484 @end smallexample
9485
9486 @ifclear vms
9487 @noindent
9488 or
9489
9490 @smallexample
9491 $ gnatelim main_prog.adb >> gnat.adc
9492 @end smallexample
9493
9494 @noindent
9495 in order to append the @code{gnatelim} output to the existing contents of
9496 @file{gnat.adc}.
9497 @end ifclear
9498
9499 @node Correcting the List of Eliminate Pragmas
9500 @subsection Correcting the List of Eliminate Pragmas
9501
9502 @noindent
9503 In some rare cases @code{gnatelim} may try to eliminate
9504 subprograms that are actually called in the program. In this case, the
9505 compiler will generate an error message of the form:
9506
9507 @smallexample
9508 file.adb:106:07: cannot call eliminated subprogram "My_Prog"
9509 @end smallexample
9510
9511 @noindent
9512 You will need to manually remove the wrong @code{Eliminate} pragmas from
9513 the @file{gnat.adc} file. You should recompile your program
9514 from scratch after that, because you need a consistent @file{gnat.adc} file
9515 during the entire compilation.
9516
9517
9518 @node Making Your Executables Smaller
9519 @subsection Making Your Executables Smaller
9520
9521 @noindent
9522 In order to get a smaller executable for your program you now have to
9523 recompile the program completely with the new @file{gnat.adc} file
9524 created by @code{gnatelim} in your current directory:
9525
9526 @smallexample
9527 $ gnatmake ^-f main_prog^/FORCE_COMPILE MAIN_PROG^
9528 @end smallexample
9529
9530 @noindent
9531 (Use the @option{^-f^/FORCE_COMPILE^} option for @command{gnatmake} to
9532 recompile everything
9533 with the set of pragmas @code{Eliminate} that you have obtained with
9534 @command{gnatelim}).
9535
9536 Be aware that the set of @code{Eliminate} pragmas is specific to each
9537 program. It is not recommended to merge sets of @code{Eliminate}
9538 pragmas created for different programs in one @file{gnat.adc} file.
9539
9540 @node Summary of the gnatelim Usage Cycle
9541 @subsection Summary of the gnatelim Usage Cycle
9542
9543 @noindent
9544 Here is a quick summary of the steps to be taken in order to reduce
9545 the size of your executables with @code{gnatelim}. You may use
9546 other GNAT options to control the optimization level,
9547 to produce the debugging information, to set search path, etc.
9548
9549 @enumerate
9550 @item
9551 Produce a bind file
9552
9553 @smallexample
9554 $ gnatmake ^-c main_prog^/ACTIONS=COMPILE MAIN_PROG^
9555 $ gnatbind main_prog
9556 @end smallexample
9557
9558 @item
9559 Generate a list of @code{Eliminate} pragmas
9560 @smallexample
9561 @ifset vms
9562 $ PIPE GNAT ELIM MAIN_PROG > GNAT.ADC
9563 @end ifset
9564 @ifclear vms
9565 $ gnatelim main_prog >[>] gnat.adc
9566 @end ifclear
9567 @end smallexample
9568
9569 @item
9570 Recompile the application
9571
9572 @smallexample
9573 $ gnatmake ^-f main_prog^/FORCE_COMPILE MAIN_PROG^
9574 @end smallexample
9575
9576 @end enumerate
9577
9578
9579
9580
9581 @c ********************************
9582 @node Renaming Files Using gnatchop
9583 @chapter Renaming Files Using @code{gnatchop}
9584 @findex gnatchop
9585
9586 @noindent
9587 This chapter discusses how to handle files with multiple units by using
9588 the @code{gnatchop} utility. This utility is also useful in renaming
9589 files to meet the standard GNAT default file naming conventions.
9590
9591 @menu
9592 * Handling Files with Multiple Units::
9593 * Operating gnatchop in Compilation Mode::
9594 * Command Line for gnatchop::
9595 * Switches for gnatchop::
9596 * Examples of gnatchop Usage::
9597 @end menu
9598
9599 @node Handling Files with Multiple Units
9600 @section Handling Files with Multiple Units
9601
9602 @noindent
9603 The basic compilation model of GNAT requires that a file submitted to the
9604 compiler have only one unit and there be a strict correspondence
9605 between the file name and the unit name.
9606
9607 The @code{gnatchop} utility allows both of these rules to be relaxed,
9608 allowing GNAT to process files which contain multiple compilation units
9609 and files with arbitrary file names. @code{gnatchop}
9610 reads the specified file and generates one or more output files,
9611 containing one unit per file. The unit and the file name correspond,
9612 as required by GNAT.
9613
9614 If you want to permanently restructure a set of ``foreign'' files so that
9615 they match the GNAT rules, and do the remaining development using the
9616 GNAT structure, you can simply use @command{gnatchop} once, generate the
9617 new set of files and work with them from that point on.
9618
9619 Alternatively, if you want to keep your files in the ``foreign'' format,
9620 perhaps to maintain compatibility with some other Ada compilation
9621 system, you can set up a procedure where you use @command{gnatchop} each
9622 time you compile, regarding the source files that it writes as temporary
9623 files that you throw away.
9624
9625
9626 @node Operating gnatchop in Compilation Mode
9627 @section Operating gnatchop in Compilation Mode
9628
9629 @noindent
9630 The basic function of @code{gnatchop} is to take a file with multiple units
9631 and split it into separate files. The boundary between files is reasonably
9632 clear, except for the issue of comments and pragmas. In default mode, the
9633 rule is that any pragmas between units belong to the previous unit, except
9634 that configuration pragmas always belong to the following unit. Any comments
9635 belong to the following unit. These rules
9636 almost always result in the right choice of
9637 the split point without needing to mark it explicitly and most users will
9638 find this default to be what they want. In this default mode it is incorrect to
9639 submit a file containing only configuration pragmas, or one that ends in
9640 configuration pragmas, to @code{gnatchop}.
9641
9642 However, using a special option to activate ``compilation mode'',
9643 @code{gnatchop}
9644 can perform another function, which is to provide exactly the semantics
9645 required by the RM for handling of configuration pragmas in a compilation.
9646 In the absence of configuration pragmas (at the main file level), this
9647 option has no effect, but it causes such configuration pragmas to be handled
9648 in a quite different manner.
9649
9650 First, in compilation mode, if @code{gnatchop} is given a file that consists of
9651 only configuration pragmas, then this file is appended to the
9652 @file{gnat.adc} file in the current directory. This behavior provides
9653 the required behavior described in the RM for the actions to be taken
9654 on submitting such a file to the compiler, namely that these pragmas
9655 should apply to all subsequent compilations in the same compilation
9656 environment. Using GNAT, the current directory, possibly containing a
9657 @file{gnat.adc} file is the representation
9658 of a compilation environment. For more information on the
9659 @file{gnat.adc} file, see the section on handling of configuration
9660 pragmas @pxref{Handling of Configuration Pragmas}.
9661
9662 Second, in compilation mode, if @code{gnatchop}
9663 is given a file that starts with
9664 configuration pragmas, and contains one or more units, then these
9665 configuration pragmas are prepended to each of the chopped files. This
9666 behavior provides the required behavior described in the RM for the
9667 actions to be taken on compiling such a file, namely that the pragmas
9668 apply to all units in the compilation, but not to subsequently compiled
9669 units.
9670
9671 Finally, if configuration pragmas appear between units, they are appended
9672 to the previous unit. This results in the previous unit being illegal,
9673 since the compiler does not accept configuration pragmas that follow
9674 a unit. This provides the required RM behavior that forbids configuration
9675 pragmas other than those preceding the first compilation unit of a
9676 compilation.
9677
9678 For most purposes, @code{gnatchop} will be used in default mode. The
9679 compilation mode described above is used only if you need exactly
9680 accurate behavior with respect to compilations, and you have files
9681 that contain multiple units and configuration pragmas. In this
9682 circumstance the use of @code{gnatchop} with the compilation mode
9683 switch provides the required behavior, and is for example the mode
9684 in which GNAT processes the ACVC tests.
9685
9686 @node Command Line for gnatchop
9687 @section Command Line for @code{gnatchop}
9688
9689 @noindent
9690 The @code{gnatchop} command has the form:
9691
9692 @smallexample
9693 $ gnatchop switches @var{file name} [@var{file name} @var{file name} ...]
9694       [@var{directory}]
9695 @end smallexample
9696
9697 @noindent
9698 The only required argument is the file name of the file to be chopped.
9699 There are no restrictions on the form of this file name. The file itself
9700 contains one or more Ada units, in normal GNAT format, concatenated
9701 together. As shown, more than one file may be presented to be chopped.
9702
9703 When run in default mode, @code{gnatchop} generates one output file in
9704 the current directory for each unit in each of the files.
9705
9706 @var{directory}, if specified, gives the name of the directory to which
9707 the output files will be written. If it is not specified, all files are
9708 written to the current directory.
9709
9710 For example, given a
9711 file called @file{hellofiles} containing
9712
9713 @smallexample @c ada
9714 @group
9715 @cartouche
9716 procedure hello;
9717
9718 with Text_IO; use Text_IO;
9719 procedure hello is
9720 begin
9721    Put_Line ("Hello");
9722 end hello;
9723 @end cartouche
9724 @end group
9725 @end smallexample
9726
9727 @noindent
9728 the command
9729
9730 @smallexample
9731 $ gnatchop ^hellofiles^HELLOFILES.^
9732 @end smallexample
9733
9734 @noindent
9735 generates two files in the current directory, one called
9736 @file{hello.ads} containing the single line that is the procedure spec,
9737 and the other called @file{hello.adb} containing the remaining text. The
9738 original file is not affected. The generated files can be compiled in
9739 the normal manner.
9740
9741 @noindent
9742 When gnatchop is invoked on a file that is empty or that contains only empty
9743 lines and/or comments, gnatchop will not fail, but will not produce any
9744 new sources.
9745
9746 For example, given a
9747 file called @file{toto.txt} containing
9748
9749 @smallexample @c ada
9750 @group
9751 @cartouche
9752 --  Just a comment
9753 @end cartouche
9754 @end group
9755 @end smallexample
9756
9757 @noindent
9758 the command
9759
9760 @smallexample
9761 $ gnatchop ^toto.txt^TOT.TXT^
9762 @end smallexample
9763
9764 @noindent
9765 will not produce any new file and will result in the following warnings:
9766
9767 @smallexample
9768 toto.txt:1:01: warning: empty file, contains no compilation units
9769 no compilation units found
9770 no source files written
9771 @end smallexample
9772
9773 @node Switches for gnatchop
9774 @section Switches for @code{gnatchop}
9775
9776 @noindent
9777 @command{gnatchop} recognizes the following switches:
9778
9779 @table @option
9780 @c !sort!
9781
9782 @item ^-c^/COMPILATION^
9783 @cindex @option{^-c^/COMPILATION^} (@code{gnatchop})
9784 Causes @code{gnatchop} to operate in compilation mode, in which
9785 configuration pragmas are handled according to strict RM rules. See
9786 previous section for a full description of this mode.
9787
9788 @ifclear vms
9789 @item -gnatxxx
9790 This passes the given @option{-gnatxxx} switch to @code{gnat} which is
9791 used to parse the given file. Not all @code{xxx} options make sense,
9792 but for example, the use of @option{-gnati2} allows @code{gnatchop} to
9793 process a source file that uses Latin-2 coding for identifiers.
9794 @end ifclear
9795
9796 @item ^-h^/HELP^
9797 Causes @code{gnatchop} to generate a brief help summary to the standard
9798 output file showing usage information.
9799
9800 @item ^-k@var{mm}^/FILE_NAME_MAX_LENGTH=@var{mm}^
9801 @cindex @option{^-k^/FILE_NAME_MAX_LENGTH^} (@code{gnatchop})
9802 Limit generated file names to the specified number @code{mm}
9803 of characters.
9804 This is useful if the
9805 resulting set of files is required to be interoperable with systems
9806 which limit the length of file names.
9807 @ifset vms
9808 If no value is given, or
9809 if no @code{/FILE_NAME_MAX_LENGTH} qualifier is given,
9810 a default of 39, suitable for OpenVMS Alpha
9811 Systems, is assumed
9812 @end ifset
9813 @ifclear vms
9814 No space is allowed between the @option{-k} and the numeric value. The numeric
9815 value may be omitted in which case a default of @option{-k8},
9816 suitable for use
9817 with DOS-like file systems, is used. If no @option{-k} switch
9818 is present then
9819 there is no limit on the length of file names.
9820 @end ifclear
9821
9822 @item ^-p^/PRESERVE^
9823 @cindex @option{^-p^/PRESERVE^} (@code{gnatchop})
9824 Causes the file ^modification^creation^ time stamp of the input file to be
9825 preserved and used for the time stamp of the output file(s). This may be
9826 useful for preserving coherency of time stamps in an environment where
9827 @code{gnatchop} is used as part of a standard build process.
9828
9829 @item ^-q^/QUIET^
9830 @cindex @option{^-q^/QUIET^} (@code{gnatchop})
9831 Causes output of informational messages indicating the set of generated
9832 files to be suppressed. Warnings and error messages are unaffected.
9833
9834 @item ^-r^/REFERENCE^
9835 @cindex @option{^-r^/REFERENCE^} (@code{gnatchop})
9836 @findex Source_Reference
9837 Generate @code{Source_Reference} pragmas. Use this switch if the output
9838 files are regarded as temporary and development is to be done in terms
9839 of the original unchopped file. This switch causes
9840 @code{Source_Reference} pragmas to be inserted into each of the
9841 generated files to refers back to the original file name and line number.
9842 The result is that all error messages refer back to the original
9843 unchopped file.
9844 In addition, the debugging information placed into the object file (when
9845 the @option{^-g^/DEBUG^} switch of @code{gcc} or @code{gnatmake} is specified)
9846 also refers back to this original file so that tools like profilers and
9847 debuggers will give information in terms of the original unchopped file.
9848
9849 If the original file to be chopped itself contains
9850 a @code{Source_Reference}
9851 pragma referencing a third file, then gnatchop respects
9852 this pragma, and the generated @code{Source_Reference} pragmas
9853 in the chopped file refer to the original file, with appropriate
9854 line numbers. This is particularly useful when @code{gnatchop}
9855 is used in conjunction with @code{gnatprep} to compile files that
9856 contain preprocessing statements and multiple units.
9857
9858 @item ^-v^/VERBOSE^
9859 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@code{gnatchop})
9860 Causes @code{gnatchop} to operate in verbose mode. The version
9861 number and copyright notice are output, as well as exact copies of
9862 the gnat1 commands spawned to obtain the chop control information.
9863
9864 @item ^-w^/OVERWRITE^
9865 @cindex @option{^-w^/OVERWRITE^} (@code{gnatchop})
9866 Overwrite existing file names. Normally @code{gnatchop} regards it as a
9867 fatal error if there is already a file with the same name as a
9868 file it would otherwise output, in other words if the files to be
9869 chopped contain duplicated units. This switch bypasses this
9870 check, and causes all but the last instance of such duplicated
9871 units to be skipped.
9872
9873 @ifclear vms
9874 @item --GCC=xxxx
9875 @cindex @option{--GCC=} (@code{gnatchop})
9876 Specify the path of the GNAT parser to be used. When this switch is used,
9877 no attempt is made to add the prefix to the GNAT parser executable.
9878 @end ifclear
9879 @end table
9880
9881 @node Examples of gnatchop Usage
9882 @section Examples of @code{gnatchop} Usage
9883
9884 @table @code
9885 @ifset vms
9886 @item gnatchop /OVERWRITE HELLO_S.ADA [PRERELEASE.FILES]
9887 @end ifset
9888 @ifclear vms
9889 @item gnatchop -w hello_s.ada prerelease/files
9890 @end ifclear
9891
9892 Chops the source file @file{hello_s.ada}. The output files will be
9893 placed in the directory @file{^prerelease/files^[PRERELEASE.FILES]^},
9894 overwriting any
9895 files with matching names in that directory (no files in the current
9896 directory are modified).
9897
9898 @item gnatchop ^archive^ARCHIVE.^
9899 Chops the source file @file{^archive^ARCHIVE.^}
9900 into the current directory. One
9901 useful application of @code{gnatchop} is in sending sets of sources
9902 around, for example in email messages. The required sources are simply
9903 concatenated (for example, using a ^Unix @code{cat}^VMS @code{APPEND/NEW}^
9904 command), and then
9905 @code{gnatchop} is used at the other end to reconstitute the original
9906 file names.
9907
9908 @item gnatchop file1 file2 file3 direc
9909 Chops all units in files @file{file1}, @file{file2}, @file{file3}, placing
9910 the resulting files in the directory @file{direc}. Note that if any units
9911 occur more than once anywhere within this set of files, an error message
9912 is generated, and no files are written. To override this check, use the
9913 @option{^-w^/OVERWRITE^} switch,
9914 in which case the last occurrence in the last file will
9915 be the one that is output, and earlier duplicate occurrences for a given
9916 unit will be skipped.
9917 @end table
9918
9919 @node Configuration Pragmas
9920 @chapter Configuration Pragmas
9921 @cindex Configuration pragmas
9922 @cindex Pragmas, configuration
9923
9924 @noindent
9925 In Ada 95, configuration pragmas include those pragmas described as
9926 such in the Ada 95 Reference Manual, as well as
9927 implementation-dependent pragmas that are configuration pragmas. See the
9928 individual descriptions of pragmas in the GNAT Reference Manual for
9929 details on these additional GNAT-specific configuration pragmas. Most
9930 notably, the pragma @code{Source_File_Name}, which allows
9931 specifying non-default names for source files, is a configuration
9932 pragma. The following is a complete list of configuration pragmas
9933 recognized by @code{GNAT}:
9934
9935 @smallexample
9936    Ada_83
9937    Ada_95
9938    C_Pass_By_Copy
9939    Component_Alignment
9940    Discard_Names
9941    Elaboration_Checks
9942    Eliminate
9943    Extend_System
9944    Extensions_Allowed
9945    External_Name_Casing
9946    Float_Representation
9947    Initialize_Scalars
9948    License
9949    Locking_Policy
9950    Long_Float
9951    Normalize_Scalars
9952    Polling
9953    Propagate_Exceptions
9954    Queuing_Policy
9955    Ravenscar
9956    Restricted_Run_Time
9957    Restrictions
9958    Reviewable
9959    Source_File_Name
9960    Style_Checks
9961    Suppress
9962    Task_Dispatching_Policy
9963    Universal_Data
9964    Unsuppress
9965    Use_VADS_Size
9966    Warnings
9967    Validity_Checks
9968 @end smallexample
9969
9970 @menu
9971 * Handling of Configuration Pragmas::
9972 * The Configuration Pragmas Files::
9973 @end menu
9974
9975 @node Handling of Configuration Pragmas
9976 @section Handling of Configuration Pragmas
9977
9978 Configuration pragmas may either appear at the start of a compilation
9979 unit, in which case they apply only to that unit, or they may apply to
9980 all compilations performed in a given compilation environment.
9981
9982 GNAT also provides the @code{gnatchop} utility to provide an automatic
9983 way to handle configuration pragmas following the semantics for
9984 compilations (that is, files with multiple units), described in the RM.
9985 See section @pxref{Operating gnatchop in Compilation Mode} for details.
9986 However, for most purposes, it will be more convenient to edit the
9987 @file{gnat.adc} file that contains configuration pragmas directly,
9988 as described in the following section.
9989
9990 @node The Configuration Pragmas Files
9991 @section The Configuration Pragmas Files
9992 @cindex @file{gnat.adc}
9993
9994 @noindent
9995 In GNAT a compilation environment is defined by the current
9996 directory at the time that a compile command is given. This current
9997 directory is searched for a file whose name is @file{gnat.adc}. If
9998 this file is present, it is expected to contain one or more
9999 configuration pragmas that will be applied to the current compilation.
10000 However, if the switch @option{-gnatA} is used, @file{gnat.adc} is not
10001 considered.
10002
10003 Configuration pragmas may be entered into the @file{gnat.adc} file
10004 either by running @code{gnatchop} on a source file that consists only of
10005 configuration pragmas, or more conveniently  by
10006 direct editing of the @file{gnat.adc} file, which is a standard format
10007 source file.
10008
10009 In addition to @file{gnat.adc}, one additional file containing configuration
10010 pragmas may be applied to the current compilation using the switch
10011 @option{-gnatec}@var{path}. @var{path} must designate an existing file that
10012 contains only configuration pragmas. These configuration pragmas are
10013 in addition to those found in @file{gnat.adc} (provided @file{gnat.adc}
10014 is present and switch @option{-gnatA} is not used).
10015
10016 It is allowed to specify several switches @option{-gnatec}, however only
10017 the last one on the command line will be taken into account.
10018
10019 If you are using project file, a separate mechanism is provided using
10020 project attributes, see @ref{Specifying Configuration Pragmas} for more
10021 details.
10022
10023 @ifset vms
10024 Of special interest to GNAT OpenVMS Alpha is the following
10025 configuration pragma:
10026
10027 @smallexample @c ada
10028 @cartouche
10029 pragma Extend_System (Aux_DEC);
10030 @end cartouche
10031 @end smallexample
10032
10033 @noindent
10034 In the presence of this pragma, GNAT adds to the definition of the
10035 predefined package SYSTEM all the additional types and subprograms that are
10036 defined in DEC Ada. See @pxref{Compatibility with DEC Ada} for details.
10037 @end ifset
10038
10039 @node Handling Arbitrary File Naming Conventions Using gnatname
10040 @chapter Handling Arbitrary File Naming Conventions Using @code{gnatname}
10041 @cindex Arbitrary File Naming Conventions
10042
10043 @menu
10044 * Arbitrary File Naming Conventions::
10045 * Running gnatname::
10046 * Switches for gnatname::
10047 * Examples of gnatname Usage::
10048 @end menu
10049
10050 @node Arbitrary File Naming Conventions
10051 @section Arbitrary File Naming Conventions
10052
10053 @noindent
10054 The GNAT compiler must be able to know the source file name of a compilation
10055 unit.  When using the standard GNAT default file naming conventions
10056 (@code{.ads} for specs, @code{.adb} for bodies), the GNAT compiler
10057 does not need additional information.
10058
10059 @noindent
10060 When the source file names do not follow the standard GNAT default file naming
10061 conventions, the GNAT compiler must be given additional information through
10062 a configuration pragmas file (see @ref{Configuration Pragmas})
10063 or a project file.
10064 When the non standard file naming conventions are well-defined,
10065 a small number of pragmas @code{Source_File_Name} specifying a naming pattern
10066 (see @ref{Alternative File Naming Schemes}) may be sufficient. However,
10067 if the file naming conventions are irregular or arbitrary, a number
10068 of pragma @code{Source_File_Name} for individual compilation units
10069 must be defined.
10070 To help maintain the correspondence between compilation unit names and
10071 source file names within the compiler,
10072 GNAT provides a tool @code{gnatname} to generate the required pragmas for a
10073 set of files.
10074
10075 @node Running gnatname
10076 @section Running @code{gnatname}
10077
10078 @noindent
10079 The usual form of the @code{gnatname} command is
10080
10081 @smallexample
10082 $ gnatname [@var{switches}] @var{naming_pattern} [@var{naming_patterns}]
10083 @end smallexample
10084
10085 @noindent
10086 All of the arguments are optional. If invoked without any argument,
10087 @code{gnatname} will display its usage.
10088
10089 @noindent
10090 When used with at least one naming pattern, @code{gnatname} will attempt to
10091 find all the compilation units in files that follow at least one of the
10092 naming patterns. To find these compilation units,
10093 @code{gnatname} will use the GNAT compiler in syntax-check-only mode on all
10094 regular files.
10095
10096 @noindent
10097 One or several Naming Patterns may be given as arguments to @code{gnatname}.
10098 Each Naming Pattern is enclosed between double quotes.
10099 A Naming Pattern is a regular expression similar to the wildcard patterns
10100 used in file names by the Unix shells or the DOS prompt.
10101
10102 @noindent
10103 Examples of Naming Patterns are
10104
10105 @smallexample
10106    "*.[12].ada"
10107    "*.ad[sb]*"
10108    "body_*"    "spec_*"
10109 @end smallexample
10110
10111 @noindent
10112 For a more complete description of the syntax of Naming Patterns,
10113 see the second kind of regular expressions described in @file{g-regexp.ads}
10114 (the ``Glob'' regular expressions).
10115
10116 @noindent
10117 When invoked with no switches, @code{gnatname} will create a configuration
10118 pragmas file @file{gnat.adc} in the current working directory, with pragmas
10119 @code{Source_File_Name} for each file that contains a valid Ada unit.
10120
10121 @node Switches for gnatname
10122 @section Switches for @code{gnatname}
10123
10124 @noindent
10125 Switches for @code{gnatname} must precede any specified Naming Pattern.
10126
10127 @noindent
10128 You may specify any of the following switches to @code{gnatname}:
10129
10130 @table @option
10131 @c !sort!
10132
10133 @item ^-c^/CONFIG_FILE=^@file{file}
10134 @cindex @option{^-c^/CONFIG_FILE^} (@code{gnatname})
10135 Create a configuration pragmas file @file{file} (instead of the default
10136 @file{gnat.adc}).
10137 @ifclear vms
10138 There may be zero, one or more space between @option{-c} and
10139 @file{file}.
10140 @end ifclear
10141 @file{file} may include directory information. @file{file} must be
10142 writable. There may be only one switch @option{^-c^/CONFIG_FILE^}.
10143 When a switch @option{^-c^/CONFIG_FILE^} is
10144 specified, no switch @option{^-P^/PROJECT_FILE^} may be specified (see below).
10145
10146 @item ^-d^/SOURCE_DIRS=^@file{dir}
10147 @cindex @option{^-d^/SOURCE_DIRS^} (@code{gnatname})
10148 Look for source files in directory @file{dir}. There may be zero, one or more
10149 spaces between @option{^-d^/SOURCE_DIRS=^} and @file{dir}.
10150 When a switch @option{^-d^/SOURCE_DIRS^}
10151 is specified, the current working directory will not be searched for source
10152 files, unless it is explicitly specified with a @option{^-d^/SOURCE_DIRS^}
10153 or @option{^-D^/DIR_FILES^} switch.
10154 Several switches @option{^-d^/SOURCE_DIRS^} may be specified.
10155 If @file{dir} is a relative path, it is relative to the directory of
10156 the configuration pragmas file specified with switch
10157 @option{^-c^/CONFIG_FILE^},
10158 or to the directory of the project file specified with switch
10159 @option{^-P^/PROJECT_FILE^} or,
10160 if neither switch @option{^-c^/CONFIG_FILE^}
10161 nor switch @option{^-P^/PROJECT_FILE^} are specified, it is relative to the
10162 current working directory. The directory
10163 specified with switch @option{^-d^/SOURCE_DIRS^} must exist and be readable.
10164
10165 @item ^-D^/DIRS_FILE=^@file{file}
10166 @cindex @option{^-D^/DIRS_FILE^} (@code{gnatname})
10167 Look for source files in all directories listed in text file @file{file}.
10168 There may be zero, one or more spaces between @option{^-D^/DIRS_FILE=^}
10169 and @file{file}.
10170 @file{file} must be an existing, readable text file.
10171 Each non empty line in @file{file} must be a directory.
10172 Specifying switch @option{^-D^/DIRS_FILE^} is equivalent to specifying as many
10173 switches @option{^-d^/SOURCE_DIRS^} as there are non empty lines in
10174 @file{file}.
10175
10176 @item ^-f^/FOREIGN_PATTERN=^@file{pattern}
10177 @cindex @option{^-f^/FOREIGN_PATTERN^} (@code{gnatname})
10178 Foreign patterns. Using this switch, it is possible to add sources of languages
10179 other than Ada to the list of sources of a project file.
10180 It is only useful if a ^-P^/PROJECT_FILE^ switch is used.
10181 For example,
10182 @smallexample
10183 gnatname ^-Pprj -f"*.c"^/PROJECT_FILE=PRJ /FOREIGN_PATTERN=*.C^ "*.ada"
10184 @end smallexample
10185 @noindent
10186 will look for Ada units in all files with the @file{.ada} extension,
10187 and will add to the list of file for project @file{prj.gpr} the C files
10188 with extension ".^c^C^".
10189
10190 @item ^-h^/HELP^
10191 @cindex @option{^-h^/HELP^} (@code{gnatname})
10192 Output usage (help) information. The output is written to @file{stdout}.
10193
10194 @item ^-P^/PROJECT_FILE=^@file{proj}
10195 @cindex @option{^-P^/PROJECT_FILE^} (@code{gnatname})
10196 Create or update project file @file{proj}. There may be zero, one or more space
10197 between @option{-P} and @file{proj}. @file{proj} may include directory
10198 information. @file{proj} must be writable.
10199 There may be only one switch @option{^-P^/PROJECT_FILE^}.
10200 When a switch @option{^-P^/PROJECT_FILE^} is specified,
10201 no switch @option{^-c^/CONFIG_FILE^} may be specified.
10202
10203 @item ^-v^/VERBOSE^
10204 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@code{gnatname})
10205 Verbose mode. Output detailed explanation of behavior to @file{stdout}.
10206 This includes name of the file written, the name of the directories to search
10207 and, for each file in those directories whose name matches at least one of
10208 the Naming Patterns, an indication of whether the file contains a unit,
10209 and if so the name of the unit.
10210
10211 @item ^-v -v^/VERBOSE /VERBOSE^
10212 @cindex @option{^-v -v^/VERBOSE /VERBOSE^} (@code{gnatname})
10213 Very Verbose mode. In addition to the output produced in verbose mode,
10214 for each file in the searched directories whose name matches none of
10215 the Naming Patterns, an indication is given that there is no match.
10216
10217 @item ^-x^/EXCLUDED_PATTERN=^@file{pattern}
10218 @cindex @option{^-x^/EXCLUDED_PATTERN^} (@code{gnatname})
10219 Excluded patterns. Using this switch, it is possible to exclude some files
10220 that would match the name patterns. For example,
10221 @smallexample
10222 gnatname ^-x "*_nt.ada"^/EXCLUDED_PATTERN=*_nt.ada^ "*.ada"
10223 @end smallexample
10224 @noindent
10225 will look for Ada units in all files with the @file{.ada} extension,
10226 except those whose names end with @file{_nt.ada}.
10227
10228 @end table
10229
10230 @node Examples of gnatname Usage
10231 @section Examples of @code{gnatname} Usage
10232
10233 @ifset vms
10234 @smallexample
10235 $ gnatname /CONFIG_FILE=[HOME.ME]NAMES.ADC /SOURCE_DIRS=SOURCES "[a-z]*.ada*"
10236 @end smallexample
10237 @end ifset
10238
10239 @ifclear vms
10240 @smallexample
10241 $ gnatname -c /home/me/names.adc -d sources "[a-z]*.ada*"
10242 @end smallexample
10243 @end ifclear
10244
10245 @noindent
10246 In this example, the directory @file{^/home/me^[HOME.ME]^} must already exist
10247 and be writable. In addition, the directory
10248 @file{^/home/me/sources^[HOME.ME.SOURCES]^} (specified by
10249 @option{^-d sources^/SOURCE_DIRS=SOURCES^}) must exist and be readable.
10250
10251 @ifclear vms
10252 Note the optional spaces after @option{-c} and @option{-d}.
10253 @end ifclear
10254
10255 @smallexample
10256 @ifclear vms
10257 $ gnatname -P/home/me/proj -x "*_nt_body.ada"
10258   -dsources -dsources/plus -Dcommon_dirs.txt "body_*" "spec_*"
10259 @end ifclear
10260 @ifset vms
10261 $ gnatname  /PROJECT_FILE=[HOME.ME]PROJ
10262   /EXCLUDED_PATTERN=*_nt_body.ada
10263   /SOURCE_DIRS=(SOURCES,[SOURCES.PLUS])
10264   /DIRS_FILE=COMMON_DIRS.TXT "body_*" "spec_*"
10265 @end ifset
10266 @end smallexample
10267
10268 Note that several switches @option{^-d^/SOURCE_DIRS^} may be used,
10269 even in conjunction with one or several switches
10270 @option{^-D^/DIRS_FILE^}. Several Naming Patterns and one excluded pattern
10271 are used in this example.
10272
10273
10274 @c *****************************************
10275 @c * G N A T  P r o j e c t  M a n a g e r *
10276 @c *****************************************
10277 @node GNAT Project Manager
10278 @chapter GNAT Project Manager
10279
10280 @menu
10281 * Introduction::
10282 * Examples of Project Files::
10283 * Project File Syntax::
10284 * Objects and Sources in Project Files::
10285 * Importing Projects::
10286 * Project Extension::
10287 * External References in Project Files::
10288 * Packages in Project Files::
10289 * Variables from Imported Projects::
10290 * Naming Schemes::
10291 * Library Projects::
10292 * Using Third-Party Libraries through Projects::
10293 * Stand-alone Library Projects::
10294 * Switches Related to Project Files::
10295 * Tools Supporting Project Files::
10296 * An Extended Example::
10297 * Project File Complete Syntax::
10298 @end menu
10299
10300 @c ****************
10301 @c * Introduction *
10302 @c ****************
10303
10304 @node Introduction
10305 @section Introduction
10306
10307 @noindent
10308 This chapter describes GNAT's @emph{Project Manager}, a facility that allows
10309 you to manage complex builds involving a number of source files, directories,
10310 and compilation options for different system configurations. In particular,
10311 project files allow you to specify:
10312 @itemize @bullet
10313 @item
10314 The directory or set of directories containing the source files, and/or the
10315 names of the specific source files themselves
10316 @item
10317 The directory in which the compiler's output
10318 (@file{ALI} files, object files, tree files) is to be placed
10319 @item
10320 The directory in which the executable programs is to be placed
10321 @item
10322 ^Switch^Switch^ settings for any of the project-enabled tools
10323 (@command{gnatmake}, compiler, binder, linker, @code{gnatls}, @code{gnatxref},
10324 @code{gnatfind}); you can apply these settings either globally or to individual
10325 compilation units.
10326 @item
10327 The source files containing the main subprogram(s) to be built
10328 @item
10329 The source programming language(s) (currently Ada and/or C)
10330 @item
10331 Source file naming conventions; you can specify these either globally or for
10332 individual compilation units
10333 @end itemize
10334
10335 @menu
10336 * Project Files::
10337 @end menu
10338
10339 @node Project Files
10340 @subsection Project Files
10341
10342 @noindent
10343 Project files are written in a syntax close to that of Ada, using  familiar
10344 notions such as packages, context clauses, declarations, default values,
10345 assignments, and inheritance. Finally, project files can be built
10346 hierarchically from other project files, simplifying complex system
10347 integration and project reuse.
10348
10349 A @dfn{project} is a specific set of values for various compilation properties.
10350 The settings for a given project are described by means of
10351 a @dfn{project file}, which is a text file written in an Ada-like syntax.
10352 Property values in project files are either strings or lists of strings.
10353 Properties that are not explicitly set receive default values.  A project
10354 file may interrogate the values of @dfn{external variables} (user-defined
10355 command-line switches or environment variables), and it may specify property
10356 settings conditionally, based on the value of such variables.
10357
10358 In simple cases, a project's source files depend only on other source files
10359 in the same project, or on the predefined libraries.  (@emph{Dependence} is
10360 used in
10361 the Ada technical sense; as in one Ada unit @code{with}ing another.)  However,
10362 the Project Manager also allows more sophisticated arrangements,
10363 where the source files in one project depend on source files in other
10364 projects:
10365 @itemize @bullet
10366 @item
10367 One project can @emph{import} other projects containing needed source files.
10368 @item
10369 You can organize GNAT projects in a hierarchy: a @emph{child} project
10370 can extend a @emph{parent} project, inheriting the parent's source files and
10371 optionally overriding any of them with alternative versions
10372 @end itemize
10373
10374 @noindent
10375 More generally, the Project Manager lets you structure large development
10376 efforts into hierarchical subsystems, where build decisions are delegated
10377 to the subsystem level, and thus different compilation environments
10378 (^switch^switch^ settings) used for different subsystems.
10379
10380 The Project Manager is invoked through the
10381 @option{^-P^/PROJECT_FILE=^@emph{projectfile}}
10382 switch to @command{gnatmake} or to the @command{^gnat^GNAT^} front driver.
10383 @ifclear vms
10384 There may be zero, one or more spaces between @option{-P} and
10385 @option{@emph{projectfile}}.
10386 @end ifclear
10387 If you want to define (on the command line) an external variable that is
10388 queried by the project file, you must use the
10389 @option{^-X^/EXTERNAT_REFERENCE=^@emph{vbl}=@emph{value}} switch.
10390 The Project Manager parses and interprets the project file, and drives the
10391 invoked tool based on the project settings.
10392
10393 The Project Manager supports a wide range of development strategies,
10394 for systems of all sizes.  Here are some typical practices that are
10395 easily handled:
10396 @itemize @bullet
10397 @item
10398 Using a common set of source files, but generating object files in different
10399 directories via different ^switch^switch^ settings
10400 @item
10401 Using a mostly-shared set of source files, but with different versions of
10402 some unit or units
10403 @end itemize
10404
10405 @noindent
10406 The destination of an executable can be controlled inside a project file
10407 using the @option{^-o^-o^}
10408 ^switch^switch^.
10409 In the absence of such a ^switch^switch^ either inside
10410 the project file or on the command line, any executable files generated by
10411 @command{gnatmake} are placed in the directory @code{Exec_Dir} specified
10412 in the project file. If no @code{Exec_Dir} is specified, they will be placed
10413 in the object directory of the project.
10414
10415 You can use project files to achieve some of the effects of a source
10416 versioning system (for example, defining separate projects for
10417 the different sets of sources that comprise different releases) but the
10418 Project Manager is independent of any source configuration management tools
10419 that might be used by the developers.
10420
10421 The next section introduces the main features of GNAT's project facility
10422 through a sequence of examples; subsequent sections will present the syntax
10423 and semantics in more detail. A more formal description of the project
10424 facility appears in the GNAT Reference Manual.
10425
10426 @c *****************************
10427 @c * Examples of Project Files *
10428 @c *****************************
10429
10430 @node Examples of Project Files
10431 @section Examples of Project Files
10432 @noindent
10433 This section illustrates some of the typical uses of project files and
10434 explains their basic structure and behavior.
10435
10436 @menu
10437 * Common Sources with Different ^Switches^Switches^ and Directories::
10438 * Using External Variables::
10439 * Importing Other Projects::
10440 * Extending a Project::
10441 @end menu
10442
10443 @node Common Sources with Different ^Switches^Switches^ and Directories
10444 @subsection Common Sources with Different ^Switches^Switches^ and Directories
10445
10446 @menu
10447 * Source Files::
10448 * Specifying the Object Directory::
10449 * Specifying the Exec Directory::
10450 * Project File Packages::
10451 * Specifying ^Switch^Switch^ Settings::
10452 * Main Subprograms::
10453 * Executable File Names::
10454 * Source File Naming Conventions::
10455 * Source Language(s)::
10456 @end menu
10457
10458 @noindent
10459 Suppose that the Ada source files @file{pack.ads}, @file{pack.adb}, and
10460 @file{proc.adb} are in the @file{/common} directory.  The file
10461 @file{proc.adb} contains an Ada main subprogram @code{Proc} that @code{with}s
10462 package @code{Pack}.  We want to compile these source files under two sets
10463 of ^switches^switches^:
10464 @itemize @bullet
10465 @item
10466 When debugging, we want to pass the @option{-g} switch to @command{gnatmake},
10467 and the @option{^-gnata^-gnata^},
10468 @option{^-gnato^-gnato^},
10469 and @option{^-gnatE^-gnatE^} switches to the
10470 compiler; the compiler's output is to appear in @file{/common/debug}
10471 @item
10472 When preparing a release version, we want to pass the @option{^-O2^O2^} switch
10473 to the compiler; the compiler's output is to appear in @file{/common/release}
10474 @end itemize
10475
10476 @noindent
10477 The GNAT project files shown below, respectively @file{debug.gpr} and
10478 @file{release.gpr} in the @file{/common} directory, achieve these effects.
10479
10480 Schematically:
10481 @smallexample
10482 @group
10483 ^/common^[COMMON]^
10484   debug.gpr
10485   release.gpr
10486   pack.ads
10487   pack.adb
10488   proc.adb
10489 @end group
10490 @group
10491 ^/common/debug^[COMMON.DEBUG]^
10492   proc.ali, proc.o
10493   pack.ali, pack.o
10494 @end group
10495 @group
10496 ^/common/release^[COMMON.RELEASE]^
10497   proc.ali, proc.o
10498   pack.ali, pack.o
10499 @end group
10500 @end smallexample
10501 Here are the corresponding project files:
10502
10503 @smallexample @c projectfile
10504 @group
10505 project Debug is
10506   for Object_Dir use "debug";
10507   for Main use ("proc");
10508
10509   package Builder is
10510     for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
10511         use ("^-g^-g^");
10512     for Executable ("proc.adb") use "proc1";
10513   end Builder;
10514 @end group
10515
10516 @group
10517   package Compiler is
10518     for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
10519        use ("-fstack-check",
10520             "^-gnata^-gnata^",
10521             "^-gnato^-gnato^",
10522             "^-gnatE^-gnatE^");
10523   end Compiler;
10524 end Debug;
10525 @end group
10526 @end smallexample
10527
10528 @smallexample @c projectfile
10529 @group
10530 project Release is
10531   for Object_Dir use "release";
10532   for Exec_Dir use ".";
10533   for Main use ("proc");
10534
10535   package Compiler is
10536     for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
10537         use ("^-O2^-O2^");
10538   end Compiler;
10539 end Release;
10540 @end group
10541 @end smallexample
10542
10543 @noindent
10544 The name of the project defined by @file{debug.gpr} is @code{"Debug"} (case
10545 insensitive), and analogously the project defined by @file{release.gpr} is
10546 @code{"Release"}.  For consistency the file should have the same name as the
10547 project, and the project file's extension should be @code{"gpr"}. These
10548 conventions are not required, but a warning is issued if they are not followed.
10549
10550 If the current directory is @file{^/temp^[TEMP]^}, then the command
10551 @smallexample
10552 gnatmake ^-P/common/debug.gpr^/PROJECT_FILE=[COMMON]DEBUG^
10553 @end smallexample
10554
10555 @noindent
10556 generates object and ALI files in @file{^/common/debug^[COMMON.DEBUG]^},
10557 as well as the @code{^proc1^PROC1.EXE^} executable,
10558 using the ^switch^switch^ settings defined in the project file.
10559
10560 Likewise, the command
10561 @smallexample
10562 gnatmake ^-P/common/release.gpr^/PROJECT_FILE=[COMMON]RELEASE^
10563 @end smallexample
10564
10565 @noindent
10566 generates object and ALI files in @file{^/common/release^[COMMON.RELEASE]^},
10567 and the @code{^proc^PROC.EXE^}
10568 executable in @file{^/common^[COMMON]^},
10569 using the ^switch^switch^ settings from the project file.
10570
10571 @node Source Files
10572 @unnumberedsubsubsec Source Files
10573
10574 @noindent
10575 If a project file does not explicitly specify a set of source directories or
10576 a set of source files, then by default the project's source files are the
10577 Ada source files in the project file directory.  Thus @file{pack.ads},
10578 @file{pack.adb}, and @file{proc.adb} are the source files for both projects.
10579
10580 @node Specifying the Object Directory
10581 @unnumberedsubsubsec Specifying the Object Directory
10582
10583 @noindent
10584 Several project properties are modeled by Ada-style @emph{attributes};
10585 a property is defined by supplying the equivalent of an Ada attribute
10586 definition clause in the project file.
10587 A project's object directory is another such a property; the corresponding
10588 attribute is @code{Object_Dir}, and its value is also a string expression,
10589 specified either as absolute or relative. In the later case,
10590 it is relative to the project file directory. Thus the compiler's
10591 output is directed to @file{^/common/debug^[COMMON.DEBUG]^}
10592 (for the @code{Debug} project)
10593 and to @file{^/common/release^[COMMON.RELEASE]^}
10594 (for the @code{Release} project).
10595 If @code{Object_Dir} is not specified, then the default is the project file
10596 directory itself.
10597
10598 @node Specifying the Exec Directory
10599 @unnumberedsubsubsec Specifying the Exec Directory
10600
10601 @noindent
10602 A project's exec directory is another property; the corresponding
10603 attribute is @code{Exec_Dir}, and its value is also a string expression,
10604 either specified as relative or absolute. If @code{Exec_Dir} is not specified,
10605 then the default is the object directory (which may also be the project file
10606 directory if attribute @code{Object_Dir} is not specified). Thus the executable
10607 is placed in @file{^/common/debug^[COMMON.DEBUG]^}
10608 for the @code{Debug} project (attribute @code{Exec_Dir} not specified)
10609 and in @file{^/common^[COMMON]^} for the @code{Release} project.
10610
10611 @node Project File Packages
10612 @unnumberedsubsubsec Project File Packages
10613
10614 @noindent
10615 A GNAT tool that is integrated with the Project Manager is modeled by a
10616 corresponding package in the project file. In the example above,
10617 The @code{Debug} project defines the packages @code{Builder}
10618 (for @command{gnatmake}) and @code{Compiler};
10619 the @code{Release} project defines only the @code{Compiler} package.
10620
10621 The Ada-like package syntax is not to be taken literally.  Although packages in
10622 project files bear a surface resemblance to packages in Ada source code, the
10623 notation is simply a way to convey a grouping of properties for a named
10624 entity.  Indeed, the package names permitted in project files are restricted
10625 to a predefined set, corresponding to the project-aware tools, and the contents
10626 of packages are limited to a small set of constructs.
10627 The packages in the example above contain attribute definitions.
10628
10629 @node Specifying ^Switch^Switch^ Settings
10630 @unnumberedsubsubsec Specifying ^Switch^Switch^ Settings
10631
10632 @noindent
10633 ^Switch^Switch^ settings for a project-aware tool can be specified through
10634 attributes in the package that corresponds to the tool.
10635 The example above illustrates one of the relevant attributes,
10636 @code{^Default_Switches^Default_Switches^}, which is defined in packages
10637 in both project files.
10638 Unlike simple attributes like @code{Source_Dirs},
10639 @code{^Default_Switches^Default_Switches^} is
10640 known as an @emph{associative array}.  When you define this attribute, you must
10641 supply an ``index'' (a literal string), and the effect of the attribute
10642 definition is to set the value of the array at the specified index.
10643 For the @code{^Default_Switches^Default_Switches^} attribute,
10644 the index is a programming language (in our case, Ada),
10645 and the value specified (after @code{use}) must be a list
10646 of string expressions.
10647
10648 The attributes permitted in project files are restricted to a predefined set.
10649 Some may appear at project level, others in packages.
10650 For any attribute that is an associative array, the index must always be a
10651 literal string, but the restrictions on this string (e.g., a file name or a
10652 language name) depend on the individual attribute.
10653 Also depending on the attribute, its specified value will need to be either a
10654 string or a string list.
10655
10656 In the @code{Debug} project, we set the switches for two tools,
10657 @command{gnatmake} and the compiler, and thus we include the two corresponding
10658 packages; each package defines the @code{^Default_Switches^Default_Switches^}
10659 attribute with index @code{"Ada"}.
10660 Note that the package corresponding to
10661 @command{gnatmake} is named @code{Builder}.  The @code{Release} project is
10662 similar, but only includes the @code{Compiler} package.
10663
10664 In project @code{Debug} above, the ^switches^switches^ starting with
10665 @option{-gnat} that are specified in package @code{Compiler}
10666 could have been placed in package @code{Builder}, since @command{gnatmake}
10667 transmits all such ^switches^switches^ to the compiler.
10668
10669 @node Main Subprograms
10670 @unnumberedsubsubsec Main Subprograms
10671
10672 @noindent
10673 One of the specifiable properties of a project is a list of files that contain
10674 main subprograms.  This property is captured in the @code{Main} attribute,
10675 whose value is a list of strings.  If a project defines the @code{Main}
10676 attribute, it is not necessary to identify the main subprogram(s) when
10677 invoking @command{gnatmake} (see @ref{gnatmake and Project Files}).
10678
10679 @node Executable File Names
10680 @unnumberedsubsubsec Executable File Names
10681
10682 @noindent
10683 By default, the executable file name corresponding to a main source is
10684 deducted from the main source file name. Through the attributes
10685 @code{Executable} and @code{Executable_Suffix} of package @code{Builder},
10686 it is possible to change this default.
10687 In project @code{Debug} above, the executable file name
10688 for main source @file{^proc.adb^PROC.ADB^} is
10689 @file{^proc1^PROC1.EXE^}.
10690 Attribute @code{Executable_Suffix}, when specified, may change the suffix
10691 of the the executable files, when no attribute @code{Executable} applies:
10692 its value replace the platform-specific executable suffix.
10693 Attributes @code{Executable} and @code{Executable_Suffix} are the only ways to
10694 specify a non default executable file name when several mains are built at once
10695 in a single @command{gnatmake} command.
10696
10697 @node Source File Naming Conventions
10698 @unnumberedsubsubsec Source File Naming Conventions
10699
10700 @noindent
10701 Since the project files above do not specify any source file naming
10702 conventions, the GNAT defaults are used.  The mechanism for defining source
10703 file naming conventions -- a package named @code{Naming} --
10704 is described below (@pxref{Naming Schemes}).
10705
10706 @node Source Language(s)
10707 @unnumberedsubsubsec Source Language(s)
10708
10709 @noindent
10710 Since the project files do not specify a @code{Languages} attribute, by
10711 default the GNAT tools assume that the language of the project file is Ada.
10712 More generally, a project can comprise source files
10713 in Ada, C, and/or other languages.
10714
10715 @node Using External Variables
10716 @subsection Using External Variables
10717
10718 @noindent
10719 Instead of supplying different project files for debug and release, we can
10720 define a single project file that queries an external variable (set either
10721 on the command line or via an ^environment variable^logical name^) in order to
10722 conditionally define the appropriate settings.  Again, assume that the
10723 source files @file{pack.ads}, @file{pack.adb}, and @file{proc.adb} are
10724 located in directory @file{^/common^[COMMON]^}.  The following project file,
10725 @file{build.gpr}, queries the external variable named @code{STYLE} and
10726 defines an object directory and ^switch^switch^ settings based on whether
10727 the value is @code{"deb"} (debug) or @code{"rel"} (release), and where
10728 the default is @code{"deb"}.
10729
10730 @smallexample @c projectfile
10731 @group
10732 project Build is
10733   for Main use ("proc");
10734
10735   type Style_Type is ("deb", "rel");
10736   Style : Style_Type := external ("STYLE", "deb");
10737
10738   case Style is
10739     when "deb" =>
10740       for Object_Dir use "debug";
10741
10742     when "rel" =>
10743       for Object_Dir use "release";
10744       for Exec_Dir use ".";
10745   end case;
10746 @end group
10747
10748 @group
10749   package Builder is
10750
10751     case Style is
10752       when "deb" =>
10753         for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
10754             use ("^-g^-g^");
10755         for Executable ("proc") use "proc1";
10756     end case;
10757
10758   end Builder;
10759 @end group
10760
10761 @group
10762   package Compiler is
10763
10764     case Style is
10765       when "deb" =>
10766         for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
10767             use ("^-gnata^-gnata^",
10768                  "^-gnato^-gnato^",
10769                  "^-gnatE^-gnatE^");
10770
10771       when "rel" =>
10772         for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
10773             use ("^-O2^-O2^");
10774     end case;
10775
10776   end Compiler;
10777
10778 end Build;
10779 @end group
10780 @end smallexample
10781
10782 @noindent
10783 @code{Style_Type} is an example of a @emph{string type}, which is the project
10784 file analog of an Ada enumeration type but whose components are string literals
10785 rather than identifiers.  @code{Style} is declared as a variable of this type.
10786
10787 The form @code{external("STYLE", "deb")} is known as an
10788 @emph{external reference}; its first argument is the name of an
10789 @emph{external variable}, and the second argument is a default value to be
10790 used if the external variable doesn't exist.  You can define an external
10791 variable on the command line via the @option{^-X^/EXTERNAL_REFERENCE^} switch,
10792 or you can use ^an environment variable^a logical name^
10793 as an external variable.
10794
10795 Each @code{case} construct is expanded by the Project Manager based on the
10796 value of @code{Style}. Thus the command
10797 @ifclear vms
10798 @smallexample
10799 gnatmake -P/common/build.gpr -XSTYLE=deb
10800 @end smallexample
10801 @end ifclear
10802
10803 @ifset vms
10804 @smallexample
10805 gnatmake /PROJECT_FILE=[COMMON]BUILD.GPR /EXTERNAL_REFERENCE=STYLE=deb
10806 @end smallexample
10807 @end ifset
10808
10809 @noindent
10810 is equivalent to the @command{gnatmake} invocation using the project file
10811 @file{debug.gpr} in the earlier example.  So is the command
10812 @smallexample
10813 gnatmake ^-P/common/build.gpr^/PROJECT_FILE=[COMMON]BUILD.GPR^
10814 @end smallexample
10815
10816 @noindent
10817 since @code{"deb"} is the default for @code{STYLE}.
10818
10819 Analogously,
10820
10821 @ifclear vms
10822 @smallexample
10823 gnatmake -P/common/build.gpr -XSTYLE=rel
10824 @end smallexample
10825 @end ifclear
10826
10827 @ifset vms
10828 @smallexample
10829 GNAT MAKE /PROJECT_FILE=[COMMON]BUILD.GPR /EXTERNAL_REFERENCE=STYLE=rel
10830 @end smallexample
10831 @end ifset
10832
10833 @noindent
10834 is equivalent to the @command{gnatmake} invocation using the project file
10835 @file{release.gpr} in the earlier example.
10836
10837 @node Importing Other Projects
10838 @subsection Importing Other Projects
10839
10840 @noindent
10841 A compilation unit in a source file in one project may depend on compilation
10842 units in source files in other projects.  To compile this unit under
10843 control of a project file, the
10844 dependent project must @emph{import} the projects containing the needed source
10845 files.
10846 This effect is obtained using syntax similar to an Ada @code{with} clause,
10847 but where @code{with}ed entities are strings that denote project files.
10848
10849 As an example, suppose that the two projects @code{GUI_Proj} and
10850 @code{Comm_Proj} are defined in the project files @file{gui_proj.gpr} and
10851 @file{comm_proj.gpr} in directories @file{^/gui^[GUI]^}
10852 and @file{^/comm^[COMM]^}, respectively.
10853 Suppose that the source files for @code{GUI_Proj} are
10854 @file{gui.ads} and @file{gui.adb}, and that the source files for
10855 @code{Comm_Proj} are @file{comm.ads} and @file{comm.adb}, where each set of
10856 files is located in its respective project file directory.  Schematically:
10857
10858 @smallexample
10859 @group
10860 ^/gui^[GUI]^
10861   gui_proj.gpr
10862   gui.ads
10863   gui.adb
10864 @end group
10865
10866 @group
10867 ^/comm^[COMM]^
10868   comm_proj.gpr
10869   comm.ads
10870   comm.adb
10871 @end group
10872 @end smallexample
10873
10874 @noindent
10875 We want to develop an application in directory @file{^/app^[APP]^} that
10876 @code{with} the packages @code{GUI} and @code{Comm}, using the properties of
10877 the corresponding project files (e.g. the ^switch^switch^ settings
10878 and object directory).
10879 Skeletal code for a main procedure might be something like the following:
10880
10881 @smallexample @c ada
10882 @group
10883 with GUI, Comm;
10884 procedure App_Main is
10885    ...
10886 begin
10887    ...
10888 end App_Main;
10889 @end group
10890 @end smallexample
10891
10892 @noindent
10893 Here is a project file, @file{app_proj.gpr}, that achieves the desired
10894 effect:
10895
10896 @smallexample @c projectfile
10897 @group
10898 with "/gui/gui_proj", "/comm/comm_proj";
10899 project App_Proj is
10900    for Main use ("app_main");
10901 end App_Proj;
10902 @end group
10903 @end smallexample
10904
10905 @noindent
10906 Building an executable is achieved through the command:
10907 @smallexample
10908 gnatmake ^-P/app/app_proj^/PROJECT_FILE=[APP]APP_PROJ^
10909 @end smallexample
10910 @noindent
10911 which will generate the @code{^app_main^APP_MAIN.EXE^} executable
10912 in the directory where @file{app_proj.gpr} resides.
10913
10914 If an imported project file uses the standard extension (@code{^gpr^GPR^}) then
10915 (as illustrated above) the @code{with} clause can omit the extension.
10916
10917 Our example specified an absolute path for each imported project file.
10918 Alternatively, the directory name of an imported object can be omitted
10919 if either
10920 @itemize @bullet
10921 @item
10922 The imported project file is in the same directory as the importing project
10923 file, or
10924 @item
10925 You have defined ^an environment variable^a logical name^
10926 that includes the directory containing
10927 the needed project file. The syntax of @code{ADA_PROJECT_PATH} is the same as
10928 the syntax of @code{ADA_INCLUDE_PATH} and @code{ADA_OBJECTS_PATH}: a list of
10929 directory names separated by colons (semicolons on Windows).
10930 @end itemize
10931
10932 @noindent
10933 Thus, if we define @code{ADA_PROJECT_PATH} to include @file{^/gui^[GUI]^} and
10934 @file{^/comm^[COMM]^}, then our project file @file{app_proj.gpr} can be written
10935 as follows:
10936
10937 @smallexample @c projectfile
10938 @group
10939 with "gui_proj", "comm_proj";
10940 project App_Proj is
10941    for Main use ("app_main");
10942 end App_Proj;
10943 @end group
10944 @end smallexample
10945
10946 @noindent
10947 Importing other projects can create ambiguities.
10948 For example, the same unit might be present in different imported projects, or
10949 it might be present in both the importing project and in an imported project.
10950 Both of these conditions are errors.  Note that in the current version of
10951 the Project Manager, it is illegal to have an ambiguous unit even if the
10952 unit is never referenced by the importing project.  This restriction may be
10953 relaxed in a future release.
10954
10955 @node Extending a Project
10956 @subsection Extending a Project
10957
10958 @noindent
10959 In large software systems it is common to have multiple
10960 implementations of a common interface; in Ada terms, multiple versions of a
10961 package body for the same specification.  For example, one implementation
10962 might be safe for use in tasking programs, while another might only be used
10963 in sequential applications.  This can be modeled in GNAT using the concept
10964 of @emph{project extension}.  If one project (the ``child'') @emph{extends}
10965 another project (the ``parent'') then by default all source files of the
10966 parent project are inherited by the child, but the child project can
10967 override any of the parent's source files with new versions, and can also
10968 add new files.  This facility is the project analog of a type extension in
10969 Object-Oriented Programming.  Project hierarchies are permitted (a child
10970 project may be the parent of yet another project), and a project that
10971 inherits one project can also import other projects.
10972
10973 As an example, suppose that directory @file{^/seq^[SEQ]^} contains the project
10974 file @file{seq_proj.gpr} as well as the source files @file{pack.ads},
10975 @file{pack.adb}, and @file{proc.adb}:
10976
10977 @smallexample
10978 @group
10979 ^/seq^[SEQ]^
10980   pack.ads
10981   pack.adb
10982   proc.adb
10983   seq_proj.gpr
10984 @end group
10985 @end smallexample
10986
10987 @noindent
10988 Note that the project file can simply be empty (that is, no attribute or
10989 package is defined):
10990
10991 @smallexample @c projectfile
10992 @group
10993 project Seq_Proj is
10994 end Seq_Proj;
10995 @end group
10996 @end smallexample
10997
10998 @noindent
10999 implying that its source files are all the Ada source files in the project
11000 directory.
11001
11002 Suppose we want to supply an alternate version of @file{pack.adb}, in
11003 directory @file{^/tasking^[TASKING]^}, but use the existing versions of
11004 @file{pack.ads} and @file{proc.adb}.  We can define a project
11005 @code{Tasking_Proj} that inherits @code{Seq_Proj}:
11006
11007 @smallexample
11008 @group
11009 ^/tasking^[TASKING]^
11010   pack.adb
11011   tasking_proj.gpr
11012 @end group
11013
11014 @group
11015 project Tasking_Proj extends "/seq/seq_proj" is
11016 end Tasking_Proj;
11017 @end group
11018 @end smallexample
11019
11020 @noindent
11021 The version of @file{pack.adb} used in a build depends on which project file
11022 is specified.
11023
11024 Note that we could have obtained the desired behavior using project import
11025 rather than project inheritance; a @code{base} project would contain the
11026 sources for @file{pack.ads} and @file{proc.adb}, a sequential project would
11027 import @code{base} and add @file{pack.adb}, and likewise a tasking project
11028 would import @code{base} and add a different version of @file{pack.adb}.  The
11029 choice depends on whether other sources in the original project need to be
11030 overridden.  If they do, then project extension is necessary, otherwise,
11031 importing is sufficient.
11032
11033 @noindent
11034 In a project file that extends another project file, it is possible to
11035 indicate that an inherited source is not part of the sources of the extending
11036 project. This is necessary sometimes when a package spec has been overloaded
11037 and no longer requires a body: in this case, it is necessary to indicate that
11038 the inherited body is not part of the sources of the project, otherwise there
11039 will be a compilation error when compiling the spec.
11040
11041 For that purpose, the attribute @code{Locally_Removed_Files} is used.
11042 Its value is a string list: a list of file names.
11043
11044 @smallexample @c @projectfile
11045 project B extends "a" is
11046    for Source_Files use ("pkg.ads");
11047    --  New spec of Pkg does not need a completion
11048    for Locally_Removed_Files use ("pkg.adb");
11049 end B;
11050 @end smallexample
11051
11052 Attribute @code{Locally_Removed_Files} may also be used to check if a source
11053 is still needed: if it is possible to build using @code{gnatmake} when such
11054 a source is put in attribute @code{Locally_Removed_Files} of a project P, then
11055 it is possible to remove the source completely from a system that includes
11056 project P.
11057
11058 @c ***********************
11059 @c * Project File Syntax *
11060 @c ***********************
11061
11062 @node Project File Syntax
11063 @section Project File Syntax
11064
11065 @menu
11066 * Basic Syntax::
11067 * Packages::
11068 * Expressions::
11069 * String Types::
11070 * Variables::
11071 * Attributes::
11072 * Associative Array Attributes::
11073 * case Constructions::
11074 @end menu
11075
11076 @noindent
11077 This section describes the structure of project files.
11078
11079 A project may be an @emph{independent project}, entirely defined by a single
11080 project file. Any Ada source file in an independent project depends only
11081 on the predefined library and other Ada source files in the same project.
11082
11083 @noindent
11084 A project may also @dfn{depend on} other projects, in either or both of
11085 the following ways:
11086 @itemize @bullet
11087 @item It may import any number of projects
11088 @item It may extend at most one other project
11089 @end itemize
11090
11091 @noindent
11092 The dependence relation is a directed acyclic graph (the subgraph reflecting
11093 the ``extends'' relation is a tree).
11094
11095 A project's @dfn{immediate sources} are the source files directly defined by
11096 that project, either implicitly by residing in the project file's directory,
11097 or explicitly through any of the source-related attributes described below.
11098 More generally, a project @var{proj}'s @dfn{sources} are the immediate sources
11099 of @var{proj} together with the immediate sources (unless overridden) of any
11100 project on which @var{proj} depends (either directly or indirectly).
11101
11102 @node Basic Syntax
11103 @subsection Basic Syntax
11104
11105 @noindent
11106 As seen in the earlier examples, project files have an Ada-like syntax.
11107 The minimal project file is:
11108 @smallexample @c projectfile
11109 @group
11110 project Empty is
11111
11112 end Empty;
11113 @end group
11114 @end smallexample
11115
11116 @noindent
11117 The identifier @code{Empty} is the name of the project.
11118 This project name must be present after the reserved
11119 word @code{end} at the end of the project file, followed by a semi-colon.
11120
11121 Any name in a project file, such as the project name or a variable name,
11122 has the same syntax as an Ada identifier.
11123
11124 The reserved words of project files are the Ada reserved words plus
11125 @code{extends}, @code{external}, and @code{project}.  Note that the only Ada
11126 reserved words currently used in project file syntax are:
11127
11128 @itemize @bullet
11129 @item
11130 @code{case}
11131 @item
11132 @code{end}
11133 @item
11134 @code{for}
11135 @item
11136 @code{is}
11137 @item
11138 @code{others}
11139 @item
11140 @code{package}
11141 @item
11142 @code{renames}
11143 @item
11144 @code{type}
11145 @item
11146 @code{use}
11147 @item
11148 @code{when}
11149 @item
11150 @code{with}
11151 @end itemize
11152
11153 @noindent
11154 Comments in project files have the same syntax as in Ada, two consecutives
11155 hyphens through the end of the line.
11156
11157 @node Packages
11158 @subsection Packages
11159
11160 @noindent
11161 A project file may contain @emph{packages}. The name of a package must be one
11162 of the identifiers from the following list. A package
11163 with a given name may only appear once in a project file. Package names are
11164 case insensitive. The following package names are legal:
11165
11166 @itemize @bullet
11167 @item
11168 @code{Naming}
11169 @item
11170 @code{Builder}
11171 @item
11172 @code{Compiler}
11173 @item
11174 @code{Binder}
11175 @item
11176 @code{Linker}
11177 @item
11178 @code{Finder}
11179 @item
11180 @code{Cross_Reference}
11181 @item
11182 @code{Eliminate}
11183 @item
11184 @code{gnatls}
11185 @item
11186 @code{gnatstub}
11187 @item
11188 @code{IDE}
11189 @end itemize
11190
11191 @noindent
11192 In its simplest form, a package may be empty:
11193
11194 @smallexample @c projectfile
11195 @group
11196 project Simple is
11197   package Builder is
11198   end Builder;
11199 end Simple;
11200 @end group
11201 @end smallexample
11202
11203 @noindent
11204 A package may contain @emph{attribute declarations},
11205 @emph{variable declarations} and @emph{case constructions}, as will be
11206 described below.
11207
11208 When there is ambiguity between a project name and a package name,
11209 the name always designates the project. To avoid possible confusion, it is
11210 always a good idea to avoid naming a project with one of the
11211 names allowed for packages or any name that starts with @code{gnat}.
11212
11213 @node Expressions
11214 @subsection Expressions
11215
11216 @noindent
11217 An @emph{expression} is either a @emph{string expression} or a
11218 @emph{string list expression}.
11219
11220 A @emph{string expression} is either a @emph{simple string expression} or a
11221 @emph{compound string expression}.
11222
11223 A @emph{simple string expression} is one of the following:
11224 @itemize @bullet
11225 @item A literal string; e.g.@code{"comm/my_proj.gpr"}
11226 @item A string-valued variable reference (see @ref{Variables})
11227 @item A string-valued attribute reference (see @ref{Attributes})
11228 @item An external reference (see @ref{External References in Project Files})
11229 @end itemize
11230
11231 @noindent
11232 A @emph{compound string expression} is a concatenation of string expressions,
11233 using the operator @code{"&"}
11234 @smallexample
11235        Path & "/" & File_Name & ".ads"
11236 @end smallexample
11237
11238 @noindent
11239 A @emph{string list expression} is either a
11240 @emph{simple string list expression} or a
11241 @emph{compound string list expression}.
11242
11243 A @emph{simple string list expression} is one of the following:
11244 @itemize @bullet
11245 @item A parenthesized list of zero or more string expressions,
11246 separated by commas
11247 @smallexample
11248    File_Names := (File_Name, "gnat.adc", File_Name & ".orig");
11249    Empty_List := ();
11250 @end smallexample
11251 @item A string list-valued variable reference
11252 @item A string list-valued attribute reference
11253 @end itemize
11254
11255 @noindent
11256 A @emph{compound string list expression} is the concatenation (using
11257 @code{"&"}) of a simple string list expression and an expression.  Note that
11258 each term in a compound string list expression, except the first, may be
11259 either a string expression or a string list expression.
11260
11261 @smallexample @c projectfile
11262 @group
11263    File_Name_List := () & File_Name; --  One string in this list
11264    Extended_File_Name_List := File_Name_List & (File_Name & ".orig");
11265    --  Two strings
11266    Big_List := File_Name_List & Extended_File_Name_List;
11267    --  Concatenation of two string lists: three strings
11268    Illegal_List := "gnat.adc" & Extended_File_Name_List;
11269    --  Illegal: must start with a string list
11270 @end group
11271 @end smallexample
11272
11273 @node String Types
11274 @subsection String Types
11275
11276 @noindent
11277 A @emph{string type declaration} introduces a discrete set of string literals.
11278 If a string variable is declared to have this type, its value
11279 is restricted to the given set of literals.
11280
11281 Here is an example of a string type declaration:
11282
11283 @smallexample @c projectfile
11284    type OS is ("NT", "nt", "Unix", "GNU/Linux", "other OS");
11285 @end smallexample
11286
11287 @noindent
11288 Variables of a string type are called @emph{typed variables}; all other
11289 variables are called @emph{untyped variables}. Typed variables are
11290 particularly useful in @code{case} constructions, to support conditional
11291 attribute declarations.
11292 (see @ref{case Constructions}).
11293
11294 The string literals in the list are case sensitive and must all be different.
11295 They may include any graphic characters allowed in Ada, including spaces.
11296
11297 A string type may only be declared at the project level, not inside a package.
11298
11299 A string type may be referenced by its name if it has been declared in the same
11300 project file, or by an expanded name whose prefix is the name of the project
11301 in which it is declared.
11302
11303 @node Variables
11304 @subsection Variables
11305
11306 @noindent
11307 A variable may be declared at the project file level, or within a package.
11308 Here are some examples of variable declarations:
11309
11310 @smallexample @c projectfile
11311 @group
11312    This_OS : OS := external ("OS"); --  a typed variable declaration
11313    That_OS := "GNU/Linux";          --  an untyped variable declaration
11314 @end group
11315 @end smallexample
11316
11317 @noindent
11318 The syntax of a @emph{typed variable declaration} is identical to the Ada
11319 syntax for an object declaration. By contrast, the syntax of an untyped
11320 variable declaration is identical to an Ada assignment statement. In fact,
11321 variable declarations in project files have some of the characteristics of
11322 an assignment, in that successive declarations for the same variable are
11323 allowed. Untyped variable declarations do establish the expected kind of the
11324 variable (string or string list), and successive declarations for it must
11325 respect the initial kind.
11326
11327 @noindent
11328 A string variable declaration (typed or untyped) declares a variable
11329 whose value is a string. This variable may be used as a string expression.
11330 @smallexample @c projectfile
11331    File_Name       := "readme.txt";
11332    Saved_File_Name := File_Name & ".saved";
11333 @end smallexample
11334
11335 @noindent
11336 A string list variable declaration declares a variable whose value is a list
11337 of strings. The list may contain any number (zero or more) of strings.
11338
11339 @smallexample @c projectfile
11340    Empty_List := ();
11341    List_With_One_Element := ("^-gnaty^-gnaty^");
11342    List_With_Two_Elements := List_With_One_Element & "^-gnatg^-gnatg^";
11343    Long_List := ("main.ada", "pack1_.ada", "pack1.ada", "pack2_.ada"
11344                  "pack2.ada", "util_.ada", "util.ada");
11345 @end smallexample
11346
11347 @noindent
11348 The same typed variable may not be declared more than once at project level,
11349 and it may not be declared more than once in any package; it is in effect
11350 a constant.
11351
11352 The same untyped variable may be declared several times. Declarations are
11353 elaborated in the order in which they appear, so  the new value replaces
11354 the old one, and any subsequent reference to the variable uses the new value.
11355 However, as noted above, if a variable has been declared as a string, all
11356 subsequent
11357 declarations must give it a string value. Similarly, if a variable has
11358 been declared as a string list, all subsequent declarations
11359 must give it a string list value.
11360
11361 A @emph{variable reference} may take several forms:
11362
11363 @itemize @bullet
11364 @item The simple variable name, for a variable in the current package (if any)
11365 or in the current project
11366 @item An expanded name, whose prefix is a context name.
11367 @end itemize
11368
11369 @noindent
11370 A @emph{context} may be one of the following:
11371
11372 @itemize @bullet
11373 @item The name of an existing package in the current project
11374 @item The name of an imported project of the current project
11375 @item The name of an ancestor project (i.e., a project extended by the current
11376 project, either directly or indirectly)
11377 @item An expanded name whose prefix is an imported/parent project name, and
11378 whose selector is a package name in that project.
11379 @end itemize
11380
11381 @noindent
11382 A variable reference may be used in an expression.
11383
11384 @node Attributes
11385 @subsection Attributes
11386
11387 @noindent
11388 A project (and its packages) may have @emph{attributes} that define
11389 the project's properties.  Some attributes have values that are strings;
11390 others have values that are string lists.
11391
11392 There are two categories of attributes: @emph{simple attributes}
11393 and @emph{associative arrays} (see @ref{Associative Array Attributes}).
11394
11395 Legal project attribute names, and attribute names for each legal package are
11396 listed below. Attributes names are case-insensitive.
11397
11398 The following attributes are defined on projects (all are simple attributes):
11399
11400 @multitable @columnfractions .4 .3
11401 @item @emph{Attribute Name}
11402 @tab @emph{Value}
11403 @item @code{Source_Files}
11404 @tab string list
11405 @item @code{Source_Dirs}
11406 @tab string list
11407 @item @code{Source_List_File}
11408 @tab string
11409 @item @code{Object_Dir}
11410 @tab string
11411 @item @code{Exec_Dir}
11412 @tab string
11413 @item @code{Locally_Removed_Files}
11414 @tab string list
11415 @item @code{Main}
11416 @tab string list
11417 @item @code{Languages}
11418 @tab string list
11419 @item @code{Main_Language}
11420 @tab string
11421 @item @code{Library_Dir}
11422 @tab string
11423 @item @code{Library_Name}
11424 @tab string
11425 @item @code{Library_Kind}
11426 @tab string
11427 @item @code{Library_Version}
11428 @tab string
11429 @item @code{Library_Interface}
11430 @tab string
11431 @item @code{Library_Auto_Init}
11432 @tab string
11433 @item @code{Library_Options}
11434 @tab string list
11435 @item @code{Library_GCC}
11436 @tab string
11437 @end multitable
11438
11439 @noindent
11440 The following attributes are defined for package  @code{Naming}
11441 (see @ref{Naming Schemes}):
11442
11443 @multitable @columnfractions .4 .2 .2 .2
11444 @item Attribute Name @tab Category @tab Index @tab Value
11445 @item @code{Spec_Suffix}
11446 @tab associative array
11447 @tab language name
11448 @tab string
11449 @item @code{Body_Suffix}
11450 @tab associative array
11451 @tab language name
11452 @tab string
11453 @item @code{Separate_Suffix}
11454 @tab simple attribute
11455 @tab n/a
11456 @tab string
11457 @item @code{Casing}
11458 @tab simple attribute
11459 @tab n/a
11460 @tab string
11461 @item @code{Dot_Replacement}
11462 @tab simple attribute
11463 @tab n/a
11464 @tab string
11465 @item @code{Spec}
11466 @tab associative array
11467 @tab Ada unit name
11468 @tab string
11469 @item @code{Body}
11470 @tab associative array
11471 @tab Ada unit name
11472 @tab string
11473 @item @code{Specification_Exceptions}
11474 @tab associative array
11475 @tab language name
11476 @tab string list
11477 @item @code{Implementation_Exceptions}
11478 @tab associative array
11479 @tab language name
11480 @tab string list
11481 @end multitable
11482
11483 @noindent
11484 The following attributes are defined for packages @code{Builder},
11485 @code{Compiler}, @code{Binder},
11486 @code{Linker}, @code{Cross_Reference}, and @code{Finder}
11487 (see @ref{^Switches^Switches^ and Project Files}).
11488
11489 @multitable @columnfractions .4 .2 .2 .2
11490 @item Attribute Name @tab Category @tab Index @tab Value
11491 @item @code{^Default_Switches^Default_Switches^}
11492 @tab associative array
11493 @tab language name
11494 @tab string list
11495 @item @code{^Switches^Switches^}
11496 @tab associative array
11497 @tab file name
11498 @tab string list
11499 @end multitable
11500
11501 @noindent
11502 In addition, package @code{Compiler} has a single string attribute
11503 @code{Local_Configuration_Pragmas} and package @code{Builder} has a single
11504 string attribute @code{Global_Configuration_Pragmas}.
11505
11506 @noindent
11507 Each simple attribute has a default value: the empty string (for string-valued
11508 attributes) and the empty list (for string list-valued attributes).
11509
11510 An attribute declaration defines a new value for an attribute.
11511
11512 Examples of simple attribute declarations:
11513
11514 @smallexample @c projectfile
11515    for Object_Dir use "objects";
11516    for Source_Dirs use ("units", "test/drivers");
11517 @end smallexample
11518
11519 @noindent
11520 The syntax of a @dfn{simple attribute declaration} is similar to that of an
11521 attribute definition clause in Ada.
11522
11523 Attributes references may be appear in expressions.
11524 The general form for such a reference is @code{<entity>'<attribute>}:
11525 Associative array attributes are functions. Associative
11526 array attribute references must have an argument that is a string literal.
11527
11528 Examples are:
11529
11530 @smallexample @c projectfile
11531   project'Object_Dir
11532   Naming'Dot_Replacement
11533   Imported_Project'Source_Dirs
11534   Imported_Project.Naming'Casing
11535   Builder'^Default_Switches^Default_Switches^("Ada")
11536 @end smallexample
11537
11538 @noindent
11539 The prefix of an attribute may be:
11540 @itemize @bullet
11541 @item @code{project} for an attribute of the current project
11542 @item The name of an existing package of the current project
11543 @item The name of an imported project
11544 @item The name of a parent project that is extended by the current project
11545 @item An expanded name whose prefix is imported/parent project name,
11546       and whose selector is a package name
11547 @end itemize
11548
11549 @noindent
11550 Example:
11551 @smallexample @c projectfile
11552 @group
11553    project Prj is
11554      for Source_Dirs use project'Source_Dirs & "units";
11555      for Source_Dirs use project'Source_Dirs & "test/drivers"
11556    end Prj;
11557 @end group
11558 @end smallexample
11559
11560 @noindent
11561 In the first attribute declaration, initially the attribute @code{Source_Dirs}
11562 has the default value: an empty string list. After this declaration,
11563 @code{Source_Dirs} is a string list of one element: @code{"units"}.
11564 After the second attribute declaration @code{Source_Dirs} is a string list of
11565 two elements: @code{"units"} and @code{"test/drivers"}.
11566
11567 Note: this example is for illustration only. In practice,
11568 the project file would contain only one attribute declaration:
11569
11570 @smallexample @c projectfile
11571    for Source_Dirs use ("units", "test/drivers");
11572 @end smallexample
11573
11574 @node Associative Array Attributes
11575 @subsection Associative Array Attributes
11576
11577 @noindent
11578 Some attributes are defined as @emph{associative arrays}. An associative
11579 array may be regarded as a function that takes a string as a parameter
11580 and delivers a string or string list value as its result.
11581
11582 Here are some examples of single associative array attribute associations:
11583
11584 @smallexample @c projectfile
11585    for Body ("main") use "Main.ada";
11586    for ^Switches^Switches^ ("main.ada")
11587        use ("^-v^-v^",
11588             "^-gnatv^-gnatv^");
11589    for ^Switches^Switches^ ("main.ada")
11590             use Builder'^Switches^Switches^ ("main.ada")
11591               & "^-g^-g^";
11592 @end smallexample
11593
11594 @noindent
11595 Like untyped variables and simple attributes, associative array attributes
11596 may be declared several times. Each declaration supplies a new value for the
11597 attribute, and replaces the previous setting.
11598
11599 @noindent
11600 An associative array attribute may be declared as a full associative array
11601 declaration, with the value of the same attribute in an imported or extended
11602 project.
11603
11604 @smallexample @c projectfile
11605    package Builder is
11606       for Default_Switches use Default.Builder'Default_Switches;
11607    end Builder;
11608 @end smallexample
11609
11610 @noindent
11611 In this example, @code{Default} must be either an project imported by the
11612 current project, or the project that the current project extends. If the
11613 attribute is in a package (in this case, in package @code{Builder}), the same
11614 package needs to be specified.
11615
11616 @noindent
11617 A full associative array declaration replaces any other declaration for the
11618 attribute, including other full associative array declaration. Single
11619 associative array associations may be declare after a full associative
11620 declaration, modifying the value for a single association of the attribute.
11621
11622 @node case Constructions
11623 @subsection @code{case} Constructions
11624
11625 @noindent
11626 A @code{case} construction is used in a project file to effect conditional
11627 behavior.
11628 Here is a typical example:
11629
11630 @smallexample @c projectfile
11631 @group
11632 project MyProj is
11633    type OS_Type is ("GNU/Linux", "Unix", "NT", "VMS");
11634
11635    OS : OS_Type := external ("OS", "GNU/Linux");
11636 @end group
11637
11638 @group
11639    package Compiler is
11640      case OS is
11641        when "GNU/Linux" | "Unix" =>
11642          for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
11643              use ("^-gnath^-gnath^");
11644        when "NT" =>
11645          for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
11646              use ("^-gnatP^-gnatP^");
11647        when others =>
11648      end case;
11649    end Compiler;
11650 end MyProj;
11651 @end group
11652 @end smallexample
11653
11654 @noindent
11655 The syntax of a @code{case} construction is based on the Ada case statement
11656 (although there is no @code{null} construction for empty alternatives).
11657
11658 The case expression must a typed string variable.
11659 Each alternative comprises the reserved word @code{when}, either a list of
11660 literal strings separated by the @code{"|"} character or the reserved word
11661 @code{others},  and the @code{"=>"} token.
11662 Each literal string must belong to the string type that is the type of the
11663 case variable.
11664 An @code{others} alternative, if present, must occur last.
11665
11666 After each @code{=>}, there are zero or more constructions.  The only
11667 constructions allowed in a case construction are other case constructions and
11668 attribute declarations. String type declarations, variable declarations and
11669 package declarations are not allowed.
11670
11671 The value of the case variable is often given by an external reference
11672 (see @ref{External References in Project Files}).
11673
11674 @c ****************************************
11675 @c * Objects and Sources in Project Files *
11676 @c ****************************************
11677
11678 @node Objects and Sources in Project Files
11679 @section Objects and Sources in Project Files
11680
11681 @menu
11682 * Object Directory::
11683 * Exec Directory::
11684 * Source Directories::
11685 * Source File Names::
11686 @end menu
11687
11688 @noindent
11689 Each project has exactly one object directory and one or more source
11690 directories. The source directories must contain at least one source file,
11691 unless  the project file explicitly specifies that no source files are present
11692 (see @ref{Source File Names}).
11693
11694 @node Object Directory
11695 @subsection Object Directory
11696
11697 @noindent
11698 The object directory for a project is the directory containing the compiler's
11699 output (such as @file{ALI} files and object files) for the project's immediate
11700 sources.
11701
11702 The object directory is given by the value of the attribute @code{Object_Dir}
11703 in the project file.
11704
11705 @smallexample @c projectfile
11706    for Object_Dir use "objects";
11707 @end smallexample
11708
11709 @noindent
11710 The attribute @var{Object_Dir} has a string value, the path name of the object
11711 directory. The path name may be absolute or relative to the directory of the
11712 project file. This directory must already exist, and be readable and writable.
11713
11714 By default, when the attribute @code{Object_Dir} is not given an explicit value
11715 or when its value is the empty string, the object directory is the same as the
11716 directory containing the project file.
11717
11718 @node Exec Directory
11719 @subsection Exec Directory
11720
11721 @noindent
11722 The exec directory for a project is the directory containing the executables
11723 for the project's main subprograms.
11724
11725 The exec directory is given by the value of the attribute @code{Exec_Dir}
11726 in the project file.
11727
11728 @smallexample @c projectfile
11729    for Exec_Dir use "executables";
11730 @end smallexample
11731
11732 @noindent
11733 The attribute @var{Exec_Dir} has a string value, the path name of the exec
11734 directory. The path name may be absolute or relative to the directory of the
11735 project file. This directory must already exist, and be writable.
11736
11737 By default, when the attribute @code{Exec_Dir} is not given an explicit value
11738 or when its value is the empty string, the exec directory is the same as the
11739 object directory of the project file.
11740
11741 @node Source Directories
11742 @subsection Source Directories
11743
11744 @noindent
11745 The source directories of a project are specified by the project file
11746 attribute @code{Source_Dirs}.
11747
11748 This attribute's value is a string list. If the attribute is not given an
11749 explicit value, then there is only one source directory, the one where the
11750 project file resides.
11751
11752 A @code{Source_Dirs} attribute that is explicitly defined to be the empty list,
11753 as in
11754
11755 @smallexample @c projectfile
11756     for Source_Dirs use ();
11757 @end smallexample
11758
11759 @noindent
11760 indicates that the project contains no source files.
11761
11762 Otherwise, each string in the string list designates one or more
11763 source directories.
11764
11765 @smallexample @c projectfile
11766    for Source_Dirs use ("sources", "test/drivers");
11767 @end smallexample
11768
11769 @noindent
11770 If a string in the list ends with @code{"/**"},  then the directory whose path
11771 name precedes the two asterisks, as well as all its subdirectories
11772 (recursively), are source directories.
11773
11774 @smallexample @c projectfile
11775    for Source_Dirs use ("/system/sources/**");
11776 @end smallexample
11777
11778 @noindent
11779 Here the directory @code{/system/sources} and all of its subdirectories
11780 (recursively) are source directories.
11781
11782 To specify that the source directories are the directory of the project file
11783 and all of its subdirectories, you can declare @code{Source_Dirs} as follows:
11784 @smallexample @c projectfile
11785    for Source_Dirs use ("./**");
11786 @end smallexample
11787
11788 @noindent
11789 Each of the source directories must exist and be readable.
11790
11791 @node Source File Names
11792 @subsection Source File Names
11793
11794 @noindent
11795 In a project that contains source files, their names may be specified by the
11796 attributes @code{Source_Files} (a string list) or @code{Source_List_File}
11797 (a string). Source file names never include any directory information.
11798
11799 If the attribute @code{Source_Files} is given an explicit value, then each
11800 element of the list is a source file name.
11801
11802 @smallexample @c projectfile
11803    for Source_Files use ("main.adb");
11804    for Source_Files use ("main.adb", "pack1.ads", "pack2.adb");
11805 @end smallexample
11806
11807 @noindent
11808 If the attribute @code{Source_Files} is not given an explicit value,
11809 but the attribute @code{Source_List_File} is given a string value,
11810 then the source file names are contained in the text file whose path name
11811 (absolute or relative to the directory of the project file) is the
11812 value of the attribute @code{Source_List_File}.
11813
11814 Each line in the file that is not empty or is not a comment
11815 contains a source file name.
11816
11817 @smallexample @c projectfile
11818    for Source_List_File use "source_list.txt";
11819 @end smallexample
11820
11821 @noindent
11822 By default, if neither the attribute @code{Source_Files} nor the attribute
11823 @code{Source_List_File} is given an explicit value, then each file in the
11824 source directories that conforms to the project's naming scheme
11825 (see @ref{Naming Schemes}) is an immediate source of the project.
11826
11827 A warning is issued if both attributes @code{Source_Files} and
11828 @code{Source_List_File} are given explicit values. In this case, the attribute
11829 @code{Source_Files} prevails.
11830
11831 Each source file name must be the name of one existing source file
11832 in one of the source directories.
11833
11834 A @code{Source_Files} attribute whose value is an empty list
11835 indicates that there are no source files in the project.
11836
11837 If the order of the source directories is known statically, that is if
11838 @code{"/**"} is not used in the string list @code{Source_Dirs}, then there may
11839 be several files with the same source file name. In this case, only the file
11840 in the first directory is considered as an immediate source of the project
11841 file. If the order of the source directories is not known statically, it is
11842 an error to have several files with the same source file name.
11843
11844 Projects can be specified to have no Ada source
11845 files: the value of (@code{Source_Dirs} or @code{Source_Files} may be an empty
11846 list, or the @code{"Ada"} may be absent from @code{Languages}:
11847
11848 @smallexample @c projectfile
11849    for Source_Dirs use ();
11850    for Source_Files use ();
11851    for Languages use ("C", "C++");
11852 @end smallexample
11853
11854 @noindent
11855 Otherwise, a project must contain at least one immediate source.
11856
11857 Projects with no source files are useful as template packages
11858 (see @ref{Packages in Project Files}) for other projects; in particular to
11859 define a package @code{Naming} (see @ref{Naming Schemes}).
11860
11861 @c ****************************
11862 @c * Importing Projects *
11863 @c ****************************
11864
11865 @node  Importing Projects
11866 @section Importing Projects
11867
11868 @noindent
11869 An immediate source of a project P may depend on source files that
11870 are neither immediate sources of P nor in the predefined library.
11871 To get this effect, P must @emph{import} the projects that contain the needed
11872 source files.
11873
11874 @smallexample @c projectfile
11875 @group
11876   with "project1", "utilities.gpr";
11877   with "/namings/apex.gpr";
11878   project Main is
11879     ...
11880 @end group
11881 @end smallexample
11882
11883 @noindent
11884 As can be seen in this example, the syntax for importing projects is similar
11885 to the syntax for importing compilation units in Ada. However, project files
11886 use literal strings instead of names, and the @code{with} clause identifies
11887 project files rather than packages.
11888
11889 Each literal string is the file name or path name (absolute or relative) of a
11890 project file. If a string is simply a file name, with no path, then its
11891 location is determined by the @emph{project path}:
11892
11893 @itemize @bullet
11894 @item
11895 If the ^environment variable^logical name^ @env{ADA_PROJECT_PATH} exists,
11896 then the project path includes all the directories in this
11897 ^environment variable^logical name^, plus the directory of the project file.
11898
11899 @item
11900 If the ^environment variable^logical name^ @env{ADA_PROJECT_PATH} does not
11901 exist, then the project path contains only one directory, namely the one where
11902 the project file is located.
11903 @end itemize
11904
11905 @noindent
11906 If a relative pathname is used, as in
11907
11908 @smallexample @c projectfile
11909   with "tests/proj";
11910 @end smallexample
11911
11912 @noindent
11913 then the path is relative to the directory where the importing project file is
11914 located. Any symbolic link will be fully resolved in the directory
11915 of the importing project file before the imported project file is examined.
11916
11917 If the @code{with}'ed project file name does not have an extension,
11918 the default is @file{^.gpr^.GPR^}. If a file with this extension is not found,
11919 then the file name as specified in the @code{with} clause (no extension) will
11920 be used. In the above example, if a file @code{project1.gpr} is found, then it
11921 will be used; otherwise, if a file @code{^project1^PROJECT1^} exists
11922 then it will be used; if neither file exists, this is an error.
11923
11924 A warning is issued if the name of the project file does not match the
11925 name of the project; this check is case insensitive.
11926
11927 Any source file that is an immediate source of the imported project can be
11928 used by the immediate sources of the importing project, transitively. Thus
11929 if @code{A} imports @code{B}, and @code{B} imports @code{C}, the immediate
11930 sources of @code{A} may depend on the immediate sources of @code{C}, even if
11931 @code{A} does not import @code{C} explicitly. However, this is not recommended,
11932 because if and when @code{B} ceases to import @code{C}, some sources in
11933 @code{A} will no longer compile.
11934
11935 A side effect of this capability is that normally cyclic dependencies are not
11936 permitted: if @code{A} imports @code{B} (directly or indirectly) then @code{B}
11937 is not allowed to import @code{A}. However, there are cases when cyclic
11938 dependencies would be beneficial. For these cases, another form of import
11939 between projects exists, the @code{limited with}: a project @code{A} that
11940 imports a project @code{B} with a straigh @code{with} may also be imported,
11941 directly or indirectly, by @code{B} on the condition that imports from @code{B}
11942 to @code{A} include at least one @code{limited with}.
11943
11944 @smallexample @c 0projectfile
11945 with "../b/b.gpr";
11946 with "../c/c.gpr";
11947 project A is
11948 end A;
11949
11950 limited with "../a/a.gpr";
11951 project B is
11952 end B;
11953
11954 with "../d/d.gpr";
11955 project C is
11956 end C;
11957
11958 limited with "../a/a.gpr";
11959 project D is
11960 end D;
11961 @end smallexample
11962
11963 @noindent
11964 In the above legal example, there are two project cycles:
11965 @itemize @bullet
11966 @item A-> B-> A
11967 @item A -> C -> D -> A
11968 @end itemize
11969
11970 @noindent
11971 In each of these cycle there is one @code{limited with}: import of @code{A}
11972 from @code{B} and import of @code{A} from @code{D}.
11973
11974 The difference between straight @code{with} and @code{limited with} is that
11975 the name of a project imported with a @code{limited with} cannot be used in the
11976 project that imports it. In particular, its packages cannot be renamed and
11977 its variables cannot be referred to.
11978
11979 An exception to the above rules for @code{limited with} is that for the main
11980 project specified to @command{gnatmake} or to the @command{GNAT} driver a
11981 @code{limited with} is equivalent to a straight @code{with}. For example,
11982 in the example above, projects @code{B} and @code{D} could not be main
11983 projects for @command{gnatmake} or to the @command{GNAT} driver, because they
11984 each have a @code{limited with} that is the only one in a cycle of importing
11985 projects.
11986
11987 @c *********************
11988 @c * Project Extension *
11989 @c *********************
11990
11991 @node Project Extension
11992 @section Project Extension
11993
11994 @noindent
11995 During development of a large system, it is sometimes necessary to use
11996 modified versions of some of the source files, without changing the original
11997 sources. This can be achieved through the @emph{project extension} facility.
11998
11999 @smallexample @c projectfile
12000    project Modified_Utilities extends "/baseline/utilities.gpr" is ...
12001 @end smallexample
12002
12003 @noindent
12004 A project extension declaration introduces an extending project
12005 (the @emph{child}) and a project being extended (the @emph{parent}).
12006
12007 By default, a child project inherits all the sources of its parent.
12008 However, inherited sources can be overridden: a unit in a parent is hidden
12009 by a unit of the same name in the child.
12010
12011 Inherited sources are considered to be sources (but not immediate sources)
12012 of the child project; see @ref{Project File Syntax}.
12013
12014 An inherited source file retains any switches specified in the parent project.
12015
12016 For example if the project @code{Utilities} contains the specification and the
12017 body of an Ada package @code{Util_IO}, then the project
12018 @code{Modified_Utilities} can contain a new body for package @code{Util_IO}.
12019 The original body of @code{Util_IO} will not be considered in program builds.
12020 However, the package specification will still be found in the project
12021 @code{Utilities}.
12022
12023 A child project can have only one parent but it may import any number of other
12024 projects.
12025
12026 A project is not allowed to import directly or indirectly at the same time a
12027 child project and any of its ancestors.
12028
12029 @c ****************************************
12030 @c * External References in Project Files *
12031 @c ****************************************
12032
12033 @node  External References in Project Files
12034 @section External References in Project Files
12035
12036 @noindent
12037 A project file may contain references to external variables; such references
12038 are called @emph{external references}.
12039
12040 An external variable is either defined as part of the environment (an
12041 environment variable in Unix, for example) or else specified on the command
12042 line via the @option{^-X^/EXTERNAL_REFERENCE=^@emph{vbl}=@emph{value}} switch.
12043 If both, then the command line value is used.
12044
12045 The value of an external reference is obtained by means of the built-in
12046 function @code{external}, which returns a string value.
12047 This function has two forms:
12048 @itemize @bullet
12049 @item @code{external (external_variable_name)}
12050 @item @code{external (external_variable_name, default_value)}
12051 @end itemize
12052
12053 @noindent
12054 Each parameter must be a string literal.  For example:
12055
12056 @smallexample @c projectfile
12057    external ("USER")
12058    external ("OS", "GNU/Linux")
12059 @end smallexample
12060
12061 @noindent
12062 In the form with one parameter, the function returns the value of
12063 the external variable given as parameter. If this name is not present in the
12064 environment, the function returns an empty string.
12065
12066 In the form with two string parameters, the second argument is
12067 the value returned when the variable given as the first argument is not
12068 present in the environment. In the example above, if @code{"OS"} is not
12069 the name of ^an environment variable^a logical name^ and is not passed on
12070 the command line, then the returned value is @code{"GNU/Linux"}.
12071
12072 An external reference may be part of a string expression or of a string
12073 list expression, and can therefore appear in a variable declaration or
12074 an attribute declaration.
12075
12076 @smallexample @c projectfile
12077 @group
12078    type Mode_Type is ("Debug", "Release");
12079    Mode : Mode_Type := external ("MODE");
12080    case Mode is
12081      when "Debug" =>
12082         ...
12083 @end group
12084 @end smallexample
12085
12086 @c *****************************
12087 @c * Packages in Project Files *
12088 @c *****************************
12089
12090 @node  Packages in Project Files
12091 @section Packages in Project Files
12092
12093 @noindent
12094 A @emph{package} defines the settings for project-aware tools within a
12095 project.
12096 For each such tool one can declare a package; the names for these
12097 packages are preset (see @ref{Packages}).
12098 A package may contain variable declarations, attribute declarations, and case
12099 constructions.
12100
12101 @smallexample @c projectfile
12102 @group
12103    project Proj is
12104       package Builder is  -- used by gnatmake
12105          for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
12106              use ("^-v^-v^",
12107                   "^-g^-g^");
12108       end Builder;
12109    end Proj;
12110 @end group
12111 @end smallexample
12112
12113 @noindent
12114 The syntax of package declarations mimics that of package in Ada.
12115
12116 Most of the packages have an attribute
12117 @code{^Default_Switches^Default_Switches^}.
12118 This attribute is an associative array, and its value is a string list.
12119 The index of the associative array is the name of a programming language (case
12120 insensitive). This attribute indicates the ^switch^switch^
12121 or ^switches^switches^ to be used
12122 with the corresponding tool.
12123
12124 Some packages also have another attribute, @code{^Switches^Switches^},
12125 an associative array whose value is a string list.
12126 The index is the name of a source file.
12127 This attribute indicates the ^switch^switch^
12128 or ^switches^switches^ to be used by the corresponding
12129 tool when dealing with this specific file.
12130
12131 Further information on these ^switch^switch^-related attributes is found in
12132 @ref{^Switches^Switches^ and Project Files}.
12133
12134 A package may be declared as a @emph{renaming} of another package; e.g., from
12135 the project file for an imported project.
12136
12137 @smallexample @c projectfile
12138 @group
12139   with "/global/apex.gpr";
12140   project Example is
12141     package Naming renames Apex.Naming;
12142     ...
12143   end Example;
12144 @end group
12145 @end smallexample
12146
12147 @noindent
12148 Packages that are renamed in other project files often come from project files
12149 that have no sources: they are just used as templates. Any modification in the
12150 template will be reflected automatically in all the project files that rename
12151 a package from the template.
12152
12153 In addition to the tool-oriented packages, you can also declare a package
12154 named @code{Naming} to establish specialized source file naming conventions
12155 (see @ref{Naming Schemes}).
12156
12157 @c ************************************
12158 @c * Variables from Imported Projects *
12159 @c ************************************
12160
12161 @node Variables from Imported Projects
12162 @section Variables from Imported Projects
12163
12164 @noindent
12165 An attribute or variable defined in an imported or parent project can
12166 be used in expressions in the importing / extending project.
12167 Such an attribute or variable is denoted by an expanded name whose prefix
12168 is either the name of the project or the expanded name of a package within
12169 a project.
12170
12171 @smallexample @c projectfile
12172 @group
12173   with "imported";
12174   project Main extends "base" is
12175      Var1 := Imported.Var;
12176      Var2 := Base.Var & ".new";
12177 @end group
12178
12179 @group
12180      package Builder is
12181         for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
12182             use Imported.Builder.Ada_^Switches^Switches^ &
12183                 "^-gnatg^-gnatg^" &
12184                 "^-v^-v^";
12185      end Builder;
12186 @end group
12187
12188 @group
12189      package Compiler is
12190         for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
12191             use Base.Compiler.Ada_^Switches^Switches^;
12192      end Compiler;
12193   end Main;
12194 @end group
12195 @end smallexample
12196
12197 @noindent
12198 In this example:
12199
12200 @itemize @bullet
12201 @item
12202 The value of @code{Var1} is a copy of the variable @code{Var} defined
12203 in the project file @file{"imported.gpr"}
12204 @item
12205 the value of @code{Var2} is a copy of the value of variable @code{Var}
12206 defined in the project file @file{base.gpr}, concatenated with @code{".new"}
12207 @item
12208 attribute @code{^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")} in package
12209 @code{Builder} is a string list that includes in its value a copy of the value
12210 of @code{Ada_^Switches^Switches^} defined in the @code{Builder} package
12211 in project file @file{imported.gpr} plus two new elements:
12212 @option{"^-gnatg^-gnatg^"}
12213 and @option{"^-v^-v^"};
12214 @item
12215 attribute @code{^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")} in package
12216 @code{Compiler} is a copy of the variable @code{Ada_^Switches^Switches^}
12217 defined in the @code{Compiler} package in project file @file{base.gpr},
12218 the project being extended.
12219 @end itemize
12220
12221 @c ******************
12222 @c * Naming Schemes *
12223 @c ******************
12224
12225 @node  Naming Schemes
12226 @section Naming Schemes
12227
12228 @noindent
12229 Sometimes an Ada software system is ported from a foreign compilation
12230 environment to GNAT, and the file names do not use the default GNAT
12231 conventions. Instead of changing all the file names (which for a variety
12232 of reasons might not be possible), you can define the relevant file
12233 naming scheme in the @code{Naming} package in your project file.
12234
12235 @noindent
12236 Note that the use of pragmas described in @ref{Alternative
12237 File Naming Schemes} by mean of a configuration pragmas file is not
12238 supported when using project files. You must use the features described
12239 in this paragraph. You can however use specify other configuration
12240 pragmas (see @ref{Specifying Configuration Pragmas}).
12241
12242 @ifclear vms
12243 For example, the following
12244 package models the Apex file naming rules:
12245
12246 @smallexample @c projectfile
12247 @group
12248   package Naming is
12249     for Casing               use "lowercase";
12250     for Dot_Replacement      use ".";
12251     for Spec_Suffix ("Ada")  use ".1.ada";
12252     for Body_Suffix ("Ada")  use ".2.ada";
12253   end Naming;
12254 @end group
12255 @end smallexample
12256 @end ifclear
12257
12258 @ifset vms
12259 For example, the following package models the DEC Ada file naming rules:
12260
12261 @smallexample @c projectfile
12262 @group
12263   package Naming is
12264     for Casing               use "lowercase";
12265     for Dot_Replacement      use "__";
12266     for Spec_Suffix ("Ada")  use "_.^ada^ada^";
12267     for Body_Suffix ("Ada")  use ".^ada^ada^";
12268   end Naming;
12269 @end group
12270 @end smallexample
12271
12272 @noindent
12273 (Note that @code{Casing} is @code{"lowercase"} because GNAT gets the file
12274 names in lower case)
12275 @end ifset
12276
12277 @noindent
12278 You can define the following attributes in package @code{Naming}:
12279
12280 @table @code
12281
12282 @item @var{Casing}
12283 This must be a string with one of the three values @code{"lowercase"},
12284 @code{"uppercase"} or @code{"mixedcase"}; these strings are case insensitive.
12285
12286 @noindent
12287 If @var{Casing} is not specified, then the default is @code{"lowercase"}.
12288
12289 @item @var{Dot_Replacement}
12290 This must be a string whose value satisfies the following conditions:
12291
12292 @itemize @bullet
12293 @item It must not be empty
12294 @item It cannot start or end with an alphanumeric character
12295 @item It cannot be a single underscore
12296 @item It cannot start with an underscore followed by an alphanumeric
12297 @item It cannot contain a dot @code{'.'} except if the entire string
12298 is @code{"."}
12299 @end itemize
12300
12301 @noindent
12302 If @code{Dot_Replacement} is not specified, then the default is @code{"-"}.
12303
12304 @item @var{Spec_Suffix}
12305 This is an associative array (indexed by the programming language name, case
12306 insensitive) whose value is a string that must satisfy the following
12307 conditions:
12308
12309 @itemize @bullet
12310 @item It must not be empty
12311 @item It must include at least one dot
12312 @end itemize
12313 @noindent
12314 If @code{Spec_Suffix ("Ada")} is not specified, then the default is
12315 @code{"^.ads^.ADS^"}.
12316
12317 @item @var{Body_Suffix}
12318 This is an associative array (indexed by the programming language name, case
12319 insensitive) whose value is a string that must satisfy the following
12320 conditions:
12321
12322 @itemize @bullet
12323 @item It must not be empty
12324 @item It must include at least one dot
12325 @item It cannot end with the same string as @code{Spec_Suffix ("Ada")}
12326 @end itemize
12327 @noindent
12328 If @code{Body_Suffix ("Ada")} is not specified, then the default is
12329 @code{"^.adb^.ADB^"}.
12330
12331 @item @var{Separate_Suffix}
12332 This must be a string whose value satisfies the same conditions as
12333 @code{Body_Suffix}.
12334
12335 @noindent
12336 If @code{Separate_Suffix ("Ada")} is not specified, then it defaults to same
12337 value as @code{Body_Suffix ("Ada")}.
12338
12339 @item @var{Spec}
12340 @noindent
12341 You can use the associative array attribute @code{Spec}  to define
12342 the source file name for an individual Ada compilation unit's spec. The array
12343 index must be a string literal that identifies the Ada unit (case insensitive).
12344 The value of this attribute must be a string that identifies the file that
12345 contains this unit's spec (case sensitive or insensitive depending on the
12346 operating system).
12347
12348 @smallexample @c projectfile
12349    for Spec ("MyPack.MyChild") use "mypack.mychild.spec";
12350 @end smallexample
12351
12352 @item @var{Body}
12353
12354 You can use the associative array attribute @code{Body} to
12355 define the source file name for an individual Ada compilation unit's body
12356 (possibly a subunit).  The array index must be a string literal that identifies
12357 the Ada unit (case insensitive).  The value of this attribute must be a string
12358 that identifies the file that contains this unit's body or subunit (case
12359 sensitive or insensitive depending on the operating system).
12360
12361 @smallexample @c projectfile
12362    for Body ("MyPack.MyChild") use "mypack.mychild.body";
12363 @end smallexample
12364 @end table
12365
12366 @c ********************
12367 @c * Library Projects *
12368 @c ********************
12369
12370 @node Library Projects
12371 @section Library Projects
12372
12373 @noindent
12374 @emph{Library projects} are projects whose object code is placed in a library.
12375 (Note that this facility is not yet supported on all platforms)
12376
12377 To create a library project, you need to define in its project file
12378 two project-level attributes: @code{Library_Name} and @code{Library_Dir}.
12379 Additionally, you may define the library-related attributes
12380 @code{Library_Kind}, @code{Library_Version}, @code{Library_Interface},
12381 @code{Library_Auto_Init}, @code{Library_Options} and @code{Library_GCC}.
12382
12383 The @code{Library_Name} attribute has a string value. There is no restriction
12384 on the name of a library. It is the responsability of the developer to
12385 choose a name that will be accepted by the platform. It is recommanded to
12386 choose names that could be Ada identifiers; such names are almost guaranteed
12387 to be acceptable on all platforms.
12388
12389 The @code{Library_Dir} attribute has a string value that designates the path
12390 (absolute or relative) of the directory where the library will reside.
12391 It must designate an existing directory, and this directory must be
12392 different from the project's object directory. It also needs to be writable.
12393
12394 If both @code{Library_Name} and @code{Library_Dir} are specified and
12395 are legal, then the project file defines a library project.  The optional
12396 library-related attributes are checked only for such project files.
12397
12398 The @code{Library_Kind} attribute has a string value that must be one of the
12399 following (case insensitive): @code{"static"}, @code{"dynamic"} or
12400 @code{"relocatable"}. If this attribute is not specified, the library is a
12401 static library, that is an archive of object files that can be potentially
12402 linked into an static executable. Otherwise, the library may be dynamic or
12403 relocatable, that is a library that is loaded only at the start of execution.
12404 Depending on the operating system, there may or may not be a distinction
12405 between dynamic and relocatable libraries. For Unix and VMS Unix there is no
12406 such distinction.
12407
12408 If you need to build both a static and a dynamic library, you should use two
12409 different object directories, since in some cases some extra code needs to
12410 be generated for the latter. For such cases, it is recommended to either use
12411 two different project files, or a single one which uses external variables
12412 to indicate what kind of library should be build.
12413
12414 The @code{Library_Version} attribute has a string value whose interpretation
12415 is platform dependent. It has no effect on VMS and Windows. On Unix, it is
12416 used only for dynamic/relocatable libraries as the internal name of the
12417 library (the @code{"soname"}). If the library file name (built from the
12418 @code{Library_Name}) is different from the @code{Library_Version}, then the
12419 library file will be a symbolic link to the actual file whose name will be
12420 @code{Library_Version}.
12421
12422 Example (on Unix):
12423
12424 @smallexample @c projectfile
12425 @group
12426 project Plib is
12427
12428    Version := "1";
12429
12430    for Library_Dir use "lib_dir";
12431    for Library_Name use "dummy";
12432    for Library_Kind use "relocatable";
12433    for Library_Version use "libdummy.so." & Version;
12434
12435 end Plib;
12436 @end group
12437 @end smallexample
12438
12439 @noindent
12440 Directory @file{lib_dir} will contain the internal library file whose name
12441 will be @file{libdummy.so.1}, and @file{libdummy.so} will be a symbolic link to
12442 @file{libdummy.so.1}.
12443
12444 When @command{gnatmake} detects that a project file
12445 is a library project file, it will check all immediate sources of the project
12446 and rebuild the library if any of the sources have been recompiled.
12447
12448 Standard project files can import library project files. In such cases,
12449 the libraries will only be rebuild if some of its sources are recompiled
12450 because they are in the closure of some other source in an importing project.
12451 Sources of the library project files that are not in such a closure will
12452 not be checked, unless the full library is checked, because one of its sources
12453 needs to be recompiled.
12454
12455 For instance, assume the project file @code{A} imports the library project file
12456 @code{L}. The immediate sources of A are @file{a1.adb}, @file{a2.ads} and
12457 @file{a2.adb}. The immediate sources of L are @file{l1.ads}, @file{l1.adb},
12458 @file{l2.ads}, @file{l2.adb}.
12459
12460 If @file{l1.adb} has been modified, then the library associated with @code{L}
12461 will be rebuild when compiling all the immediate sources of @code{A} only
12462 if @file{a1.ads}, @file{a2.ads} or @file{a2.adb} includes a statement
12463 @code{"with L1;"}.
12464
12465 To be sure that all the sources in the library associated with @code{L} are
12466 up to date, and that all the sources of parject @code{A} are also up to date,
12467 the following two commands needs to be used:
12468
12469 @smallexample
12470 gnatmake -Pl.gpr
12471 gnatmake -Pa.gpr
12472 @end smallexample
12473
12474 When a library is built or rebuilt, an attempt is made first to delete all
12475 files in the library directory.
12476 All @file{ALI} files will also be copied from the object directory to the
12477 library directory. To build executables, @command{gnatmake} will use the
12478 library rather than the individual object files.
12479
12480
12481 @c **********************************************
12482 @c * Using Third-Party Libraries through Projects
12483 @c **********************************************
12484 @node Using Third-Party Libraries through Projects
12485 @section Using Third-Party Libraries through Projects
12486
12487 Whether you are exporting your own library to make it available to
12488 clients, or you are using a library provided by a third party, it is
12489 convenient to have project files that automatically set the correct
12490 command line switches for the compiler and linker.
12491
12492 Such project files are very similar to the library project files;
12493 @xref{Library Projects}. The only difference is that you set the
12494 @code{Source_Dirs} and @code{Object_Dir} attribute so that they point to the
12495 directories where, respectively, the sources and the read-only ALI files have
12496 been installed.
12497
12498 If you need to interface with a set of libraries, as opposed to a
12499 single one, you need to create one library project for each of the
12500 libraries. In addition, a top-level project that imports all these
12501 library projects should be provided, so that the user of your library
12502 has a single @code{with} clause to add to his own projects.
12503
12504 For instance, let's assume you are providing two static libraries
12505 @file{liba.a} and @file{libb.a}. The user needs to link with
12506 both of these libraries. Each of these is associated with its
12507 own set of header files. Let's assume furthermore that all the
12508 header files for the two libraries have been installed in the same
12509 directory @file{headers}. The @file{ALI} files are found in the same
12510 @file{headers} directory.
12511
12512 In this case, you should provide the following three projects:
12513
12514 @smallexample @c projectfile
12515 @group
12516 with "liba", "libb";
12517 project My_Library is
12518   for Source_Dirs use ("headers");
12519   for Object_Dir  use "headers";
12520 end My_Library;
12521 @end group
12522
12523 @group
12524 project Liba is
12525    for Source_Dirs use ();
12526    for Library_Dir use "lib";
12527    for Library_Name use "a";
12528    for Library_Kind use "static";
12529 end Liba;
12530 @end group
12531
12532 @group
12533 project Libb is
12534    for Source_Dirs use ();
12535    for Library_Dir use "lib";
12536    for Library_Name use "b";
12537    for Library_Kind use "static";
12538 end Libb;
12539 @end group
12540 @end smallexample
12541
12542 @c *******************************
12543 @c * Stand-alone Library Projects *
12544 @c *******************************
12545
12546 @node Stand-alone Library Projects
12547 @section Stand-alone Library Projects
12548
12549 @noindent
12550 A Stand-alone Library is a library that contains the necessary code to
12551 elaborate the Ada units that are included in the library. A Stand-alone
12552 Library is suitable to be used in an executable when the main is not
12553 in Ada. However, Stand-alone Libraries may also be used with an Ada main
12554 subprogram.
12555
12556 A Stand-alone Library Project is a Library Project where the library is
12557 a Stand-alone Library.
12558
12559 To be a Stand-alone Library Project, in addition to the two attributes
12560 that make a project a Library Project (@code{Library_Name} and
12561 @code{Library_Dir}, see @ref{Library Projects}), the attribute
12562 @code{Library_Interface} must be defined.
12563
12564 @smallexample @c projectfile
12565 @group
12566    for Library_Dir use "lib_dir";
12567    for Library_Name use "dummy";
12568    for Library_Interface use ("int1", "int1.child");
12569 @end group
12570 @end smallexample
12571
12572 Attribute @code{Library_Interface} has a non empty string list value,
12573 each string in the list designating a unit contained in an immediate source
12574 of the project file.
12575
12576 When a Stand-alone Library is built, first the binder is invoked to build
12577 a package whose name depends on the library name
12578 (^b~dummy.ads/b^B$DUMMY.ADS/B^ in the example above).
12579 This binder-generated package includes initialization and
12580 finalization procedures whose
12581 names depend on the library name (dummyinit and dummyfinal in the example
12582 above). The object corresponding to this package is included in the library.
12583
12584 A dynamic or relocatable Stand-alone Library is automatically initialized
12585 if automatic initialization of Stand-alone Libraries is supported on the
12586 platform and if attribute @code{Library_Auto_Init} is not specified or
12587 is specified with the value "true". A static Stand-alone Library is never
12588 automatically initialized.
12589
12590 Single string attribute @code{Library_Auto_Init} may be specified with only
12591 two possible values: "false" or "true" (case-insensitive). Specifying
12592 "false" for attribute @code{Library_Auto_Init} will prevent automatic
12593 initialization of dynamic or relocatable libraries.
12594
12595 When a non automatically initialized Stand-alone Library is used
12596 in an executable, its initialization procedure must be called before
12597 any service of the library is used.
12598 When the main subprogram is in Ada, it may mean that the initialization
12599 procedure has to be called during elaboration of another package.
12600
12601 For a Stand-Alone Library, only the @file{ALI} files of the Interface Units
12602 (those that are listed in attribute @code{Library_Interface}) are copied to
12603 the Library Directory. As a consequence, only the Interface Units may be
12604 imported from Ada units outside of the library. If other units are imported,
12605 the binding phase will fail.
12606
12607 When a Stand-Alone Library is bound, the switches that are specified in
12608 the attribute @code{Default_Switches ("Ada")} in package @code{Binder} are
12609 used in the call to @command{gnatbind}.
12610
12611 The string list attribute @code{Library_Options} may be used to specified
12612 additional switches to the call to @command{gcc} to link the library.
12613
12614 The attribute @code{Library_Src_Dir}, may be specified for a
12615 Stand-Alone Library. @code{Library_Src_Dir} is a simple attribute that has a
12616 single string value. Its value must be the path (absolute or relative to the
12617 project directory) of an existing directory. This directory cannot be the
12618 object directory or one of the source directories, but it can be the same as
12619 the library directory. The sources of the Interface
12620 Units of the library, necessary to an Ada client of the library, will be
12621 copied to the designated directory, called Interface Copy directory.
12622 These sources includes the specs of the Interface Units, but they may also
12623 include bodies and subunits, when pragmas @code{Inline} or @code{Inline_Always}
12624 are used, or when there is a generic units in the spec. Before the sources
12625 are copied to the Interface Copy directory, an attempt is made to delete all
12626 files in the Interface Copy directory.
12627
12628 @c *************************************
12629 @c * Switches Related to Project Files *
12630 @c *************************************
12631 @node Switches Related to Project Files
12632 @section Switches Related to Project Files
12633
12634 @noindent
12635 The following switches are used by GNAT tools that support project files:
12636
12637 @table @option
12638
12639 @item ^-P^/PROJECT_FILE=^@var{project}
12640 @cindex @option{^-P^/PROJECT_FILE^} (any tool supporting project files)
12641 Indicates the name of a project file. This project file will be parsed with
12642 the verbosity indicated by @option{^-vP^MESSAGE_PROJECT_FILES=^@emph{x}},
12643 if any, and using the external references indicated
12644 by @option{^-X^/EXTERNAL_REFERENCE^} switches, if any.
12645 @ifclear vms
12646 There may zero, one or more spaces between @option{-P} and @var{project}.
12647 @end ifclear
12648
12649 @noindent
12650 There must be only one @option{^-P^/PROJECT_FILE^} switch on the command line.
12651
12652 @noindent
12653 Since the Project Manager parses the project file only after all the switches
12654 on the command line are checked, the order of the switches
12655 @option{^-P^/PROJECT_FILE^},
12656 @option{^-vP^/MESSAGES_PROJECT_FILE=^@emph{x}}
12657 or @option{^-X^/EXTERNAL_REFERENCE^} is not significant.
12658
12659 @item ^-X^/EXTERNAL_REFERENCE=^@var{name=value}
12660 @cindex @option{^-X^/EXTERNAL_REFERENCE^} (any tool supporting project files)
12661 Indicates that external variable @var{name} has the value @var{value}.
12662 The Project Manager will use this value for occurrences of
12663 @code{external(name)} when parsing the project file.
12664
12665 @ifclear vms
12666 @noindent
12667 If @var{name} or @var{value} includes a space, then @var{name=value} should be
12668 put between quotes.
12669 @smallexample
12670   -XOS=NT
12671   -X"user=John Doe"
12672 @end smallexample
12673 @end ifclear
12674
12675 @noindent
12676 Several @option{^-X^/EXTERNAL_REFERENCE^} switches can be used simultaneously.
12677 If several @option{^-X^/EXTERNAL_REFERENCE^} switches specify the same
12678 @var{name}, only the last one is used.
12679
12680 @noindent
12681 An external variable specified with a @option{^-X^/EXTERNAL_REFERENCE^} switch
12682 takes precedence over the value of the same name in the environment.
12683
12684 @item ^-vP^/MESSAGES_PROJECT_FILE=^@emph{x}
12685 @cindex @code{^-vP^/MESSAGES_PROJECT_FILE^} (any tool supporting project files)
12686 @c Previous line uses code vs option command, to stay less than 80 chars
12687 Indicates the verbosity of the parsing of GNAT project files.
12688
12689 @ifclear vms
12690 @option{-vP0} means Default;
12691 @option{-vP1} means Medium;
12692 @option{-vP2} means High.
12693 @end ifclear
12694
12695 @ifset vms
12696 There are three possible options for this qualifier: DEFAULT, MEDIUM and
12697 HIGH.
12698 @end ifset
12699
12700 @noindent
12701 The default is ^Default^DEFAULT^: no output for syntactically correct
12702 project files.
12703 @noindent
12704 If several @option{^-vP^/MESSAGES_PROJECT_FILE=^@emph{x}} switches are present,
12705 only the last one is used.
12706
12707 @end table
12708
12709 @c **********************************
12710 @c * Tools Supporting Project Files *
12711 @c **********************************
12712
12713 @node  Tools Supporting Project Files
12714 @section Tools Supporting Project Files
12715
12716 @menu
12717 * gnatmake and Project Files::
12718 * The GNAT Driver and Project Files::
12719 @ifclear vms
12720 * Glide and Project Files::
12721 @end ifclear
12722 @end menu
12723
12724 @node gnatmake and Project Files
12725 @subsection gnatmake and Project Files
12726
12727 @noindent
12728 This section covers several topics related to @command{gnatmake} and
12729 project files: defining ^switches^switches^ for @command{gnatmake}
12730 and for the tools that it invokes; specifying configuration pragmas;
12731 the use of the @code{Main} attribute; building and rebuilding library project
12732 files.
12733
12734 @menu
12735 * ^Switches^Switches^ and Project Files::
12736 * Specifying Configuration Pragmas::
12737 * Project Files and Main Subprograms::
12738 * Library Project Files::
12739 @end menu
12740
12741 @node ^Switches^Switches^ and Project Files
12742 @subsubsection ^Switches^Switches^ and Project Files
12743
12744 @ifset vms
12745 It is not currently possible to specify VMS style qualifiers in the project
12746 files; only Unix style ^switches^switches^ may be specified.
12747 @end ifset
12748
12749 @noindent
12750 For each of the packages @code{Builder}, @code{Compiler}, @code{Binder}, and
12751 @code{Linker}, you can specify a @code{^Default_Switches^Default_Switches^}
12752 attribute, a @code{^Switches^Switches^} attribute, or both;
12753 as their names imply, these ^switch^switch^-related
12754 attributes affect the ^switches^switches^ that are used for each of these GNAT
12755 components when
12756 @command{gnatmake} is invoked.  As will be explained below, these
12757 component-specific ^switches^switches^ precede
12758 the ^switches^switches^ provided on the @command{gnatmake} command line.
12759
12760 The @code{^Default_Switches^Default_Switches^} attribute is an associative
12761 array indexed by language name (case insensitive) whose value is a string list.
12762 For example:
12763
12764 @smallexample @c projectfile
12765 @group
12766 package Compiler is
12767   for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
12768       use ("^-gnaty^-gnaty^",
12769            "^-v^-v^");
12770 end Compiler;
12771 @end group
12772 @end smallexample
12773
12774 @noindent
12775 The @code{^Switches^Switches^} attribute is also an associative array,
12776 indexed by a file name (which may or may not be case sensitive, depending
12777 on the operating system) whose value is a string list.  For example:
12778
12779 @smallexample @c projectfile
12780 @group
12781 package Builder is
12782    for ^Switches^Switches^ ("main1.adb")
12783        use ("^-O2^-O2^");
12784    for ^Switches^Switches^ ("main2.adb")
12785        use ("^-g^-g^");
12786 end Builder;
12787 @end group
12788 @end smallexample
12789
12790 @noindent
12791 For the @code{Builder} package, the file names must designate source files
12792 for main subprograms.  For the @code{Binder} and @code{Linker} packages, the
12793 file names must designate @file{ALI} or source files for main subprograms.
12794 In each case just the file name without an explicit extension is acceptable.
12795
12796 For each tool used in a program build (@command{gnatmake}, the compiler, the
12797 binder, and the linker), the corresponding package @dfn{contributes} a set of
12798 ^switches^switches^ for each file on which the tool is invoked, based on the
12799 ^switch^switch^-related attributes defined in the package.
12800 In particular, the ^switches^switches^
12801 that each of these packages contributes for a given file @var{f} comprise:
12802
12803 @itemize @bullet
12804 @item
12805 the value of attribute @code{^Switches^Switches^ (@var{f})},
12806 if it is specified in the package for the given file,
12807 @item
12808 otherwise, the value of @code{^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")},
12809 if it is specified in the package.
12810 @end itemize
12811
12812 @noindent
12813 If neither of these attributes is defined in the package, then the package does
12814 not contribute any ^switches^switches^ for the given file.
12815
12816 When @command{gnatmake} is invoked on a file, the ^switches^switches^ comprise
12817 two sets, in the following order: those contributed for the file
12818 by the @code{Builder} package;
12819 and the switches passed on the command line.
12820
12821 When @command{gnatmake} invokes a tool (compiler, binder, linker) on a file,
12822 the ^switches^switches^ passed to the tool comprise three sets,
12823 in the following order:
12824
12825 @enumerate
12826 @item
12827 the applicable ^switches^switches^ contributed for the file
12828 by the @code{Builder} package in the project file supplied on the command line;
12829
12830 @item
12831 those contributed for the file by the package (in the relevant project file --
12832 see below) corresponding to the tool; and
12833
12834 @item
12835 the applicable switches passed on the command line.
12836 @end enumerate
12837
12838 @noindent
12839 The term @emph{applicable ^switches^switches^} reflects the fact that
12840 @command{gnatmake} ^switches^switches^ may or may not be passed to individual
12841 tools, depending on the individual ^switch^switch^.
12842
12843 @command{gnatmake} may invoke the compiler on source files from different
12844 projects. The Project Manager will use the appropriate project file to
12845 determine the @code{Compiler} package for each source file being compiled.
12846 Likewise for the @code{Binder} and @code{Linker} packages.
12847
12848 As an example, consider the following package in a project file:
12849
12850 @smallexample @c projectfile
12851 @group
12852 project Proj1 is
12853    package Compiler is
12854       for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
12855           use ("^-g^-g^");
12856       for ^Switches^Switches^ ("a.adb")
12857           use ("^-O1^-O1^");
12858       for ^Switches^Switches^ ("b.adb")
12859           use ("^-O2^-O2^",
12860                "^-gnaty^-gnaty^");
12861    end Compiler;
12862 end Proj1;
12863 @end group
12864 @end smallexample
12865
12866 @noindent
12867 If @command{gnatmake} is invoked with this project file, and it needs to
12868 compile, say, the files @file{a.adb}, @file{b.adb}, and @file{c.adb}, then
12869 @file{a.adb} will be compiled with the ^switch^switch^
12870 @option{^-O1^-O1^},
12871 @file{b.adb} with ^switches^switches^
12872 @option{^-O2^-O2^}
12873 and @option{^-gnaty^-gnaty^},
12874 and @file{c.adb} with @option{^-g^-g^}.
12875
12876 The following example illustrates the ordering of the ^switches^switches^
12877 contributed by different packages:
12878
12879 @smallexample @c projectfile
12880 @group
12881 project Proj2 is
12882    package Builder is
12883       for ^Switches^Switches^ ("main.adb")
12884           use ("^-g^-g^",
12885                "^-O1^-)1^",
12886                "^-f^-f^");
12887    end Builder;
12888 @end group
12889
12890 @group
12891    package Compiler is
12892       for ^Switches^Switches^ ("main.adb")
12893           use ("^-O2^-O2^");
12894    end Compiler;
12895 end Proj2;
12896 @end group
12897 @end smallexample
12898
12899 @noindent
12900 If you issue the command:
12901
12902 @smallexample
12903     gnatmake ^-Pproj2^/PROJECT_FILE=PROJ2^ -O0 main
12904 @end smallexample
12905
12906 @noindent
12907 then the compiler will be invoked on @file{main.adb} with the following
12908 sequence of ^switches^switches^
12909
12910 @smallexample
12911    ^-g -O1 -O2 -O0^-g -O1 -O2 -O0^
12912 @end smallexample
12913
12914 with the last @option{^-O^-O^}
12915 ^switch^switch^ having precedence over the earlier ones;
12916 several other ^switches^switches^
12917 (such as @option{^-c^-c^}) are added implicitly.
12918
12919 The ^switches^switches^
12920 @option{^-g^-g^}
12921 and @option{^-O1^-O1^} are contributed by package
12922 @code{Builder},  @option{^-O2^-O2^} is contributed
12923 by the package @code{Compiler}
12924 and @option{^-O0^-O0^} comes from the command line.
12925
12926 The @option{^-g^-g^}
12927 ^switch^switch^ will also be passed in the invocation of
12928 @command{Gnatlink.}
12929
12930 A final example illustrates switch contributions from packages in different
12931 project files:
12932
12933 @smallexample @c projectfile
12934 @group
12935 project Proj3 is
12936    for Source_Files use ("pack.ads", "pack.adb");
12937    package Compiler is
12938       for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
12939           use ("^-gnata^-gnata^");
12940    end Compiler;
12941 end Proj3;
12942 @end group
12943
12944 @group
12945 with "Proj3";
12946 project Proj4 is
12947    for Source_Files use ("foo_main.adb", "bar_main.adb");
12948    package Builder is
12949       for ^Switches^Switches^ ("foo_main.adb")
12950           use ("^-s^-s^",
12951                "^-g^-g^");
12952    end Builder;
12953 end Proj4;
12954 @end group
12955
12956 @group
12957 -- Ada source file:
12958 with Pack;
12959 procedure Foo_Main is
12960    ...
12961 end Foo_Main;
12962 @end group
12963 @end smallexample
12964
12965 If the command is
12966 @smallexample
12967 gnatmake ^-PProj4^/PROJECT_FILE=PROJ4^ foo_main.adb -cargs -gnato
12968 @end smallexample
12969
12970 @noindent
12971 then the ^switches^switches^ passed to the compiler for @file{foo_main.adb} are
12972 @option{^-g^-g^} (contributed by the package @code{Proj4.Builder}) and
12973 @option{^-gnato^-gnato^} (passed on the command line).
12974 When the imported package @code{Pack} is compiled, the ^switches^switches^ used
12975 are @option{^-g^-g^} from @code{Proj4.Builder},
12976 @option{^-gnata^-gnata^} (contributed from package @code{Proj3.Compiler},
12977 and @option{^-gnato^-gnato^} from the command line.
12978
12979 @noindent
12980 When using @command{gnatmake} with project files, some ^switches^switches^ or
12981 arguments may be expressed as relative paths. As the working directory where
12982 compilation occurs may change, these relative paths are converted to absolute
12983 paths. For the ^switches^switches^ found in a project file, the relative paths
12984 are relative to the project file directory, for the switches on the command
12985 line, they are relative to the directory where @command{gnatmake} is invoked.
12986 The ^switches^switches^ for which this occurs are:
12987 ^-I^-I^,
12988 ^-A^-A^,
12989 ^-L^-L^,
12990 ^-aO^-aO^,
12991 ^-aL^-aL^,
12992 ^-aI^-aI^, as well as all arguments that are not switches (arguments to
12993 ^switch^switch^
12994 ^-o^-o^, object files specified in package @code{Linker} or after
12995 -largs on the command line). The exception to this rule is the ^switch^switch^
12996 ^--RTS=^--RTS=^ for which a relative path argument is never converted.
12997
12998 @node Specifying Configuration Pragmas
12999 @subsubsection Specifying Configuration Pragmas
13000
13001 When using @command{gnatmake} with project files, if there exists a file
13002 @file{gnat.adc} that contains configuration pragmas, this file will be
13003 ignored.
13004
13005 Configuration pragmas can be defined by means of the following attributes in
13006 project files: @code{Global_Configuration_Pragmas} in package @code{Builder}
13007 and @code{Local_Configuration_Pragmas} in package @code{Compiler}.
13008
13009 Both these attributes are single string attributes. Their values is the path
13010 name of a file containing configuration pragmas. If a path name is relative,
13011 then it is relative to the project directory of the project file where the
13012 attribute is defined.
13013
13014 When compiling a source, the configuration pragmas used are, in order,
13015 those listed in the file designated by attribute
13016 @code{Global_Configuration_Pragmas} in package @code{Builder} of the main
13017 project file, if it is specified, and those listed in the file designated by
13018 attribute @code{Local_Configuration_Pragmas} in package @code{Compiler} of
13019 the project file of the source, if it exists.
13020
13021 @node Project Files and Main Subprograms
13022 @subsubsection Project Files and Main Subprograms
13023
13024 @noindent
13025 When using a project file, you can invoke @command{gnatmake}
13026 with one or several main subprograms, by specifying their source files on the
13027 command line.
13028
13029 @smallexample
13030     gnatmake ^-P^/PROJECT_FILE=^prj main1 main2 main3
13031 @end smallexample
13032
13033 @noindent
13034 Each of these needs to be a source file of the same project, except
13035 when the switch ^-u^/UNIQUE^ is used.
13036
13037 @noindent
13038 When ^-u^/UNIQUE^ is not used, all the mains need to be sources of the
13039 same project, one of the project in the tree rooted at the project specified
13040 on the command line. The package @code{Builder} of this common project, the
13041 "main project" is the one that is considered by @command{gnatmake}.
13042
13043 @noindent
13044 When ^-u^/UNIQUE^ is used, the specified source files may be in projects
13045 imported directly or indirectly by the project specified on the command line.
13046 Note that if such a source file is not part of the project specified on the
13047 command line, the ^switches^switches^ found in package @code{Builder} of the
13048 project specified on the command line, if any, that are transmitted
13049 to the compiler will still be used, not those found in the project file of
13050 the source file.
13051
13052 @noindent
13053 When using a project file, you can also invoke @command{gnatmake} without
13054 explicitly specifying any main, and the effect depends on whether you have
13055 defined the @code{Main} attribute.  This attribute has a string list value,
13056 where each element in the list is the name of a source file (the file
13057 extension is optional) that contains a unit that can be a main subprogram.
13058
13059 If the @code{Main} attribute is defined in a project file as a non-empty
13060 string list and the switch @option{^-u^/UNIQUE^} is not used on the command
13061 line, then invoking @command{gnatmake} with this project file but without any
13062 main on the command line is equivalent to invoking @command{gnatmake} with all
13063 the file names in the @code{Main} attribute on the command line.
13064
13065 Example:
13066 @smallexample @c projectfile
13067 @group
13068    project Prj is
13069       for Main use ("main1", "main2", "main3");
13070    end Prj;
13071 @end group
13072 @end smallexample
13073
13074 @noindent
13075 With this project file, @code{"gnatmake ^-Pprj^/PROJECT_FILE=PRJ^"}
13076 is equivalent to
13077 @code{"gnatmake ^-Pprj^/PROJECT_FILE=PRJ^ main1 main2 main3"}.
13078
13079 When the project attribute @code{Main} is not specified, or is specified
13080 as an empty string list, or when the switch @option{-u} is used on the command
13081 line, then invoking @command{gnatmake} with no main on the command line will
13082 result in all immediate sources of the project file being checked, and
13083 potentially recompiled. Depending on the presence of the switch @option{-u},
13084 sources from other project files on which the immediate sources of the main
13085 project file depend are also checked and potentially recompiled. In other
13086 words, the @option{-u} switch is applied to all of the immediate sources of the
13087 main project file.
13088
13089 When no main is specified on the command line and attribute @code{Main} exists
13090 and includes several mains, or when several mains are specified on the
13091 command line, the default ^switches^switches^ in package @code{Builder} will
13092 be used for all mains, even if there are specific ^switches^switches^
13093 specified for one or several mains.
13094
13095 But the ^switches^switches^ from package @code{Binder} or @code{Linker} will be
13096 the specific ^switches^switches^ for each main, if they are specified.
13097
13098 @node Library Project Files
13099 @subsubsection Library Project Files
13100
13101 @noindent
13102 When @command{gnatmake} is invoked with a main project file that is a library
13103 project file, it is not allowed to specify one or more mains on the command
13104 line.
13105
13106 @noindent
13107 When a library project file is specified, switches ^-b^/ACTION=BIND^ and
13108 ^-l^/ACTION=LINK^ have special meanings.
13109
13110 @itemize @bullet
13111 @item ^-b^/ACTION=BIND^ is only allwed for stand-alone libraries. It indicates
13112 to @command{gnatmake} that @command{gnatbind} should be invoked for the
13113 library.
13114
13115 @item ^-l^/ACTION=LINK^ may be used for all library projects. It indicates
13116 to @command{gnatmake} that the binder generated file should be compiled
13117 (in the case of a stand-alone library) and that the library should be built.
13118
13119 @end itemize
13120
13121 @node The GNAT Driver and Project Files
13122 @subsection The GNAT Driver and Project Files
13123
13124 @noindent
13125 A number of GNAT tools, other than @command{^gnatmake^gnatmake^}
13126 are project-aware:
13127 @command{^gnatbind^gnatbind^},
13128 @command{^gnatfind^gnatfind^},
13129 @command{^gnatlink^gnatlink^},
13130 @command{^gnatls^gnatls^},
13131 @command{^gnatelim^gnatelim^},
13132 @command{^gnatpp^gnatpp^},
13133 and @command{^gnatxref^gnatxref^}. However, none of these tools can be invoked
13134 directly with a project file switch (@option{^-P^/PROJECT_FILE=^}).
13135 They must be invoked through the @command{gnat} driver.
13136
13137 The @command{gnat} driver is a front-end that accepts a number of commands and
13138 call the corresponding tool. It has been designed initially for VMS to convert
13139 VMS style qualifiers to Unix style switches, but it is now available to all
13140 the GNAT supported platforms.
13141
13142 On non VMS platforms, the @command{gnat} driver accepts the following commands
13143 (case insensitive):
13144
13145 @itemize @bullet
13146 @item
13147 BIND to invoke @command{^gnatbind^gnatbind^}
13148 @item
13149 CHOP to invoke @command{^gnatchop^gnatchop^}
13150 @item
13151 CLEAN to invoke @command{^gnatclean^gnatclean^}
13152 @item
13153 COMP or COMPILE to invoke the compiler
13154 @item
13155 ELIM to invoke @command{^gnatelim^gnatelim^}
13156 @item
13157 FIND to invoke @command{^gnatfind^gnatfind^}
13158 @item
13159 KR or KRUNCH to invoke @command{^gnatkr^gnatkr^}
13160 @item
13161 LINK to invoke @command{^gnatlink^gnatlink^}
13162 @item
13163 LS or LIST to invoke @command{^gnatls^gnatls^}
13164 @item
13165 MAKE to invoke @command{^gnatmake^gnatmake^}
13166 @item
13167 NAME to invoke @command{^gnatname^gnatname^}
13168 @item
13169 PREP or PREPROCESS to invoke @command{^gnatprep^gnatprep^}
13170 @item
13171 PP or PRETTY to invoke @command{^gnatpp^gnatpp^}
13172 @item
13173 STUB to invoke @command{^gnatstub^gnatstub^}
13174 @item
13175 XREF to invoke @command{^gnatxref^gnatxref^}
13176 @end itemize
13177
13178 @noindent
13179 Note that the compiler is invoked using the command
13180 @command{^gnatmake -f -u -c^gnatmake -f -u -c^}.
13181
13182 @noindent
13183 The command may be followed by switches and arguments for the invoked
13184 tool.
13185
13186 @smallexample
13187   gnat bind -C main.ali
13188   gnat ls -a main
13189   gnat chop foo.txt
13190 @end smallexample
13191
13192 @noindent
13193 Switches may also be put in text files, one switch per line, and the text
13194 files may be specified with their path name preceded by '@@'.
13195
13196 @smallexample
13197    gnat bind @@args.txt main.ali
13198 @end smallexample
13199
13200 @noindent
13201 In addition, for command BIND, COMP or COMPILE, FIND, ELIM, LS or LIST, LINK,
13202 PP or PRETTY and XREF, the project file related switches
13203 (@option{^-P^/PROJECT_FILE^},
13204 @option{^-X^/EXTERNAL_REFERENCE^} and
13205 @option{^-vP^/MESSAGES_PROJECT_FILE=^x}) may be used in addition to
13206 the switches of the invoking tool.
13207
13208 @noindent
13209 When GNAT PP or GNAT PRETTY is used with a project file, but with no source
13210 specified on the command line, it invokes @command{^gnatpp^gnatpp^} with all
13211 the immediate sources of the specified project file.
13212
13213 @noindent
13214 For each of these commands, there is optionally a corresponding  package
13215 in the main project.
13216
13217 @itemize @bullet
13218 @item
13219 package @code{Binder} for command BIND (invoking @code{^gnatbind^gnatbind^})
13220
13221 @item
13222 package @code{Compiler} for command COMP or COMPILE (invoking the compiler)
13223
13224 @item
13225 package @code{Finder} for command FIND (invoking @code{^gnatfind^gnatfind^})
13226
13227 @item
13228 package @code{Eliminate} for command ELIM (invoking
13229 @code{^gnatelim^gnatelim^})
13230
13231 @item
13232 package @code{Gnatls} for command LS or LIST (invoking @code{^gnatls^gnatls^})
13233
13234 @item
13235 package @code{Linker} for command LINK (invoking @code{^gnatlink^gnatlink^})
13236
13237 @item
13238 package @code{Pretty_Printer} for command PP or PRETTY
13239 (invoking @code{^gnatpp^gnatpp^})
13240
13241 @item
13242 package @code{Cross_Reference} for command XREF (invoking
13243 @code{^gnatxref^gnatxref^})
13244
13245 @end itemize
13246
13247 @noindent
13248 Package @code{Gnatls} has a unique attribute @code{^Switches^Switches^},
13249 a simple variable with a string list value. It contains ^switches^switches^
13250 for the invocation of @code{^gnatls^gnatls^}.
13251
13252 @smallexample @c projectfile
13253 @group
13254 project Proj1 is
13255    package gnatls is
13256       for ^Switches^Switches^
13257           use ("^-a^-a^",
13258                "^-v^-v^");
13259    end gnatls;
13260 end Proj1;
13261 @end group
13262 @end smallexample
13263
13264 @noindent
13265 All other packages have two attribute @code{^Switches^Switches^} and
13266 @code{^Default_Switches^Default_Switches^}.
13267
13268 @noindent
13269 @code{^Switches^Switches^} is an associated array attribute, indexed by the
13270 source file name, that has a string list value: the ^switches^switches^ to be
13271 used when the tool corresponding to the package is invoked for the specific
13272 source file.
13273
13274 @noindent
13275 @code{^Default_Switches^Default_Switches^} is an associative array attribute,
13276 indexed by  the programming language that has a string list value.
13277 @code{^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")} contains the
13278 ^switches^switches^ for the invocation of the tool corresponding
13279 to the package, except if a specific @code{^Switches^Switches^} attribute
13280 is specified for the source file.
13281
13282 @smallexample @c projectfile
13283 @group
13284 project Proj is
13285
13286    for Source_Dirs use ("./**");
13287
13288    package gnatls is
13289       for ^Switches^Switches^ use
13290           ("^-a^-a^",
13291            "^-v^-v^");
13292    end gnatls;
13293 @end group
13294 @group
13295
13296    package Compiler is
13297       for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
13298           use ("^-gnatv^-gnatv^",
13299                "^-gnatwa^-gnatwa^");
13300    end Binder;
13301 @end group
13302 @group
13303
13304    package Binder is
13305       for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
13306           use ("^-C^-C^",
13307                "^-e^-e^");
13308    end Binder;
13309 @end group
13310 @group
13311
13312    package Linker is
13313       for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
13314           use ("^-C^-C^");
13315       for ^Switches^Switches^ ("main.adb")
13316           use ("^-C^-C^",
13317                "^-v^-v^",
13318                "^-v^-v^");
13319    end Linker;
13320 @end group
13321 @group
13322
13323    package Finder is
13324       for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
13325            use ("^-a^-a^",
13326                 "^-f^-f^");
13327    end Finder;
13328 @end group
13329 @group
13330
13331    package Cross_Reference is
13332       for ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
13333           use ("^-a^-a^",
13334                "^-f^-f^",
13335                "^-d^-d^",
13336                "^-u^-u^");
13337    end Cross_Reference;
13338 end Proj;
13339 @end group
13340 @end smallexample
13341
13342 @noindent
13343 With the above project file, commands such as
13344
13345 @smallexample
13346    ^gnat comp -Pproj main^GNAT COMP /PROJECT_FILE=PROJ MAIN^
13347    ^gnat ls -Pproj main^GNAT LIST /PROJECT_FILE=PROJ MAIN^
13348    ^gnat xref -Pproj main^GNAT XREF /PROJECT_FILE=PROJ MAIN^
13349    ^gnat bind -Pproj main.ali^GNAT BIND /PROJECT_FILE=PROJ MAIN.ALI^
13350    ^gnat link -Pproj main.ali^GNAT LINK /PROJECT_FILE=PROJ MAIN.ALI^
13351 @end smallexample
13352
13353 @noindent
13354 will set up the environment properly and invoke the tool with the switches
13355 found in the package corresponding to the tool:
13356 @code{^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")} for all tools,
13357 except @code{^Switches^Switches^ ("main.adb")}
13358 for @code{^gnatlink^gnatlink^}.
13359
13360 @ifclear vms
13361 @node Glide and Project Files
13362 @subsection Glide and Project Files
13363
13364 @noindent
13365 Glide will automatically recognize the @file{.gpr} extension for
13366 project files, and will
13367 convert them to its own internal format automatically. However, it
13368 doesn't provide a syntax-oriented editor for modifying these
13369 files.
13370 The project file will be loaded as text when you select the menu item
13371 @code{Ada} @result{} @code{Project} @result{} @code{Edit}.
13372 You can edit this text and save the @file{gpr} file;
13373 when you next select this project file in Glide it
13374 will be automatically reloaded.
13375 @end ifclear
13376
13377 @c **********************
13378 @node An Extended Example
13379 @section An Extended Example
13380
13381 @noindent
13382 Suppose that we have two programs, @var{prog1} and @var{prog2},
13383 whose sources are in corresponding directories. We would like
13384 to build them with a single @command{gnatmake} command, and we want to place
13385 their object files into @file{build} subdirectories of the source directories.
13386 Furthermore, we want to have to have two separate subdirectories
13387 in @file{build}  -- @file{release} and @file{debug} -- which will contain
13388 the object files compiled with different set of compilation flags.
13389
13390 In other words, we have the following structure:
13391
13392 @smallexample
13393 @group
13394    main
13395      |- prog1
13396      |    |- build
13397      |         | debug
13398      |         | release
13399      |- prog2
13400           |- build
13401                | debug
13402                | release
13403 @end group
13404 @end smallexample
13405
13406 @noindent
13407 Here are the project files that we must place in a directory @file{main}
13408 to maintain this structure:
13409
13410 @enumerate
13411
13412 @item We create a @code{Common} project with a package @code{Compiler} that
13413 specifies the compilation ^switches^switches^:
13414
13415 @smallexample
13416 File "common.gpr":
13417 @group
13418 @b{project} Common @b{is}
13419
13420    @b{for} Source_Dirs @b{use} (); -- No source files
13421 @end group
13422
13423 @group
13424    @b{type} Build_Type @b{is} ("release", "debug");
13425    Build : Build_Type := External ("BUILD", "debug");
13426 @end group
13427 @group
13428    @b{package} Compiler @b{is}
13429       @b{case} Build @b{is}
13430          @b{when} "release" =>
13431            @b{for} ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
13432                    @b{use} ("^-O2^-O2^");
13433          @b{when} "debug"   =>
13434            @b{for} ^Default_Switches^Default_Switches^ ("Ada")
13435                    @b{use} ("^-g^-g^");
13436       @b{end case};
13437    @b{end} Compiler;
13438
13439 @b{end} Common;
13440 @end group
13441 @end smallexample
13442
13443 @item We create separate projects for the two programs:
13444
13445 @smallexample
13446 @group
13447 File "prog1.gpr":
13448
13449 @b{with} "common";
13450 @b{project} Prog1 @b{is}
13451
13452     @b{for} Source_Dirs @b{use} ("prog1");
13453     @b{for} Object_Dir  @b{use} "prog1/build/" & Common.Build;
13454
13455     @b{package} Compiler @b{renames} Common.Compiler;
13456
13457 @b{end} Prog1;
13458 @end group
13459 @end smallexample
13460
13461 @smallexample
13462 @group
13463 File "prog2.gpr":
13464
13465 @b{with} "common";
13466 @b{project} Prog2 @b{is}
13467
13468     @b{for} Source_Dirs @b{use} ("prog2");
13469     @b{for} Object_Dir  @b{use} "prog2/build/" & Common.Build;
13470
13471     @b{package} Compiler @b{renames} Common.Compiler;
13472
13473 @end group
13474 @b{end} Prog2;
13475 @end smallexample
13476
13477 @item We create a wrapping project @code{Main}:
13478
13479 @smallexample
13480 @group
13481 File "main.gpr":
13482
13483 @b{with} "common";
13484 @b{with} "prog1";
13485 @b{with} "prog2";
13486 @b{project} Main @b{is}
13487
13488    @b{package} Compiler @b{renames} Common.Compiler;
13489
13490 @b{end} Main;
13491 @end group
13492 @end smallexample
13493
13494 @item Finally we need to create a dummy procedure that @code{with}s (either
13495 explicitly or implicitly) all the sources of our two programs.
13496
13497 @end enumerate
13498
13499 @noindent
13500 Now we can build the programs using the command
13501
13502 @smallexample
13503    gnatmake ^-P^/PROJECT_FILE=^main dummy
13504 @end smallexample
13505
13506 @noindent
13507 for the Debug mode, or
13508
13509 @ifclear vms
13510 @smallexample
13511    gnatmake -Pmain -XBUILD=release
13512 @end smallexample
13513 @end ifclear
13514
13515 @ifset vms
13516 @smallexample
13517    GNAT MAKE /PROJECT_FILE=main /EXTERNAL_REFERENCE=BUILD=release
13518 @end smallexample
13519 @end ifset
13520
13521 @noindent
13522 for the Release mode.
13523
13524 @c ********************************
13525 @c * Project File Complete Syntax *
13526 @c ********************************
13527
13528 @node Project File Complete Syntax
13529 @section Project File Complete Syntax
13530
13531 @smallexample
13532 project ::=
13533   context_clause project_declaration
13534
13535 context_clause ::=
13536   @{with_clause@}
13537
13538 with_clause ::=
13539   @b{with} path_name @{ , path_name @} ;
13540
13541 path_name ::=
13542    string_literal
13543
13544 project_declaration ::=
13545   simple_project_declaration | project_extension
13546
13547 simple_project_declaration ::=
13548   @b{project} <project_>simple_name @b{is}
13549     @{declarative_item@}
13550   @b{end} <project_>simple_name;
13551
13552 project_extension ::=
13553   @b{project} <project_>simple_name  @b{extends} path_name @b{is}
13554     @{declarative_item@}
13555   @b{end} <project_>simple_name;
13556
13557 declarative_item ::=
13558   package_declaration |
13559   typed_string_declaration |
13560   other_declarative_item
13561
13562 package_declaration ::=
13563   package_specification | package_renaming
13564
13565 package_specification ::=
13566   @b{package} package_identifier @b{is}
13567     @{simple_declarative_item@}
13568   @b{end} package_identifier ;
13569
13570 package_identifier ::=
13571   @code{Naming} | @code{Builder} | @code{Compiler} | @code{Binder} |
13572   @code{Linker} | @code{Finder}  | @code{Cross_Reference} |
13573   @code{^gnatls^gnatls^} | @code{IDE}     | @code{Pretty_Printer}
13574
13575 package_renaming ::==
13576   @b{package} package_identifier @b{renames}
13577        <project_>simple_name.package_identifier ;
13578
13579 typed_string_declaration ::=
13580   @b{type} <typed_string_>_simple_name @b{is}
13581    ( string_literal @{, string_literal@} );
13582
13583 other_declarative_item ::=
13584   attribute_declaration |
13585   typed_variable_declaration |
13586   variable_declaration |
13587   case_construction
13588
13589 attribute_declaration ::=
13590   full_associative_array_declaration |
13591   @b{for} attribute_designator @b{use} expression ;
13592
13593 full_associative_array_declaration ::=
13594   @b{for} <associative_array_attribute_>simple_name @b{use}
13595   <project_>simple_name [ . <package_>simple_Name ] ' <attribute_>simple_name ;
13596
13597 attribute_designator ::=
13598   <simple_attribute_>simple_name |
13599   <associative_array_attribute_>simple_name ( string_literal )
13600
13601 typed_variable_declaration ::=
13602   <typed_variable_>simple_name : <typed_string_>name :=  string_expression ;
13603
13604 variable_declaration ::=
13605   <variable_>simple_name := expression;
13606
13607 expression ::=
13608   term @{& term@}
13609
13610 term ::=
13611   literal_string |
13612   string_list |
13613   <variable_>name |
13614   external_value |
13615   attribute_reference
13616
13617 string_literal ::=
13618   (same as Ada)
13619
13620 string_list ::=
13621   ( <string_>expression @{ , <string_>expression @} )
13622
13623 external_value ::=
13624   @b{external} ( string_literal [, string_literal] )
13625
13626 attribute_reference ::=
13627   attribute_prefix ' <simple_attribute_>simple_name [ ( literal_string ) ]
13628
13629 attribute_prefix ::=
13630   @b{project} |
13631   <project_>simple_name | package_identifier |
13632   <project_>simple_name . package_identifier
13633
13634 case_construction ::=
13635   @b{case} <typed_variable_>name @b{is}
13636     @{case_item@}
13637   @b{end case} ;
13638
13639 case_item ::=
13640   @b{when} discrete_choice_list =>
13641       @{case_construction | attribute_declaration@}
13642
13643 discrete_choice_list ::=
13644   string_literal @{| string_literal@} |
13645   @b{others}
13646
13647 name ::=
13648   simple_name @{. simple_name@}
13649
13650 simple_name ::=
13651   identifier (same as Ada)
13652
13653 @end smallexample
13654
13655
13656 @node The Cross-Referencing Tools gnatxref and gnatfind
13657 @chapter  The Cross-Referencing Tools @code{gnatxref} and @code{gnatfind}
13658 @findex gnatxref
13659 @findex gnatfind
13660
13661 @noindent
13662 The compiler generates cross-referencing information (unless
13663 you set the @samp{-gnatx} switch), which are saved in the @file{.ali} files.
13664 This information indicates where in the source each entity is declared and
13665 referenced. Note that entities in package Standard are not included, but
13666 entities in all other predefined units are included in the output.
13667
13668 Before using any of these two tools, you need to compile successfully your
13669 application, so that GNAT gets a chance to generate the cross-referencing
13670 information.
13671
13672 The two tools @code{gnatxref} and @code{gnatfind} take advantage of this
13673 information to provide the user with the capability to easily locate the
13674 declaration and references to an entity. These tools are quite similar,
13675 the difference being that @code{gnatfind} is intended for locating
13676 definitions and/or references to a specified entity or entities, whereas
13677 @code{gnatxref} is oriented to generating a full report of all
13678 cross-references.
13679
13680 To use these tools, you must not compile your application using the
13681 @option{-gnatx} switch on the @file{gnatmake} command line
13682 (see @ref{The GNAT Make Program gnatmake}). Otherwise, cross-referencing
13683 information will not be generated.
13684
13685 @menu
13686 * gnatxref Switches::
13687 * gnatfind Switches::
13688 * Project Files for gnatxref and gnatfind::
13689 * Regular Expressions in gnatfind and gnatxref::
13690 * Examples of gnatxref Usage::
13691 * Examples of gnatfind Usage::
13692 @end menu
13693
13694 @node gnatxref Switches
13695 @section @code{gnatxref} Switches
13696
13697 @noindent
13698 The command invocation for @code{gnatxref} is:
13699 @smallexample
13700 $ gnatxref [switches] sourcefile1 [sourcefile2 ...]
13701 @end smallexample
13702
13703 @noindent
13704 where
13705
13706 @table @code
13707 @item sourcefile1, sourcefile2
13708 identifies the source files for which a report is to be generated. The
13709 ``with''ed units will be processed too. You must provide at least one file.
13710
13711 These file names are considered to be regular expressions, so for instance
13712 specifying @file{source*.adb} is the same as giving every file in the current
13713 directory whose name starts with @file{source} and whose extension is
13714 @file{adb}.
13715
13716 @end table
13717
13718 @noindent
13719 The switches can be :
13720 @table @option
13721 @c !sort!
13722 @item ^-a^/ALL_FILES^
13723 @cindex @option{^-a^/ALL_FILES^} (@command{gnatxref})
13724 If this switch is present, @code{gnatfind} and @code{gnatxref} will parse
13725 the read-only files found in the library search path. Otherwise, these files
13726 will be ignored. This option can be used to protect Gnat sources or your own
13727 libraries from being parsed, thus making @code{gnatfind} and @code{gnatxref}
13728 much faster, and their output much smaller. Read-only here refers to access
13729 or permissions status in the file system for the current user.
13730
13731 @item -aIDIR
13732 @cindex @option{-aIDIR} (@command{gnatxref})
13733 When looking for source files also look in directory DIR. The order in which
13734 source file search is undertaken is the same as for @file{gnatmake}.
13735
13736 @item -aODIR
13737 @cindex @option{-aODIR} (@command{gnatxref})
13738 When searching for library and object files, look in directory
13739 DIR. The order in which library files are searched is the same as for
13740 @file{gnatmake}.
13741
13742 @item -nostdinc
13743 @cindex @option{-nostdinc} (@command{gnatxref})
13744 Do not look for sources in the system default directory.
13745
13746 @item -nostdlib
13747 @cindex @option{-nostdlib} (@command{gnatxref})
13748 Do not look for library files in the system default directory.
13749
13750 @item --RTS=@var{rts-path}
13751 @cindex @option{--RTS} (@command{gnatxref})
13752 Specifies the default location of the runtime library. Same meaning as the
13753 equivalent @code{gnatmake} flag (see @ref{Switches for gnatmake}).
13754
13755 @item ^-d^/DERIVED_TYPES^
13756 @cindex @option{^-d^/DERIVED_TYPES^} (@command{gnatxref})
13757 If this switch is set @code{gnatxref} will output the parent type
13758 reference for each matching derived types.
13759
13760 @item ^-f^/FULL_PATHNAME^
13761 @cindex @option{^-f^/FULL_PATHNAME^} (@command{gnatxref})
13762 If this switch is set, the output file names will be preceded by their
13763 directory (if the file was found in the search path). If this switch is
13764 not set, the directory will not be printed.
13765
13766 @item ^-g^/IGNORE_LOCALS^
13767 @cindex @option{^-g^/IGNORE_LOCALS^} (@command{gnatxref})
13768 If this switch is set, information is output only for library-level
13769 entities, ignoring local entities. The use of this switch may accelerate
13770 @code{gnatfind} and @code{gnatxref}.
13771
13772 @item -IDIR
13773 @cindex @option{-IDIR} (@command{gnatxref})
13774 Equivalent to @samp{-aODIR -aIDIR}.
13775
13776 @item -pFILE
13777 @cindex @option{-pFILE} (@command{gnatxref})
13778 Specify a project file to use @xref{Project Files}. These project files are
13779 the @file{.adp} files used by Glide. If you need to use the @file{.gpr}
13780 project files, you should use gnatxref through the GNAT driver
13781 (@command{gnat xref -Pproject}).
13782
13783 By default, @code{gnatxref} and @code{gnatfind} will try to locate a
13784 project file in the current directory.
13785
13786 If a project file is either specified or found by the tools, then the content
13787 of the source directory and object directory lines are added as if they
13788 had been specified respectively by @samp{^-aI^/SOURCE_SEARCH^}
13789 and @samp{^-aO^OBJECT_SEARCH^}.
13790 @item ^-u^/UNUSED^
13791 Output only unused symbols. This may be really useful if you give your
13792 main compilation unit on the command line, as @code{gnatxref} will then
13793 display every unused entity and 'with'ed package.
13794
13795 @ifclear vms
13796 @item -v
13797 Instead of producing the default output, @code{gnatxref} will generate a
13798 @file{tags} file that can be used by vi. For examples how to use this
13799 feature, see @xref{Examples of gnatxref Usage}. The tags file is output
13800 to the standard output, thus you will have to redirect it to a file.
13801 @end ifclear
13802
13803 @end table
13804
13805 @noindent
13806 All these switches may be in any order on the command line, and may even
13807 appear after the file names. They need not be separated by spaces, thus
13808 you can say @samp{gnatxref ^-ag^/ALL_FILES/IGNORE_LOCALS^} instead of
13809 @samp{gnatxref ^-a -g^/ALL_FILES /IGNORE_LOCALS^}.
13810
13811 @node gnatfind Switches
13812 @section @code{gnatfind} Switches
13813
13814 @noindent
13815 The command line for @code{gnatfind} is:
13816
13817 @smallexample
13818 $ gnatfind [switches] pattern[:sourcefile[:line[:column]]]
13819       [file1 file2 ...]
13820 @end smallexample
13821
13822 @noindent
13823 where
13824
13825 @table @code
13826 @item pattern
13827 An entity will be output only if it matches the regular expression found
13828 in @samp{pattern}, see @xref{Regular Expressions in gnatfind and gnatxref}.
13829
13830 Omitting the pattern is equivalent to specifying @samp{*}, which
13831 will match any entity. Note that if you do not provide a pattern, you
13832 have to provide both a sourcefile and a line.
13833
13834 Entity names are given in Latin-1, with uppercase/lowercase equivalence
13835 for matching purposes. At the current time there is no support for
13836 8-bit codes other than Latin-1, or for wide characters in identifiers.
13837
13838 @item sourcefile
13839 @code{gnatfind} will look for references, bodies or declarations
13840 of symbols referenced in @file{sourcefile}, at line @samp{line}
13841 and column @samp{column}. See @pxref{Examples of gnatfind Usage}
13842 for syntax examples.
13843
13844 @item line
13845 is a decimal integer identifying the line number containing
13846 the reference to the entity (or entities) to be located.
13847
13848 @item column
13849 is a decimal integer identifying the exact location on the
13850 line of the first character of the identifier for the
13851 entity reference. Columns are numbered from 1.
13852
13853 @item file1 file2 ...
13854 The search will be restricted to these source files. If none are given, then
13855 the search will be done for every library file in the search path.
13856 These file must appear only after the pattern or sourcefile.
13857
13858 These file names are considered to be regular expressions, so for instance
13859 specifying 'source*.adb' is the same as giving every file in the current
13860 directory whose name starts with 'source' and whose extension is 'adb'.
13861
13862 The location of the spec of the entity will always be displayed, even if it
13863 isn't in one of file1, file2,... The occurrences of the entity in the
13864 separate units of the ones given on the command line will also be displayed.
13865
13866 Note that if you specify at least one file in this part, @code{gnatfind} may
13867 sometimes not be able to find the body of the subprograms...
13868
13869 @end table
13870
13871 @noindent
13872 At least one of 'sourcefile' or 'pattern' has to be present on
13873 the command line.
13874
13875 The following switches are available:
13876 @table @option
13877 @c !sort!
13878
13879 @item ^-a^/ALL_FILES^
13880 @cindex @option{^-a^/ALL_FILES^} (@command{gnatfind})
13881 If this switch is present, @code{gnatfind} and @code{gnatxref} will parse
13882 the read-only files found in the library search path. Otherwise, these files
13883 will be ignored. This option can be used to protect Gnat sources or your own
13884 libraries from being parsed, thus making @code{gnatfind} and @code{gnatxref}
13885 much faster, and their output much smaller. Read-only here refers to access
13886 or permission status in the file system for the current user.
13887
13888 @item -aIDIR
13889 @cindex @option{-aIDIR} (@command{gnatfind})
13890 When looking for source files also look in directory DIR. The order in which
13891 source file search is undertaken is the same as for @file{gnatmake}.
13892
13893 @item -aODIR
13894 @cindex @option{-aODIR} (@command{gnatfind})
13895 When searching for library and object files, look in directory
13896 DIR. The order in which library files are searched is the same as for
13897 @file{gnatmake}.
13898
13899 @item -nostdinc
13900 @cindex @option{-nostdinc} (@command{gnatfind})
13901 Do not look for sources in the system default directory.
13902
13903 @item -nostdlib
13904 @cindex @option{-nostdlib} (@command{gnatfind})
13905 Do not look for library files in the system default directory.
13906
13907 @item --RTS=@var{rts-path}
13908 @cindex @option{--RTS} (@command{gnatfind})
13909 Specifies the default location of the runtime library. Same meaning as the
13910 equivalent @code{gnatmake} flag (see @ref{Switches for gnatmake}).
13911
13912 @item ^-d^/DERIVED_TYPE_INFORMATION^
13913 @cindex @option{^-d^/DERIVED_TYPE_INFORMATION^} (@code{gnatfind})
13914 If this switch is set, then @code{gnatfind} will output the parent type
13915 reference for each matching derived types.
13916
13917 @item ^-e^/EXPRESSIONS^
13918 @cindex @option{^-e^/EXPRESSIONS^} (@command{gnatfind})
13919 By default, @code{gnatfind} accept the simple regular expression set for
13920 @samp{pattern}. If this switch is set, then the pattern will be
13921 considered as full Unix-style regular expression.
13922
13923 @item ^-f^/FULL_PATHNAME^
13924 @cindex @option{^-f^/FULL_PATHNAME^} (@command{gnatfind})
13925 If this switch is set, the output file names will be preceded by their
13926 directory (if the file was found in the search path). If this switch is
13927 not set, the directory will not be printed.
13928
13929 @item ^-g^/IGNORE_LOCALS^
13930 @cindex @option{^-g^/IGNORE_LOCALS^} (@command{gnatfind})
13931 If this switch is set, information is output only for library-level
13932 entities, ignoring local entities. The use of this switch may accelerate
13933 @code{gnatfind} and @code{gnatxref}.
13934
13935 @item -IDIR
13936 @cindex @option{-IDIR} (@command{gnatfind})
13937 Equivalent to @samp{-aODIR -aIDIR}.
13938
13939 @item -pFILE
13940 @cindex @option{-pFILE} (@command{gnatfind})
13941 Specify a project file (@pxref{Project Files}) to use.
13942 By default, @code{gnatxref} and @code{gnatfind} will try to locate a
13943 project file in the current directory.
13944
13945 If a project file is either specified or found by the tools, then the content
13946 of the source directory and object directory lines are added as if they
13947 had been specified respectively by @samp{^-aI^/SOURCE_SEARCH^} and
13948 @samp{^-aO^/OBJECT_SEARCH^}.
13949
13950 @item ^-r^/REFERENCES^
13951 @cindex @option{^-r^/REFERENCES^} (@command{gnatfind})
13952 By default, @code{gnatfind} will output only the information about the
13953 declaration, body or type completion of the entities. If this switch is
13954 set, the @code{gnatfind} will locate every reference to the entities in
13955 the files specified on the command line (or in every file in the search
13956 path if no file is given on the command line).
13957
13958 @item ^-s^/PRINT_LINES^
13959 @cindex @option{^-s^/PRINT_LINES^} (@command{gnatfind})
13960 If this switch is set, then @code{gnatfind} will output the content
13961 of the Ada source file lines were the entity was found.
13962
13963 @item ^-t^/TYPE_HIERARCHY^
13964 @cindex @option{^-t^/TYPE_HIERARCHY^} (@command{gnatfind})
13965 If this switch is set, then @code{gnatfind} will output the type hierarchy for
13966 the specified type. It act like -d option but recursively from parent
13967 type to parent type. When this switch is set it is not possible to
13968 specify more than one file.
13969
13970 @end table
13971
13972 @noindent
13973 All these switches may be in any order on the command line, and may even
13974 appear after the file names. They need not be separated by spaces, thus
13975 you can say @samp{gnatxref ^-ag^/ALL_FILES/IGNORE_LOCALS^} instead of
13976 @samp{gnatxref ^-a -g^/ALL_FILES /IGNORE_LOCALS^}.
13977
13978 As stated previously, gnatfind will search in every directory in the
13979 search path. You can force it to look only in the current directory if
13980 you specify @code{*} at the end of the command line.
13981
13982 @node Project Files for gnatxref and gnatfind
13983 @section Project Files for @command{gnatxref} and @command{gnatfind}
13984
13985 @noindent
13986 Project files allow a programmer to specify how to compile its
13987 application, where to find sources, etc.  These files are used
13988 @ifclear vms
13989 primarily by the Glide Ada mode, but they can also be used
13990 @end ifclear
13991 by the two tools
13992 @code{gnatxref} and @code{gnatfind}.
13993
13994 A project file name must end with @file{.gpr}. If a single one is
13995 present in the current directory, then @code{gnatxref} and @code{gnatfind} will
13996 extract the information from it. If multiple project files are found, none of
13997 them is read, and you have to use the @samp{-p} switch to specify the one
13998 you want to use.
13999
14000 The following lines can be included, even though most of them have default
14001 values which can be used in most cases.
14002 The lines can be entered in any order in the file.
14003 Except for @file{src_dir} and @file{obj_dir}, you can only have one instance of
14004 each line. If you have multiple instances, only the last one is taken into
14005 account.
14006
14007 @table @code
14008 @item src_dir=DIR
14009 [default: @code{"^./^[]^"}]
14010 specifies a directory where to look for source files. Multiple @code{src_dir}
14011 lines can be specified and they will be searched in the order they
14012 are specified.
14013
14014 @item obj_dir=DIR
14015 [default: @code{"^./^[]^"}]
14016 specifies a directory where to look for object and library files. Multiple
14017 @code{obj_dir} lines can be specified, and they will be searched in the order
14018 they are specified
14019
14020 @item comp_opt=SWITCHES
14021 [default: @code{""}]
14022 creates a variable which can be referred to subsequently by using
14023 the @code{$@{comp_opt@}} notation. This is intended to store the default
14024 switches given to @command{gnatmake} and @command{gcc}.
14025
14026 @item bind_opt=SWITCHES
14027 [default: @code{""}]
14028 creates a variable which can be referred to subsequently by using
14029 the @samp{$@{bind_opt@}} notation. This is intended to store the default
14030 switches given to @command{gnatbind}.
14031
14032 @item link_opt=SWITCHES
14033 [default: @code{""}]
14034 creates a variable which can be referred to subsequently by using
14035 the @samp{$@{link_opt@}} notation. This is intended to store the default
14036 switches given to @command{gnatlink}.
14037
14038 @item main=EXECUTABLE
14039 [default: @code{""}]
14040 specifies the name of the executable for the application. This variable can
14041 be referred to in the following lines by using the @samp{$@{main@}} notation.
14042
14043 @ifset vms
14044 @item comp_cmd=COMMAND
14045 [default: @code{"GNAT COMPILE /SEARCH=$@{src_dir@} /DEBUG /TRY_SEMANTICS"}]
14046 @end ifset
14047 @ifclear vms
14048 @item comp_cmd=COMMAND
14049 [default: @code{"gcc -c -I$@{src_dir@} -g -gnatq"}]
14050 @end ifclear
14051 specifies the command used to compile a single file in the application.
14052
14053 @ifset vms
14054 @item make_cmd=COMMAND
14055 [default: @code{"GNAT MAKE $@{main@}
14056 /SOURCE_SEARCH=$@{src_dir@} /OBJECT_SEARCH=$@{obj_dir@}
14057 /DEBUG /TRY_SEMANTICS /COMPILER_QUALIFIERS $@{comp_opt@}
14058 /BINDER_QUALIFIERS $@{bind_opt@} /LINKER_QUALIFIERS $@{link_opt@}"}]
14059 @end ifset
14060 @ifclear vms
14061 @item make_cmd=COMMAND
14062 [default: @code{"gnatmake $@{main@} -aI$@{src_dir@}
14063  -aO$@{obj_dir@} -g -gnatq -cargs $@{comp_opt@}
14064  -bargs $@{bind_opt@} -largs $@{link_opt@}"}]
14065 @end ifclear
14066 specifies the command used to recompile the whole application.
14067
14068 @item run_cmd=COMMAND
14069 [default: @code{"$@{main@}"}]
14070 specifies the command used to run the application.
14071
14072 @item debug_cmd=COMMAND
14073 [default: @code{"gdb $@{main@}"}]
14074 specifies the command used to debug the application
14075
14076 @end table
14077
14078 @noindent
14079 @command{gnatxref} and @command{gnatfind} only take into account the
14080 @code{src_dir} and @code{obj_dir} lines, and ignore the others.
14081
14082 @node Regular Expressions in gnatfind and gnatxref
14083 @section  Regular Expressions in @code{gnatfind} and @code{gnatxref}
14084
14085 @noindent
14086 As specified in the section about @command{gnatfind}, the pattern can be a
14087 regular expression. Actually, there are to set of regular expressions
14088 which are recognized by the program :
14089
14090 @table @code
14091 @item globbing patterns
14092 These are the most usual regular expression. They are the same that you
14093 generally used in a Unix shell command line, or in a DOS session.
14094
14095 Here is a more formal grammar :
14096 @smallexample
14097 @group
14098 @iftex
14099 @leftskip=.5cm
14100 @end iftex
14101 regexp ::= term
14102 term   ::= elmt            -- matches elmt
14103 term   ::= elmt elmt       -- concatenation (elmt then elmt)
14104 term   ::= *               -- any string of 0 or more characters
14105 term   ::= ?               -- matches any character
14106 term   ::= [char @{char@}] -- matches any character listed
14107 term   ::= [char - char]   -- matches any character in range
14108 @end group
14109 @end smallexample
14110
14111 @item full regular expression
14112 The second set of regular expressions is much more powerful. This is the
14113 type of regular expressions recognized by utilities such a @file{grep}.
14114
14115 The following is the form of a regular expression, expressed in Ada
14116 reference manual style BNF is as follows
14117
14118 @smallexample
14119 @iftex
14120 @leftskip=.5cm
14121 @end iftex
14122 @group
14123 regexp ::= term @{| term@} -- alternation (term or term ...)
14124
14125 term ::= item @{item@}     -- concatenation (item then item)
14126
14127 item ::= elmt              -- match elmt
14128 item ::= elmt *            -- zero or more elmt's
14129 item ::= elmt +            -- one or more elmt's
14130 item ::= elmt ?            -- matches elmt or nothing
14131 @end group
14132 @group
14133 elmt ::= nschar            -- matches given character
14134 elmt ::= [nschar @{nschar@}]   -- matches any character listed
14135 elmt ::= [^^^ nschar @{nschar@}] -- matches any character not listed
14136 elmt ::= [char - char]     -- matches chars in given range
14137 elmt ::= \ char            -- matches given character
14138 elmt ::= .                 -- matches any single character
14139 elmt ::= ( regexp )        -- parens used for grouping
14140
14141 char ::= any character, including special characters
14142 nschar ::= any character except ()[].*+?^^^
14143 @end group
14144 @end smallexample
14145
14146 Following are a few examples :
14147
14148 @table @samp
14149 @item abcde|fghi
14150 will match any of the two strings 'abcde' and 'fghi'.
14151
14152 @item abc*d
14153 will match any string like 'abd', 'abcd', 'abccd', 'abcccd', and so on
14154
14155 @item [a-z]+
14156 will match any string which has only lowercase characters in it (and at
14157 least one character
14158
14159 @end table
14160 @end table
14161
14162 @node Examples of gnatxref Usage
14163 @section Examples of @code{gnatxref} Usage
14164
14165 @subsection General Usage
14166
14167 @noindent
14168 For the following examples, we will consider the following units :
14169
14170 @smallexample @c ada
14171 @group
14172 @cartouche
14173 main.ads:
14174 1: with Bar;
14175 2: package Main is
14176 3:     procedure Foo (B : in Integer);
14177 4:     C : Integer;
14178 5: private
14179 6:     D : Integer;
14180 7: end Main;
14181
14182 main.adb:
14183 1: package body Main is
14184 2:     procedure Foo (B : in Integer) is
14185 3:     begin
14186 4:        C := B;
14187 5:        D := B;
14188 6:        Bar.Print (B);
14189 7:        Bar.Print (C);
14190 8:     end Foo;
14191 9: end Main;
14192
14193 bar.ads:
14194 1: package Bar is
14195 2:     procedure Print (B : Integer);
14196 3: end bar;
14197 @end cartouche
14198 @end group
14199 @end smallexample
14200
14201 @table @code
14202
14203 @noindent
14204 The first thing to do is to recompile your application (for instance, in
14205 that case just by doing a @samp{gnatmake main}, so that GNAT generates
14206 the cross-referencing information.
14207 You can then issue any of the following commands:
14208
14209 @item gnatxref main.adb
14210 @code{gnatxref} generates cross-reference information for main.adb
14211 and every unit 'with'ed by main.adb.
14212
14213 The output would be:
14214 @smallexample
14215 @iftex
14216 @leftskip=0cm
14217 @end iftex
14218 B                                                      Type: Integer
14219   Decl: bar.ads           2:22
14220 B                                                      Type: Integer
14221   Decl: main.ads          3:20
14222   Body: main.adb          2:20
14223   Ref:  main.adb          4:13     5:13     6:19
14224 Bar                                                    Type: Unit
14225   Decl: bar.ads           1:9
14226   Ref:  main.adb          6:8      7:8
14227        main.ads           1:6
14228 C                                                      Type: Integer
14229   Decl: main.ads          4:5
14230   Modi: main.adb          4:8
14231   Ref:  main.adb          7:19
14232 D                                                      Type: Integer
14233   Decl: main.ads          6:5
14234   Modi: main.adb          5:8
14235 Foo                                                    Type: Unit
14236   Decl: main.ads          3:15
14237   Body: main.adb          2:15
14238 Main                                                    Type: Unit
14239   Decl: main.ads          2:9
14240   Body: main.adb          1:14
14241 Print                                                   Type: Unit
14242   Decl: bar.ads           2:15
14243   Ref:  main.adb          6:12     7:12
14244 @end smallexample
14245
14246 @noindent
14247 that is the entity @code{Main} is declared in main.ads, line 2, column 9,
14248 its body is in main.adb, line 1, column 14 and is not referenced any where.
14249
14250 The entity @code{Print} is declared in bar.ads, line 2, column 15 and it
14251 it referenced in main.adb, line 6 column 12 and line 7 column 12.
14252
14253 @item gnatxref package1.adb package2.ads
14254 @code{gnatxref} will generates cross-reference information for
14255 package1.adb, package2.ads and any other package 'with'ed by any
14256 of these.
14257
14258 @end table
14259
14260 @ifclear vms
14261 @subsection Using gnatxref with vi
14262
14263 @code{gnatxref} can generate a tags file output, which can be used
14264 directly from @file{vi}. Note that the standard version of @file{vi}
14265 will not work properly with overloaded symbols. Consider using another
14266 free implementation of @file{vi}, such as @file{vim}.
14267
14268 @smallexample
14269 $ gnatxref -v gnatfind.adb > tags
14270 @end smallexample
14271
14272 @noindent
14273 will generate the tags file for @code{gnatfind} itself (if the sources
14274 are in the search path!).
14275
14276 From @file{vi}, you can then use the command @samp{:tag @i{entity}}
14277 (replacing @i{entity} by whatever you are looking for), and vi will
14278 display a new file with the corresponding declaration of entity.
14279 @end ifclear
14280
14281 @node Examples of gnatfind Usage
14282 @section Examples of @code{gnatfind} Usage
14283
14284 @table @code
14285
14286 @item gnatfind ^-f^/FULL_PATHNAME^ xyz:main.adb
14287 Find declarations for all entities xyz referenced at least once in
14288 main.adb. The references are search in every library file in the search
14289 path.
14290
14291 The directories will be printed as well (as the @samp{^-f^/FULL_PATHNAME^}
14292 switch is set)
14293
14294 The output will look like:
14295 @smallexample
14296 ^directory/^[directory]^main.ads:106:14: xyz <= declaration
14297 ^directory/^[directory]^main.adb:24:10: xyz <= body
14298 ^directory/^[directory]^foo.ads:45:23: xyz <= declaration
14299 @end smallexample
14300
14301 @noindent
14302 that is to say, one of the entities xyz found in main.adb is declared at
14303 line 12 of main.ads (and its body is in main.adb), and another one is
14304 declared at line 45 of foo.ads
14305
14306 @item gnatfind ^-fs^/FULL_PATHNAME/SOURCE_LINE^ xyz:main.adb
14307 This is the same command as the previous one, instead @code{gnatfind} will
14308 display the content of the Ada source file lines.
14309
14310 The output will look like:
14311
14312 @smallexample
14313 ^directory/^[directory]^main.ads:106:14: xyz <= declaration
14314    procedure xyz;
14315 ^directory/^[directory]^main.adb:24:10: xyz <= body
14316    procedure xyz is
14317 ^directory/^[directory]^foo.ads:45:23: xyz <= declaration
14318    xyz : Integer;
14319 @end smallexample
14320
14321 @noindent
14322 This can make it easier to find exactly the location your are looking
14323 for.
14324
14325 @item gnatfind ^-r^/REFERENCES^ "*x*":main.ads:123 foo.adb
14326 Find references to all entities containing an x that are
14327 referenced on line 123 of main.ads.
14328 The references will be searched only in main.ads and foo.adb.
14329
14330 @item gnatfind main.ads:123
14331 Find declarations and bodies for all entities that are referenced on
14332 line 123 of main.ads.
14333
14334 This is the same as @code{gnatfind "*":main.adb:123}.
14335
14336 @item gnatfind ^mydir/^[mydir]^main.adb:123:45
14337 Find the declaration for the entity referenced at column 45 in
14338 line 123 of file main.adb in directory mydir. Note that it
14339 is usual to omit the identifier name when the column is given,
14340 since the column position identifies a unique reference.
14341
14342 The column has to be the beginning of the identifier, and should not
14343 point to any character in the middle of the identifier.
14344
14345 @end table
14346
14347
14348 @c *********************************
14349 @node The GNAT Pretty-Printer gnatpp
14350 @chapter The GNAT Pretty-Printer @command{gnatpp}
14351 @findex gnatpp
14352 @cindex Pretty-Printer
14353
14354 @noindent
14355 ^The @command{gnatpp} tool^GNAT PRETTY^ is an ASIS-based utility
14356 for source reformatting / pretty-printing.
14357 It takes an Ada source file as input and generates a reformatted
14358 version as output.
14359 You can specify various style directives via switches; e.g.,
14360 identifier case conventions, rules of indentation, and comment layout.
14361
14362 To produce a reformatted file, @command{gnatpp} generates and uses the ASIS
14363 tree for the input source and thus requires the input to be syntactically and
14364 semantically legal.
14365 If this condition is not met, @command{gnatpp} will terminate with an
14366 error message; no output file will be generated.
14367
14368 If the compilation unit
14369 contained in the input source depends semantically upon units located
14370 outside the current directory, you have to provide the source search path
14371 when invoking @command{gnatpp}; see the description of the @command{gnatpp}
14372 switches below.
14373
14374 The @command{gnatpp} command has the form
14375
14376 @smallexample
14377 $ gnatpp [@var{switches}] @var{filename}
14378 @end smallexample
14379
14380 @noindent
14381 where
14382 @itemize @bullet
14383 @item
14384 @var{switches} is an optional sequence of switches defining such properties as
14385 the formatting rules, the source search path, and the destination for the
14386 output source file
14387
14388 @item
14389 @var{filename} is the name (including the extension) of the source file to
14390 reformat; ``wildcards'' or several file names on the same gnatpp command are
14391 allowed.  The file name may contain path information; it does not have to follow
14392 the GNAT file naming rules
14393 @end itemize
14394
14395
14396 @menu
14397 * Switches for gnatpp::
14398 * Formatting Rules::
14399 @end menu
14400
14401 @node Switches for gnatpp
14402 @section Switches for @command{gnatpp}
14403
14404 @noindent
14405 The following subsections describe the various switches accepted by
14406 @command{gnatpp}, organized by category.
14407
14408 @ifclear vms
14409 You specify a switch by supplying a name and generally also a value.
14410 In many cases the values for a switch with a given name are incompatible with
14411 each other
14412 (for example the switch that controls the casing of a reserved word may have
14413 exactly one value: upper case, lower case, or
14414 mixed case) and thus exactly one such switch can be in effect for an
14415 invocation of @command{gnatpp}.
14416 If more than one is supplied, the last one is used.
14417 However, some values for the same switch are mutually compatible.
14418 You may supply several such switches to @command{gnatpp}, but then
14419 each must be specified in full, with both the name and the value.
14420 Abbreviated forms (the name appearing once, followed by each value) are
14421 not permitted.
14422 For example, to set
14423 the alignment of the assignment delimiter both in declarations and in
14424 assignment statements, you must write @option{-A2A3}
14425 (or @option{-A2 -A3}), but not @option{-A23}.
14426 @end ifclear
14427
14428 @ifset vms
14429 In many cases the set of options for a given qualifier are incompatible with
14430 each other (for example the qualifier that controls the casing of a reserved
14431 word may have exactly one option, which specifies either upper case, lower
14432 case, or mixed case), and thus exactly one such option can be in effect for
14433 an invocation of @command{gnatpp}.
14434 If more than one is supplied, the last one is used.
14435 However, some qualifiers have options that are mutually compatible,
14436 and then you may then supply several such options when invoking
14437 @command{gnatpp}.
14438 @end ifset
14439
14440 In most cases, it is obvious whether or not the
14441 ^values for a switch with a given name^options for a given qualifier^
14442 are compatible with each other.
14443 When the semantics might not be evident, the summaries below explicitly
14444 indicate the effect.
14445
14446 @menu
14447 * Alignment Control::
14448 * Casing Control::
14449 * Construct Layout Control::
14450 * General Text Layout Control::
14451 * Other Formatting Options::
14452 * Setting the Source Search Path::
14453 * Output File Control::
14454 * Other gnatpp Switches::
14455 @end menu
14456
14457
14458 @node Alignment Control
14459 @subsection Alignment Control
14460 @cindex Alignment control in @command{gnatpp}
14461
14462 @noindent
14463 Programs can be easier to read if certain constructs are vertically aligned.
14464 By default all alignments are set ON.
14465 Through the @option{^-A0^/ALIGN=OFF^} switch you may reset the default to
14466 OFF, and then use one or more of the other
14467 ^@option{-A@var{n}} switches^@option{/ALIGN} options^
14468 to activate alignment for specific constructs.
14469
14470 @table @option
14471 @cindex @option{^-A@var{n}^/ALIGN^} (@command{gnatpp})
14472
14473 @ifset vms
14474 @item /ALIGN=ON
14475 Set all alignments to ON
14476 @end ifset
14477
14478 @item ^-A0^/ALIGN=OFF^
14479 Set all alignments to OFF
14480
14481 @item ^-A1^/ALIGN=COLONS^
14482 Align @code{:} in declarations
14483
14484 @item ^-A2^/ALIGN=DECLARATIONS^
14485 Align @code{:=} in initializations in declarations
14486
14487 @item ^-A3^/ALIGN=STATEMENTS^
14488 Align @code{:=} in assignment statements
14489
14490 @item ^-A4^/ALIGN=ARROWS^
14491 Align @code{=>} in associations
14492 @end table
14493
14494 @noindent
14495 The @option{^-A^/ALIGN^} switches are mutually compatible; any combination
14496 is allowed.
14497
14498
14499 @node Casing Control
14500 @subsection Casing Control
14501 @cindex Casing control in @command{gnatpp}
14502
14503 @noindent
14504 @command{gnatpp} allows you to specify the casing for reserved words,
14505 pragma names, attribute designators and identifiers.
14506 For identifiers you may define a
14507 general rule for name casing but also override this rule
14508 via a set of dictionary files.
14509
14510 Three types of casing are supported: lower case, upper case, and mixed case.
14511 Lower and upper case are self-explanatory (but since some letters in
14512 Latin1 and other GNAT-supported character sets
14513 exist only in lower-case form, an upper case conversion will have no
14514 effect on them.)
14515 ``Mixed case'' means that the first letter, and also each letter immediately
14516 following an underscore, are converted to their uppercase forms;
14517 all the other letters are converted to their lowercase forms.
14518
14519 @table @option
14520 @cindex @option{^-a@var{x}^/ATTRIBUTE^} (@command{gnatpp})
14521 @item ^-aL^/ATTRIBUTE_CASING=LOWER_CASE^
14522 Attribute designators are lower case
14523
14524 @item ^-aU^/ATTRIBUTE_CASING=UPPER_CASE^
14525 Attribute designators are upper case
14526
14527 @item ^-aM^/ATTRIBUTE_CASING=MIXED_CASE^
14528 Attribute designators are mixed case (this is the default)
14529
14530 @cindex @option{^-k@var{x}^/KEYWORD_CASING^} (@command{gnatpp})
14531 @item ^-kL^/KEYWORD_CASING=LOWER_CASE^
14532 Keywords (technically, these are known in Ada as @emph{reserved words}) are
14533 lower case (this is the default)
14534
14535 @item ^-kU^/KEYWORD_CASING=UPPER_CASE^
14536 Keywords are upper case
14537
14538 @cindex @option{^-n@var{x}^/NAME_CASING^} (@command{gnatpp})
14539 @item ^-nD^/NAME_CASING=AS_DECLARED^
14540 Name casing for defining occurrences are as they appear in the source file
14541 (this is the default)
14542
14543 @item ^-nU^/NAME_CASING=UPPER_CASE^
14544 Names are in upper case
14545
14546 @item ^-nL^/NAME_CASING=LOWER_CASE^
14547 Names are in lower case
14548
14549 @item ^-nM^/NAME_CASING=MIXED_CASE^
14550 Names are in mixed case
14551
14552 @cindex @option{^-p@var{x}^/PRAGMA_CASING^} (@command{gnatpp})
14553 @item ^-pL^/PRAGMA_CASING=LOWER_CASE^
14554 Pragma names are lower case
14555
14556 @item ^-pU^/PRAGMA_CASING=UPPER_CASE^
14557 Pragma names are upper case
14558
14559 @item ^-pM^/PRAGMA_CASING=MIXED_CASE^
14560 Pragma names are mixed case (this is the default)
14561
14562 @item ^-D@var{file}^/DICTIONARY=@var{file}^
14563 @cindex @option{^-D^/DICTIONARY^} (@command{gnatpp})
14564 Use @var{file} as a @emph{dictionary file} that defines
14565 the casing for a set of specified names,
14566 thereby overriding the effect on these names by
14567 any explicit or implicit
14568 ^-n^/NAME_CASING^ switch.
14569 To supply more than one dictionary file,
14570 use ^several @option{-D} switches^a list of files as options^.
14571
14572 @noindent
14573 @option{gnatpp} implicitly uses a @emph{default dictionary file}
14574 to define the casing for the Ada predefined names and
14575 the names declared in the GNAT libraries.
14576
14577 @item ^-D-^/SPECIFIC_CASING^
14578 @cindex @option{^-D-^/SPECIFIC_CASING^} (@command{gnatpp})
14579 Do not use the default dictionary file;
14580 instead, use the casing
14581 defined by a @option{^-n^/NAME_CASING^} switch and any explicit
14582 dictionary file(s)
14583 @end table
14584
14585 @noindent
14586 The structure of a dictionary file, and details on the conventions
14587 used in the default dictionary file, are defined in @ref{Name Casing}.
14588
14589 The @option{^-D-^/SPECIFIC_CASING^} and
14590 @option{^-D@var{file}^/DICTIONARY=@var{file}^} switches are mutually
14591 compatible.
14592
14593
14594 @node Construct Layout Control
14595 @subsection Construct Layout Control
14596 @cindex Layout control in @command{gnatpp}
14597
14598 @noindent
14599 This group of @command{gnatpp} switches controls the layout of comments and
14600 complex syntactic constructs.  See @ref{Formatting Comments}, for details
14601 on their effect.
14602
14603 @table @option
14604 @cindex @option{^-c@var{n}^/COMMENTS_LAYOUT^} (@command{gnatpp})
14605 @item ^-c1^/COMMENTS_LAYOUT=DEFAULT^
14606 GNAT-style comment line indentation (this is the default).
14607
14608 @item ^-c2^/COMMENTS_LAYOUT=STANDARD_INDENT^
14609 Reference-manual comment line indentation.
14610
14611 @item ^-c3^/COMMENTS_LAYOUT=GNAT_BEGINNING^
14612 GNAT-style comment beginning
14613
14614 @item ^-c4^/COMMENTS_LAYOUT=REFORMAT^
14615 Reformat comment blocks
14616
14617 @cindex @option{^-l@var{n}^/CONSTRUCT_LAYOUT^} (@command{gnatpp})
14618 @item ^-l1^/CONSTRUCT_LAYOUT=GNAT^
14619 GNAT-style layout (this is the default)
14620
14621 @item ^-l2^/CONSTRUCT_LAYOUT=COMPACT^
14622 Compact layout
14623
14624 @item ^-l3^/CONSTRUCT_LAYOUT=UNCOMPACT^
14625 Uncompact layout
14626
14627 @item ^-notab^/NOTABS^
14628 All the VT characters are removed from the comment text. All the HT characters are
14629 expanded with the sequences of space characters to get to the next tab stops.
14630
14631 @end table
14632
14633 @ifclear vms
14634 @noindent
14635 The @option{-c1} and @option{-c2} switches are incompatible.
14636 The @option{-c3} and @option{-c4} switches are compatible with each other and
14637 also with @option{-c1} and @option{-c2}.
14638
14639 The @option{-l1}, @option{-l2}, and @option{-l3} switches are incompatible.
14640 @end ifclear
14641
14642 @ifset vms
14643 @noindent
14644 For the @option{/COMMENTS_LAYOUT} qualifier:
14645 @itemize @bullet
14646 @item
14647 The @option{DEFAULT} and @option{STANDARD_INDENT} options are incompatible.
14648 @item
14649 The @option{GNAT_BEGINNING} and @option{REFORMAT} options are compatible with
14650 each other and also with @option{DEFAULT} and @option{STANDARD_INDENT}.
14651 @end itemize
14652
14653 @noindent
14654 The @option{GNAT}, @option{COMPACT}, and @option{UNCOMPACT} options for the
14655 @option{/CONSTRUCT_LAYOUT} qualifier are incompatible.
14656 @end ifset
14657
14658 @node General Text Layout Control
14659 @subsection General Text Layout Control
14660
14661 @noindent
14662 These switches allow control over line length and indentation.
14663
14664 @table @option
14665 @item ^-M@i{nnn}^/LINE_LENGTH_MAX=@i{nnn}^
14666 @cindex @option{^-M^/LINE_LENGTH^} (@command{gnatpp})
14667 Maximum line length, @i{nnn} from 32 ..256, the default value is 79
14668
14669 @item ^-i@i{nnn}^/INDENTATION_LEVEL=@i{nnn}^
14670 @cindex @option{^-i^/INDENTATION_LEVEL^} (@command{gnatpp})
14671 Indentation level, @i{nnn} from 1 .. 9, the default value is 3
14672
14673 @item ^-cl@i{nnn}^/CONTINUATION_INDENT=@i{nnn}^
14674 @cindex @option{^-cl^/CONTINUATION_INDENT^} (@command{gnatpp})
14675 Indentation level for continuation lines (relative to the line being
14676 continued), @i{nnn} from 1 .. 9.
14677 The default
14678 value is one less then the (normal) indentation level, unless the
14679 indentation is set to 1 (in which case the default value for continuation
14680 line indentation is also 1)
14681 @end table
14682
14683
14684 @node Other Formatting Options
14685 @subsection Other Formatting Options
14686
14687 @noindent
14688 These switches control the inclusion of missing end/exit labels, and
14689 the indentation level in @b{case} statements.
14690
14691 @table @option
14692 @item ^-e^/NO_MISSED_LABELS^
14693 @cindex @option{^-e^/NO_MISSED_LABELS^} (@command{gnatpp})
14694 Do not insert missing end/exit labels. An end label is the name of
14695 a construct that may optionally be repeated at the end of the
14696 construct's declaration;
14697 e.g., the names of packages, subprograms, and tasks.
14698 An exit label is the name of a loop that may appear as target
14699 of an exit statement within the loop.
14700 By default, @command{gnatpp} inserts these end/exit labels when
14701 they are absent from the original source. This option suppresses such
14702 insertion, so that the formatted source reflects the original.
14703
14704 @item ^-ff^/FORM_FEED_AFTER_PRAGMA_PAGE^
14705 @cindex @option{^-ff^/FORM_FEED_AFTER_PRAGMA_PAGE^} (@command{gnatpp})
14706 Insert a Form Feed character after a pragma Page.
14707
14708 @item ^-T@i{nnn}^/MAX_INDENT=@i{nnn}^
14709 @cindex @option{^-T^/MAX_INDENT^} (@command{gnatpp})
14710 Do not use an additional indentation level for @b{case} alternatives
14711 and variants if there are @i{nnn} or more (the default
14712 value is 10).
14713 If @i{nnn} is 0, an additional indentation level is
14714 used for @b{case} alternatives and variants regardless of their number.
14715 @end table
14716
14717 @node Setting the Source Search Path
14718 @subsection Setting the Source Search Path
14719
14720 @noindent
14721 To define the search path for the input source file, @command{gnatpp}
14722 uses the same switches as the GNAT compiler, with the same effects.
14723
14724 @table @option
14725 @item ^-I^/SEARCH=^@var{dir}
14726 @cindex @option{^-I^/SEARCH^} (@code{gnatpp})
14727 The same as the corresponding gcc switch
14728
14729 @item ^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^
14730 @cindex @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^} (@code{gnatpp})
14731 The same as the corresponding gcc switch
14732
14733 @item ^-gnatec^/CONFIGURATION_PRAGMAS_FILE^=@var{path}
14734 @cindex @option{^-gnatec^/CONFIGURATION_PRAGMAS_FILE^} (@code{gnatpp})
14735 The same as the corresponding gcc switch
14736
14737 @item ^--RTS^/RUNTIME_SYSTEM^=@var{path}
14738 @cindex @option{^--RTS^/RUNTIME_SYSTEM^} (@code{gnatpp})
14739 The same as the corresponding gcc switch
14740
14741 @end table
14742
14743
14744 @node Output File Control
14745 @subsection Output File Control
14746
14747 @noindent
14748 By default the output is sent to the file whose name is obtained by appending
14749 the ^@file{.pp}^@file{$PP}^ suffix to the name of the input file
14750 (if the file with this name already exists, it is unconditionally overwritten).
14751 Thus if the input file is @file{^my_ada_proc.adb^MY_ADA_PROC.ADB^} then
14752 @command{gnatpp} will produce @file{^my_ada_proc.adb.pp^MY_ADA_PROC.ADB$PP^}
14753 as output file.
14754 The output may be redirected by the following switches:
14755
14756 @table @option
14757 @item ^-pipe^/STANDARD_OUTPUT^
14758 @cindex @option{^-pipe^/STANDARD_OUTPUT^} (@code{gnatpp})
14759 Send the output to @code{Standard_Output}
14760
14761 @item ^-o @var{output_file}^/OUTPUT=@var{output_file}^
14762 @cindex @option{^-o^/OUTPUT^} (@code{gnatpp})
14763 Write the output into @var{output_file}.
14764 If @var{output_file} already exists, @command{gnatpp} terminates without
14765 reading or processing the input file.
14766
14767 @item ^-of ^/FORCED_OUTPUT=^@var{output_file}
14768 @cindex @option{^-of^/FORCED_OUTPUT^} (@code{gnatpp})
14769 Write the output into @var{output_file}, overwriting the existing file
14770 (if one is present).
14771
14772 @item ^-r^/REPLACE^
14773 @cindex @option{^-r^/REPLACE^} (@code{gnatpp})
14774 Replace the input source file with the reformatted output, and copy the
14775 original input source into the file whose name is obtained by appending the
14776 ^@file{.npp}^@file{$NPP}^ suffix to the name of the input file.
14777 If a file with this name already exists, @command{gnatpp} terminates without
14778 reading or processing the input file.
14779
14780 @item ^-rf^/OVERRIDING_REPLACE^
14781 @cindex @option{^-rf^/OVERRIDING_REPLACE^} (@code{gnatpp})
14782 Like @option{^-r^/REPLACE^} except that if the file with the specified name
14783 already exists, it is overwritten.
14784 @end table
14785
14786 @noindent
14787 Options @option{^-pipe^/STANDARD_OUTPUT^},
14788 @option{^-o^/OUTPUT^} and
14789 @option{^-of^/FORCED_OUTPUT^} are allowed only if the call to gnatpp
14790 contains only one file to reformat
14791
14792 @node Other gnatpp Switches
14793 @subsection Other @code{gnatpp} Switches
14794
14795 @noindent
14796 The additional @command{gnatpp} switches are defined in this subsection.
14797
14798 @table @option
14799 @item ^-v^/VERBOSE^
14800 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@code{gnatpp})
14801 Verbose mode;
14802 @command{gnatpp} generates version information and then
14803 a trace of the actions it takes to produce or obtain the ASIS tree.
14804
14805 @item ^-w^/WARNINGS^
14806 @cindex @option{^-w^/WARNINGS^} (@code{gnatpp})
14807 Warning mode;
14808 @command{gnatpp} generates a warning whenever it can not provide
14809 a required layout in the result source.
14810 @end table
14811
14812
14813 @node Formatting Rules
14814 @section Formatting Rules
14815
14816 @noindent
14817 The following subsections show how @command{gnatpp} treats ``white space'',
14818 comments, program layout, and name casing.
14819 They provide the detailed descriptions of the switches shown above.
14820
14821 @menu
14822 * White Space and Empty Lines::
14823 * Formatting Comments::
14824 * Construct Layout::
14825 * Name Casing::
14826 @end menu
14827
14828
14829 @node White Space and Empty Lines
14830 @subsection White Space and Empty Lines
14831
14832 @noindent
14833 @command{gnatpp} does not have an option to control space characters.
14834 It will add or remove spaces according to the style illustrated by the
14835 examples in the @cite{Ada Reference Manual}.
14836
14837 The only format effectors
14838 (see @cite{Ada Reference Manual}, paragraph 2.1(13))
14839 that will appear in the output file are platform-specific line breaks,
14840 and also format effectors within (but not at the end of) comments.
14841 In particular, each horizontal tab character that is not inside
14842 a comment will be treated as a space and thus will appear in the
14843 output file as zero or more spaces depending on
14844 the reformatting of the line in which it appears.
14845 The only exception is a Form Feed character, which is inserted after a
14846 pragma @code{Page} when @option{-ff} is set.
14847
14848 The output file will contain no lines with trailing ``white space'' (spaces,
14849 format effectors).
14850
14851 Empty lines in the original source are preserved
14852 only if they separate declarations or statements.
14853 In such contexts, a
14854 sequence of two or more empty lines is replaced by exactly one empty line.
14855 Note that a blank line will be removed if it separates two ``comment blocks''
14856 (a comment block is a sequence of whole-line comments).
14857 In order to preserve a visual separation between comment blocks, use an
14858 ``empty comment'' (a line comprising only hyphens) rather than an empty line.
14859 Likewise, if for some reason you wish to have a sequence of empty lines,
14860 use a sequence of empty comments instead.
14861
14862
14863 @node Formatting Comments
14864 @subsection Formatting Comments
14865
14866 @noindent
14867 Comments in Ada code are of two kinds:
14868 @itemize @bullet
14869 @item
14870 a @emph{whole-line comment}, which appears by itself (possibly preceded by
14871 ``white space'') on a line
14872
14873 @item
14874 an @emph{end-of-line comment}, which follows some other Ada lexical element
14875 on the same line.
14876 @end itemize
14877
14878 @noindent
14879 The indentation of a whole-line comment is that of either
14880 the preceding or following line in
14881 the formatted source, depending on switch settings as will be described below.
14882
14883 For an end-of-line comment, @command{gnatpp} leaves the same number of spaces
14884 between the end of the preceding Ada lexical element and the beginning
14885 of the comment as appear in the original source,
14886 unless either the comment has to be split to
14887 satisfy the line length limitation, or else the next line contains a
14888 whole line comment that is considered a continuation of this end-of-line
14889 comment (because it starts at the same position).
14890 In the latter two
14891 cases, the start of the end-of-line comment is moved right to the nearest
14892 multiple of the indentation level.
14893 This may result in a ``line overflow'' (the right-shifted comment extending
14894 beyond the maximum line length), in which case the comment is split as
14895 described below.
14896
14897 There is a difference between @option{^-c1^/COMMENTS_LAYOUT=DEFAULT^}
14898 (GNAT-style comment line indentation)
14899 and @option{^-c2^/COMMENTS_LAYOUT=STANDARD_INDENT^}
14900 (reference-manual comment line indentation).
14901 With reference-manual style, a whole-line comment is indented as if it
14902 were a declaration or statement at the same place
14903 (i.e., according to the indentation of the preceding line(s)).
14904 With GNAT style, a whole-line comment that is immediately followed by an
14905 @b{if} or @b{case} statement alternative, a record variant, or the reserved
14906 word @b{begin}, is indented based on the construct that follows it.
14907
14908 For example:
14909 @smallexample @c ada
14910 @cartouche
14911 if A then
14912     null;
14913        -- some comment
14914 else
14915    null;
14916 end if;
14917 @end cartouche
14918 @end smallexample
14919
14920 @noindent
14921 Reference-manual indentation produces:
14922
14923 @smallexample @c ada
14924 @cartouche
14925 if A then
14926    null;
14927    --  some comment
14928 else
14929    null;
14930 end if;
14931 @end cartouche
14932 @end smallexample
14933
14934 @noindent
14935 while GNAT-style indentation produces:
14936
14937 @smallexample @c ada
14938 @cartouche
14939 if A then
14940    null;
14941 --  some comment
14942 else
14943    null;
14944 end if;
14945 @end cartouche
14946 @end smallexample
14947
14948 @noindent
14949 The @option{^-c3^/COMMENTS_LAYOUT=GNAT_BEGINNING^} switch
14950 (GNAT style comment beginning) has the following
14951 effect:
14952
14953 @itemize @bullet
14954 @item
14955 For each whole-line comment that does not end with two hyphens,
14956 @command{gnatpp} inserts spaces if necessary after the starting two hyphens
14957 to ensure that there are at least two spaces between these hyphens and the
14958 first non-blank character of the comment.
14959 @end itemize
14960
14961 @noindent
14962 For an end-of-line comment, if in the original source the next line is a
14963 whole-line comment that starts at the same position
14964 as the end-of-line comment,
14965 then the whole-line comment (and all whole-line comments
14966 that follow it and that start at the same position)
14967 will start at this position in the output file.
14968
14969 @noindent
14970 That is, if in the original source we have:
14971
14972 @smallexample @c ada
14973 @cartouche
14974 begin
14975 A := B + C;            --  B must be in the range Low1..High1
14976                        --  C must be in the range Low2..High2
14977              --B+C will be in the range Low1+Low2..High1+High2
14978 X := X + 1;
14979 @end cartouche
14980 @end smallexample
14981
14982 @noindent
14983 Then in the formatted source we get
14984
14985 @smallexample @c ada
14986 @cartouche
14987 begin
14988    A := B + C;            --  B must be in the range Low1..High1
14989                           --  C must be in the range Low2..High2
14990    --  B+C will be in the range Low1+Low2..High1+High2
14991    X := X + 1;
14992 @end cartouche
14993 @end smallexample
14994
14995 @noindent
14996 A comment that exceeds the line length limit will be split.
14997 Unless switch
14998 @option{^-c4^/COMMENTS_LAYOUT=REFORMAT^} (reformat comment blocks) is set and
14999 the line belongs to a reformattable block, splitting the line generates a
15000 @command{gnatpp} warning.
15001 The @option{^-c4^/COMMENTS_LAYOUT=REFORMAT^} switch specifies that whole-line
15002 comments may be reformatted in typical
15003 word processor style (that is, moving words between lines and putting as
15004 many words in a line as possible).
15005
15006
15007 @node Construct Layout
15008 @subsection Construct Layout
15009
15010 @noindent
15011 The difference between GNAT style @option{^-l1^/CONSTRUCT_LAYOUT=GNAT^}
15012 and compact @option{^-l2^/CONSTRUCT_LAYOUT=COMPACT^}
15013 layout on the one hand, and uncompact layout
15014 @option{^-l3^/CONSTRUCT_LAYOUT=UNCOMPACT^} on the other hand,
15015 can be illustrated by the following examples:
15016
15017 @iftex
15018 @cartouche
15019 @multitable @columnfractions .5 .5
15020 @item @i{GNAT style, compact layout} @tab @i{Uncompact layout}
15021
15022 @item
15023 @smallexample @c ada
15024 type q is record
15025    a : integer;
15026    b : integer;
15027 end record;
15028 @end smallexample
15029 @tab
15030 @smallexample @c ada
15031 type q is
15032    record
15033       a : integer;
15034       b : integer;
15035    end record;
15036 @end smallexample
15037
15038 @item
15039 @smallexample @c ada
15040 Block : declare
15041    A : Integer := 3;
15042 begin
15043    Proc (A, A);
15044 end Block;
15045 @end smallexample
15046 @tab
15047 @smallexample @c ada
15048 Block :
15049    declare
15050       A : Integer := 3;
15051    begin
15052       Proc (A, A);
15053    end Block;
15054 @end smallexample
15055
15056 @item
15057 @smallexample @c ada
15058 Clear : for J in 1 .. 10 loop
15059    A (J) := 0;
15060 end loop Clear;
15061 @end smallexample
15062 @tab
15063 @smallexample @c ada
15064 Clear :
15065    for J in 1 .. 10 loop
15066       A (J) := 0;
15067    end loop Clear;
15068 @end smallexample
15069 @end multitable
15070 @end cartouche
15071 @end iftex
15072
15073 @ifnottex
15074 @smallexample
15075 @cartouche
15076 GNAT style, compact layout              Uncompact layout
15077
15078 type q is record                        type q is
15079    a : integer;                            record
15080    b : integer;                               a : integer;
15081 end record;                                   b : integer;
15082                                            end record;
15083
15084
15085 Block : declare                         Block :
15086    A : Integer := 3;                       declare
15087 begin                                         A : Integer := 3;
15088    Proc (A, A);                            begin
15089 end Block;                                    Proc (A, A);
15090                                            end Block;
15091
15092 Clear : for J in 1 .. 10 loop           Clear :
15093    A (J) := 0;                             for J in 1 .. 10 loop
15094 end loop Clear;                               A (J) := 0;
15095                                            end loop Clear;
15096 @end cartouche
15097 @end smallexample
15098 @end ifnottex
15099
15100 @noindent
15101 A further difference between GNAT style layout and compact layout is that
15102 GNAT style layout inserts empty lines as separation for
15103 compound statements, return statements and bodies.
15104
15105
15106 @node Name Casing
15107 @subsection Name Casing
15108
15109 @noindent
15110 @command{gnatpp} always converts the usage occurrence of a (simple) name to
15111 the same casing as the corresponding defining identifier.
15112
15113 You control the casing for defining occurrences via the
15114 @option{^-n^/NAME_CASING^} switch.
15115 @ifclear vms
15116 With @option{-nD} (``as declared'', which is the default),
15117 @end ifclear
15118 @ifset vms
15119 With @option{/NAME_CASING=AS_DECLARED}, which is the default,
15120 @end ifset
15121 defining occurrences appear exactly as in the source file
15122 where they are declared.
15123 The other ^values for this switch^options for this qualifier^ ---
15124 @option{^-nU^UPPER_CASE^},
15125 @option{^-nL^LOWER_CASE^},
15126 @option{^-nM^MIXED_CASE^} ---
15127 result in
15128 ^upper, lower, or mixed case, respectively^the corresponding casing^.
15129 If @command{gnatpp} changes the casing of a defining
15130 occurrence, it analogously changes the casing of all the
15131 usage occurrences of this name.
15132
15133 If the defining occurrence of a name is not in the source compilation unit
15134 currently being processed by @command{gnatpp}, the casing of each reference to
15135 this name is changed according to the value of the @option{^-n^/NAME_CASING^}
15136 switch (subject to the dictionary file mechanism described below).
15137 Thus @command{gnatpp} acts as though the @option{^-n^/NAME_CASING^} switch
15138 had affected the
15139 casing for the defining occurrence of the name.
15140
15141 Some names may need to be spelled with casing conventions that are not
15142 covered by the upper-, lower-, and mixed-case transformations.
15143 You can arrange correct casing by placing such names in a
15144 @emph{dictionary file},
15145 and then supplying a @option{^-D^/DICTIONARY^} switch.
15146 The casing of names from dictionary files overrides
15147 any @option{^-n^/NAME_CASING^} switch.
15148
15149 To handle the casing of Ada predefined names and the names from GNAT libraries,
15150 @command{gnatpp} assumes a default dictionary file.
15151 The name of each predefined entity is spelled with the same casing as is used
15152 for the entity in the @cite{Ada Reference Manual}.
15153 The name of each entity in the GNAT libraries is spelled with the same casing
15154 as is used in the declaration of that entity.
15155
15156 The @w{@option{^-D-^/SPECIFIC_CASING^}} switch suppresses the use of the
15157 default dictionary file.
15158 Instead, the casing for predefined and GNAT-defined names will be established
15159 by the @option{^-n^/NAME_CASING^} switch or explicit dictionary files.
15160 For example, by default the names @code{Ada.Text_IO} and @code{GNAT.OS_Lib}
15161 will appear as just shown,
15162 even in the presence of a @option{^-nU^/NAME_CASING=UPPER_CASE^} switch.
15163 To ensure that even such names are rendered in uppercase,
15164 additionally supply the @w{@option{^-D-^/SPECIFIC_CASING^}} switch
15165 (or else, less conveniently, place these names in upper case in a dictionary
15166 file).
15167
15168 A dictionary file is
15169 a plain text file; each line in this file can be either a blank line
15170 (containing only space characters and ASCII.HT characters), an Ada comment
15171 line, or the specification of exactly one @emph{casing schema}.
15172
15173 A casing schema is a string that has the following syntax:
15174
15175 @smallexample
15176 @cartouche
15177   @var{casing_schema} ::= @var{identifier} | [*]@var{simple_identifier}[*]
15178
15179   @var{simple_identifier} ::= @var{letter}@{@var{letter_or_digit}@}
15180 @end cartouche
15181 @end smallexample
15182
15183 @noindent
15184 (The @code{[]} metanotation stands for an optional part;
15185 see @cite{Ada Reference Manual}, Section 2.3) for the definition of the
15186 @var{identifier} lexical element and the @var{letter_or_digit} category).
15187
15188 The casing schema string can be followed by white space and/or an Ada-style
15189 comment; any amount of white space is allowed before the string.
15190
15191 If a dictionary file is passed as
15192 @ifclear vms
15193 the value of a @option{-D@var{file}} switch
15194 @end ifclear
15195 @ifset vms
15196 an option to the @option{/DICTIONARY} qualifier
15197 @end ifset
15198 then for every
15199 simple name and every identifier, @command{gnatpp} checks if the dictionary
15200 defines the casing for the name or for some of its parts (the term ``subword''
15201 is used below to denote the part of a name which is delimited by ``_'' or by
15202 the beginning or end of the word and which does not contain any ``_'' inside):
15203
15204 @itemize @bullet
15205 @item
15206 if the whole name is in the dictionary, @command{gnatpp} uses for this name
15207 the casing defined by the dictionary; no subwords are checked for this word
15208
15209 @item
15210 for the first subword (that is, for the subword preceding the leftmost
15211 ``_''), @command{gnatpp} checks if the dictionary contains the corresponding
15212 string of the form @code{@var{simple_identifier}*}, and if it does, the
15213 casing of this @var{simple_identifier} is used for this subword
15214
15215 @item
15216 for the last subword (following the rightmost ``_'') @command{gnatpp}
15217 checks if the dictionary contains the corresponding string of the form
15218 @code{*@var{simple_identifier}}, and if it does, the casing of this
15219 @var{simple_identifier} is used for this subword
15220
15221 @item
15222 for every intermediate subword (surrounded by two'_') @command{gnatpp} checks
15223 if the dictionary contains the corresponding string of the form
15224 @code{*@var{simple_identifier}*}, and if it does, the casing of this
15225 simple_identifier is used for this subword
15226
15227 @item
15228 if more than one dictionary file is passed as @command{gnatpp} switches, each
15229 dictionary adds new casing exceptions and overrides all the existing casing
15230 exceptions set by the previous dictionaries
15231
15232 @item
15233 when @command{gnatpp} checks if the word or subword is in the dictionary,
15234 this check is not case sensitive
15235 @end itemize
15236
15237 @noindent
15238 For example, suppose we have the following source to reformat:
15239
15240 @smallexample @c ada
15241 @cartouche
15242 procedure test is
15243    name1 : integer := 1;
15244    name4_name3_name2 : integer := 2;
15245    name2_name3_name4 : Boolean;
15246    name1_var : Float;
15247 begin
15248    name2_name3_name4 := name4_name3_name2 > name1;
15249 end;
15250 @end cartouche
15251 @end smallexample
15252
15253 @noindent
15254 And suppose we have two dictionaries:
15255
15256 @smallexample
15257 @cartouche
15258 @i{dict1:}
15259    NAME1
15260    *NaMe3*
15261    *NAME2
15262 @end cartouche
15263
15264 @cartouche
15265 @i{dict2:}
15266   *NAME3*
15267 @end cartouche
15268 @end smallexample
15269
15270 @noindent
15271 If @command{gnatpp} is called with the following switches:
15272
15273 @smallexample
15274 @ifclear vms
15275 @command{gnatpp -nM -D dict1 -D dict2 test.adb}
15276 @end ifclear
15277 @ifset vms
15278 @command{gnatpp test.adb /NAME_CASING=MIXED_CASE /DICTIONARY=(dict1, dict2)}
15279 @end ifset
15280 @end smallexample
15281
15282 @noindent
15283 then we will get the following name casing in the @command{gnatpp} output:
15284
15285 @smallexample @c ada
15286 @cartouche
15287 procedure Test is
15288    NAME1             : Integer := 1;
15289    Name4_NAME3_NAME2 : integer := 2;
15290    Name2_NAME3_Name4 : Boolean;
15291    Name1_Var         : Float;
15292 begin
15293    Name2_NAME3_Name4 := Name4_NAME3_NAME2 > NAME1;
15294 end Test;
15295 @end cartouche
15296 @end smallexample
15297
15298
15299
15300 @c ***********************************
15301 @node File Name Krunching Using gnatkr
15302 @chapter File Name Krunching Using @code{gnatkr}
15303 @findex gnatkr
15304
15305 @noindent
15306 This chapter discusses the method used by the compiler to shorten
15307 the default file names chosen for Ada units so that they do not
15308 exceed the maximum length permitted. It also describes the
15309 @code{gnatkr} utility that can be used to determine the result of
15310 applying this shortening.
15311 @menu
15312 * About gnatkr::
15313 * Using gnatkr::
15314 * Krunching Method::
15315 * Examples of gnatkr Usage::
15316 @end menu
15317
15318 @node About gnatkr
15319 @section About @code{gnatkr}
15320
15321 @noindent
15322 The default file naming rule in GNAT
15323 is that the file name must be derived from
15324 the unit name. The exact default rule is as follows:
15325 @itemize @bullet
15326 @item
15327 Take the unit name and replace all dots by hyphens.
15328 @item
15329 If such a replacement occurs in the
15330 second character position of a name, and the first character is
15331 ^a, g, s, or i^A, G, S, or I^ then replace the dot by the character
15332 ^~ (tilde)^$ (dollar sign)^
15333 instead of a minus.
15334 @end itemize
15335 The reason for this exception is to avoid clashes
15336 with the standard names for children of System, Ada, Interfaces,
15337 and GNAT, which use the prefixes ^s- a- i- and g-^S- A- I- and G-^
15338 respectively.
15339
15340 The @option{^-gnatk^/FILE_NAME_MAX_LENGTH=^@var{nn}}
15341 switch of the compiler activates a ``krunching''
15342 circuit that limits file names to nn characters (where nn is a decimal
15343 integer). For example, using OpenVMS,
15344 where the maximum file name length is
15345 39, the value of nn is usually set to 39, but if you want to generate
15346 a set of files that would be usable if ported to a system with some
15347 different maximum file length, then a different value can be specified.
15348 The default value of 39 for OpenVMS need not be specified.
15349
15350 The @code{gnatkr} utility can be used to determine the krunched name for
15351 a given file, when krunched to a specified maximum length.
15352
15353 @node Using gnatkr
15354 @section Using @code{gnatkr}
15355
15356 @noindent
15357 The @code{gnatkr} command has the form
15358
15359 @ifclear vms
15360 @smallexample
15361 $ gnatkr @var{name} [@var{length}]
15362 @end smallexample
15363 @end ifclear
15364
15365 @ifset vms
15366 @smallexample
15367 $ gnatkr @var{name} /COUNT=nn
15368 @end smallexample
15369 @end ifset
15370
15371 @noindent
15372 @var{name} is the uncrunched file name, derived from the name of the unit
15373 in the standard manner described in the previous section (i.e. in particular
15374 all dots are replaced by hyphens). The file name may or may not have an
15375 extension (defined as a suffix of the form period followed by arbitrary
15376 characters other than period). If an extension is present then it will
15377 be preserved in the output. For example, when krunching @file{hellofile.ads}
15378 to eight characters, the result will be hellofil.ads.
15379
15380 Note: for compatibility with previous versions of @code{gnatkr} dots may
15381 appear in the name instead of hyphens, but the last dot will always be
15382 taken as the start of an extension. So if @code{gnatkr} is given an argument
15383 such as @file{Hello.World.adb} it will be treated exactly as if the first
15384 period had been a hyphen, and for example krunching to eight characters
15385 gives the result @file{hellworl.adb}.
15386
15387 Note that the result is always all lower case (except on OpenVMS where it is
15388 all upper case). Characters of the other case are folded as required.
15389
15390 @var{length} represents the length of the krunched name. The default
15391 when no argument is given is ^8^39^ characters. A length of zero stands for
15392 unlimited, in other words do not chop except for system files where the
15393 impled crunching length is always eight characters.
15394
15395 @noindent
15396 The output is the krunched name. The output has an extension only if the
15397 original argument was a file name with an extension.
15398
15399 @node Krunching Method
15400 @section Krunching Method
15401
15402 @noindent
15403 The initial file name is determined by the name of the unit that the file
15404 contains. The name is formed by taking the full expanded name of the
15405 unit and replacing the separating dots with hyphens and
15406 using ^lowercase^uppercase^
15407 for all letters, except that a hyphen in the second character position is
15408 replaced by a ^tilde^dollar sign^ if the first character is
15409 ^a, i, g, or s^A, I, G, or S^.
15410 The extension is @code{.ads} for a
15411 specification and @code{.adb} for a body.
15412 Krunching does not affect the extension, but the file name is shortened to
15413 the specified length by following these rules:
15414
15415 @itemize @bullet
15416 @item
15417 The name is divided into segments separated by hyphens, tildes or
15418 underscores and all hyphens, tildes, and underscores are
15419 eliminated. If this leaves the name short enough, we are done.
15420
15421 @item
15422 If the name is too long, the longest segment is located (left-most
15423 if there are two of equal length), and shortened by dropping
15424 its last character. This is repeated until the name is short enough.
15425
15426 As an example, consider the krunching of @*@file{our-strings-wide_fixed.adb}
15427 to fit the name into 8 characters as required by some operating systems.
15428
15429 @smallexample
15430 our-strings-wide_fixed 22
15431 our strings wide fixed 19
15432 our string  wide fixed 18
15433 our strin   wide fixed 17
15434 our stri    wide fixed 16
15435 our stri    wide fixe  15
15436 our str     wide fixe  14
15437 our str     wid  fixe  13
15438 our str     wid  fix   12
15439 ou  str     wid  fix   11
15440 ou  st      wid  fix   10
15441 ou  st      wi   fix   9
15442 ou  st      wi   fi    8
15443 Final file name: oustwifi.adb
15444 @end smallexample
15445
15446 @item
15447 The file names for all predefined units are always krunched to eight
15448 characters. The krunching of these predefined units uses the following
15449 special prefix replacements:
15450
15451 @table @file
15452 @item ada-
15453 replaced by @file{^a^A^-}
15454
15455 @item gnat-
15456 replaced by @file{^g^G^-}
15457
15458 @item interfaces-
15459 replaced by @file{^i^I^-}
15460
15461 @item system-
15462 replaced by @file{^s^S^-}
15463 @end table
15464
15465 These system files have a hyphen in the second character position. That
15466 is why normal user files replace such a character with a
15467 ^tilde^dollar sign^, to
15468 avoid confusion with system file names.
15469
15470 As an example of this special rule, consider
15471 @*@file{ada-strings-wide_fixed.adb}, which gets krunched as follows:
15472
15473 @smallexample
15474 ada-strings-wide_fixed 22
15475 a-  strings wide fixed 18
15476 a-  string  wide fixed 17
15477 a-  strin   wide fixed 16
15478 a-  stri    wide fixed 15
15479 a-  stri    wide fixe  14
15480 a-  str     wide fixe  13
15481 a-  str     wid  fixe  12
15482 a-  str     wid  fix   11
15483 a-  st      wid  fix   10
15484 a-  st      wi   fix   9
15485 a-  st      wi   fi    8
15486 Final file name: a-stwifi.adb
15487 @end smallexample
15488 @end itemize
15489
15490 Of course no file shortening algorithm can guarantee uniqueness over all
15491 possible unit names, and if file name krunching is used then it is your
15492 responsibility to ensure that no name clashes occur. The utility
15493 program @code{gnatkr} is supplied for conveniently determining the
15494 krunched name of a file.
15495
15496 @node Examples of gnatkr Usage
15497 @section Examples of @code{gnatkr} Usage
15498
15499 @smallexample
15500 @iftex
15501 @leftskip=0cm
15502 @end iftex
15503 @ifclear vms
15504 $ gnatkr very_long_unit_name.ads      --> velounna.ads
15505 $ gnatkr grandparent-parent-child.ads --> grparchi.ads
15506 $ gnatkr Grandparent.Parent.Child.ads --> grparchi.ads
15507 $ gnatkr grandparent-parent-child     --> grparchi
15508 @end ifclear
15509 $ gnatkr very_long_unit_name.ads/count=6 --> vlunna.ads
15510 $ gnatkr very_long_unit_name.ads/count=0 --> very_long_unit_name.ads
15511 @end smallexample
15512
15513 @node Preprocessing Using gnatprep
15514 @chapter Preprocessing Using @code{gnatprep}
15515 @findex gnatprep
15516
15517 @noindent
15518 The @code{gnatprep} utility provides
15519 a simple preprocessing capability for Ada programs.
15520 It is designed for use with GNAT, but is not dependent on any special
15521 features of GNAT.
15522
15523 @menu
15524 * Using gnatprep::
15525 * Switches for gnatprep::
15526 * Form of Definitions File::
15527 * Form of Input Text for gnatprep::
15528 @end menu
15529
15530 @node Using gnatprep
15531 @section Using @code{gnatprep}
15532
15533 @noindent
15534 To call @code{gnatprep} use
15535
15536 @smallexample
15537 $ gnatprep [-bcrsu] [-Dsymbol=value] infile outfile [deffile]
15538 @end smallexample
15539
15540 @noindent
15541 where
15542 @table @code
15543 @item infile
15544 is the full name of the input file, which is an Ada source
15545 file containing preprocessor directives.
15546
15547 @item outfile
15548 is the full name of the output file, which is an Ada source
15549 in standard Ada form. When used with GNAT, this file name will
15550 normally have an ads or adb suffix.
15551
15552 @item deffile
15553 is the full name of a text file containing definitions of
15554 symbols to be referenced by the preprocessor. This argument is
15555 optional, and can be replaced by the use of the @option{-D} switch.
15556
15557 @item switches
15558 is an optional sequence of switches as described in the next section.
15559 @end table
15560
15561 @node Switches for gnatprep
15562 @section Switches for @code{gnatprep}
15563
15564 @table @option
15565 @c !sort!
15566
15567 @item ^-b^/BLANK_LINES^
15568 @cindex @option{^-b^/BLANK_LINES^} (@command{gnatprep})
15569 Causes both preprocessor lines and the lines deleted by
15570 preprocessing to be replaced by blank lines in the output source file,
15571 preserving line numbers in the output file.
15572
15573 @item ^-c^/COMMENTS^
15574 @cindex @option{^-c^/COMMENTS^} (@command{gnatprep})
15575 Causes both preprocessor lines and the lines deleted
15576 by preprocessing to be retained in the output source as comments marked
15577 with the special string @code{"--! "}. This option will result in line numbers
15578 being preserved in the output file.
15579
15580 @item ^-Dsymbol=value^/ASSOCIATE="symbol=value"^
15581 @cindex @option{^-D^/ASSOCIATE^} (@command{gnatprep})
15582 Defines a new symbol, associated with value. If no value is given on the
15583 command line, then symbol is considered to be @code{True}. This switch
15584 can be used in place of a definition file.
15585
15586 @ifset vms
15587 @item /REMOVE
15588 @cindex @option{/REMOVE} (@command{gnatprep})
15589 This is the default setting which causes lines deleted by preprocessing
15590 to be entirely removed from the output file.
15591 @end ifset
15592
15593 @item ^-r^/REFERENCE^
15594 @cindex @option{^-r^/REFERENCE^} (@command{gnatprep})
15595 Causes a @code{Source_Reference} pragma to be generated that
15596 references the original input file, so that error messages will use
15597 the file name of this original file. The use of this switch implies
15598 that preprocessor lines are not to be removed from the file, so its
15599 use will force @option{^-b^/BLANK_LINES^} mode if
15600 @option{^-c^/COMMENTS^}
15601 has not been specified explicitly.
15602
15603 Note that if the file to be preprocessed contains multiple units, then
15604 it will be necessary to @code{gnatchop} the output file from
15605 @code{gnatprep}. If a @code{Source_Reference} pragma is present
15606 in the preprocessed file, it will be respected by
15607 @code{gnatchop ^-r^/REFERENCE^}
15608 so that the final chopped files will correctly refer to the original
15609 input source file for @code{gnatprep}.
15610
15611 @item ^-s^/SYMBOLS^
15612 @cindex @option{^-s^/SYMBOLS^} (@command{gnatprep})
15613 Causes a sorted list of symbol names and values to be
15614 listed on the standard output file.
15615
15616 @item ^-u^/UNDEFINED^
15617 @cindex @option{^-u^/UNDEFINED^} (@command{gnatprep})
15618 Causes undefined symbols to be treated as having the value FALSE in the context
15619 of a preprocessor test. In the absence of this option, an undefined symbol in
15620 a @code{#if} or @code{#elsif} test will be treated as an error.
15621
15622 @end table
15623
15624 @ifclear vms
15625 @noindent
15626 Note: if neither @option{-b} nor @option{-c} is present,
15627 then preprocessor lines and
15628 deleted lines are completely removed from the output, unless -r is
15629 specified, in which case -b is assumed.
15630 @end ifclear
15631
15632 @node Form of Definitions File
15633 @section Form of Definitions File
15634
15635 @noindent
15636 The definitions file contains lines of the form
15637
15638 @smallexample
15639 symbol := value
15640 @end smallexample
15641
15642 @noindent
15643 where symbol is an identifier, following normal Ada (case-insensitive)
15644 rules for its syntax, and value is one of the following:
15645
15646 @itemize @bullet
15647 @item
15648 Empty, corresponding to a null substitution
15649 @item
15650 A string literal using normal Ada syntax
15651 @item
15652 Any sequence of characters from the set
15653 (letters, digits, period, underline).
15654 @end itemize
15655
15656 @noindent
15657 Comment lines may also appear in the definitions file, starting with
15658 the usual @code{--},
15659 and comments may be added to the definitions lines.
15660
15661 @node Form of Input Text for gnatprep
15662 @section Form of Input Text for @code{gnatprep}
15663
15664 @noindent
15665 The input text may contain preprocessor conditional inclusion lines,
15666 as well as general symbol substitution sequences.
15667
15668 The preprocessor conditional inclusion commands have the form
15669
15670 @smallexample
15671 @group
15672 @cartouche
15673 #if @i{expression} [then]
15674    lines
15675 #elsif @i{expression} [then]
15676    lines
15677 #elsif @i{expression} [then]
15678    lines
15679 ...
15680 #else
15681    lines
15682 #end if;
15683 @end cartouche
15684 @end group
15685 @end smallexample
15686
15687 @noindent
15688 In this example, @i{expression} is defined by the following grammar:
15689 @smallexample
15690 @i{expression} ::=  <symbol>
15691 @i{expression} ::=  <symbol> = "<value>"
15692 @i{expression} ::=  <symbol> = <symbol>
15693 @i{expression} ::=  <symbol> 'Defined
15694 @i{expression} ::=  not @i{expression}
15695 @i{expression} ::=  @i{expression} and @i{expression}
15696 @i{expression} ::=  @i{expression} or @i{expression}
15697 @i{expression} ::=  @i{expression} and then @i{expression}
15698 @i{expression} ::=  @i{expression} or else @i{expression}
15699 @i{expression} ::=  ( @i{expression} )
15700 @end smallexample
15701
15702 @noindent
15703 For the first test (@i{expression} ::= <symbol>) the symbol must have
15704 either the value true or false, that is to say the right-hand of the
15705 symbol definition must be one of the (case-insensitive) literals
15706 @code{True} or @code{False}. If the value is true, then the
15707 corresponding lines are included, and if the value is false, they are
15708 excluded.
15709
15710 The test (@i{expression} ::= <symbol> @code{'Defined}) is true only if
15711 the symbol has been defined in the definition file or by a @option{-D}
15712 switch on the command line. Otherwise, the test is false.
15713
15714 The equality tests are case insensitive, as are all the preprocessor lines.
15715
15716 If the symbol referenced is not defined in the symbol definitions file,
15717 then the effect depends on whether or not switch @option{-u}
15718 is specified. If so, then the symbol is treated as if it had the value
15719 false and the test fails. If this switch is not specified, then
15720 it is an error to reference an undefined symbol. It is also an error to
15721 reference a symbol that is defined with a value other than @code{True}
15722 or @code{False}.
15723
15724 The use of the @code{not} operator inverts the sense of this logical test, so
15725 that the lines are included only if the symbol is not defined.
15726 The @code{then} keyword is optional as shown
15727
15728 The @code{#} must be the first non-blank character on a line, but
15729 otherwise the format is free form. Spaces or tabs may appear between
15730 the @code{#} and the keyword. The keywords and the symbols are case
15731 insensitive as in normal Ada code. Comments may be used on a
15732 preprocessor line, but other than that, no other tokens may appear on a
15733 preprocessor line. Any number of @code{elsif} clauses can be present,
15734 including none at all. The @code{else} is optional, as in Ada.
15735
15736 The @code{#} marking the start of a preprocessor line must be the first
15737 non-blank character on the line, i.e. it must be preceded only by
15738 spaces or horizontal tabs.
15739
15740 Symbol substitution outside of preprocessor lines is obtained by using
15741 the sequence
15742
15743 @smallexample
15744 $symbol
15745 @end smallexample
15746
15747 @noindent
15748 anywhere within a source line, except in a comment or within a
15749 string literal. The identifier
15750 following the @code{$} must match one of the symbols defined in the symbol
15751 definition file, and the result is to substitute the value of the
15752 symbol in place of @code{$symbol} in the output file.
15753
15754 Note that although the substitution of strings within a string literal
15755 is not possible, it is possible to have a symbol whose defined value is
15756 a string literal. So instead of setting XYZ to @code{hello} and writing:
15757
15758 @smallexample
15759 Header : String := "$XYZ";
15760 @end smallexample
15761
15762 @noindent
15763 you should set XYZ to @code{"hello"} and write:
15764
15765 @smallexample
15766 Header : String := $XYZ;
15767 @end smallexample
15768
15769 @noindent
15770 and then the substitution will occur as desired.
15771
15772 @ifset vms
15773 @node The GNAT Run-Time Library Builder gnatlbr
15774 @chapter The GNAT Run-Time Library Builder @code{gnatlbr}
15775 @findex gnatlbr
15776 @cindex Library builder
15777
15778 @noindent
15779 @code{gnatlbr} is a tool for rebuilding the GNAT run time with user
15780 supplied configuration pragmas.
15781
15782 @menu
15783 * Running gnatlbr::
15784 * Switches for gnatlbr::
15785 * Examples of gnatlbr Usage::
15786 @end menu
15787
15788 @node Running gnatlbr
15789 @section Running @code{gnatlbr}
15790
15791 @noindent
15792 The @code{gnatlbr} command has the form
15793
15794 @smallexample
15795 $ GNAT LIBRARY /[CREATE | SET | DELETE]=directory [/CONFIG=file]
15796 @end smallexample
15797
15798 @node Switches for gnatlbr
15799 @section Switches for @code{gnatlbr}
15800
15801 @noindent
15802 @code{gnatlbr} recognizes the following switches:
15803
15804 @table @option
15805 @c !sort!
15806 @item /CREATE=directory
15807 @cindex @code{/CREATE} (@code{gnatlbr})
15808      Create the new run-time library in the specified directory.
15809
15810 @item /SET=directory
15811 @cindex @code{/SET} (@code{gnatlbr})
15812      Make the library in the specified directory the current run-time
15813      library.
15814
15815 @item /DELETE=directory
15816 @cindex @code{/DELETE} (@code{gnatlbr})
15817      Delete the run-time library in the specified directory.
15818
15819 @item /CONFIG=file
15820 @cindex @code{/CONFIG} (@code{gnatlbr})
15821      With /CREATE:
15822      Use the configuration pragmas in the specified file when building
15823      the library.
15824
15825      With /SET:
15826      Use the configuration pragmas in the specified file when compiling.
15827
15828 @end table
15829
15830 @node Examples of gnatlbr Usage
15831 @section Example of @code{gnatlbr} Usage
15832
15833 @smallexample
15834 Contents of VAXFLOAT.ADC:
15835 pragma Float_Representation (VAX_Float);
15836
15837 $ GNAT LIBRARY /CREATE=[.VAXFLOAT] /CONFIG=VAXFLOAT.ADC
15838
15839 GNAT LIBRARY rebuilds the run-time library in directory [.VAXFLOAT]
15840
15841 @end smallexample
15842 @end ifset
15843
15844 @node The GNAT Library Browser gnatls
15845 @chapter The GNAT Library Browser @code{gnatls}
15846 @findex gnatls
15847 @cindex Library browser
15848
15849 @noindent
15850 @code{gnatls} is a tool that outputs information about compiled
15851 units. It gives the relationship between objects, unit names and source
15852 files. It can also be used to check the source dependencies of a unit
15853 as well as various characteristics.
15854
15855 @menu
15856 * Running gnatls::
15857 * Switches for gnatls::
15858 * Examples of gnatls Usage::
15859 @end menu
15860
15861 @node Running gnatls
15862 @section Running @code{gnatls}
15863
15864 @noindent
15865 The @code{gnatls} command has the form
15866
15867 @smallexample
15868 $ gnatls switches @var{object_or_ali_file}
15869 @end smallexample
15870
15871 @noindent
15872 The main argument is the list of object or @file{ali} files
15873 (@pxref{The Ada Library Information Files})
15874 for which information is requested.
15875
15876 In normal mode, without additional option, @code{gnatls} produces a
15877 four-column listing. Each line represents information for a specific
15878 object. The first column gives the full path of the object, the second
15879 column gives the name of the principal unit in this object, the third
15880 column gives the status of the source and the fourth column gives the
15881 full path of the source representing this unit.
15882 Here is a simple example of use:
15883
15884 @smallexample
15885 $ gnatls *.o
15886 ^./^[]^demo1.o            demo1            DIF demo1.adb
15887 ^./^[]^demo2.o            demo2             OK demo2.adb
15888 ^./^[]^hello.o            h1                OK hello.adb
15889 ^./^[]^instr-child.o      instr.child      MOK instr-child.adb
15890 ^./^[]^instr.o            instr             OK instr.adb
15891 ^./^[]^tef.o              tef              DIF tef.adb
15892 ^./^[]^text_io_example.o  text_io_example   OK text_io_example.adb
15893 ^./^[]^tgef.o             tgef             DIF tgef.adb
15894 @end smallexample
15895
15896 @noindent
15897 The first line can be interpreted as follows: the main unit which is
15898 contained in
15899 object file @file{demo1.o} is demo1, whose main source is in
15900 @file{demo1.adb}. Furthermore, the version of the source used for the
15901 compilation of demo1 has been modified (DIF). Each source file has a status
15902 qualifier which can be:
15903
15904 @table @code
15905 @item OK (unchanged)
15906 The version of the source file used for the compilation of the
15907 specified unit corresponds exactly to the actual source file.
15908
15909 @item MOK (slightly modified)
15910 The version of the source file used for the compilation of the
15911 specified unit differs from the actual source file but not enough to
15912 require recompilation. If you use gnatmake with the qualifier
15913 @option{^-m (minimal recompilation)^/MINIMAL_RECOMPILATION^}, a file marked
15914 MOK will not be recompiled.
15915
15916 @item DIF (modified)
15917 No version of the source found on the path corresponds to the source
15918 used to build this object.
15919
15920 @item ??? (file not found)
15921 No source file was found for this unit.
15922
15923 @item HID (hidden,  unchanged version not first on PATH)
15924 The version of the source that corresponds exactly to the source used
15925 for compilation has been found on the path but it is hidden by another
15926 version of the same source that has been modified.
15927
15928 @end table
15929
15930 @node Switches for gnatls
15931 @section Switches for @code{gnatls}
15932
15933 @noindent
15934 @code{gnatls} recognizes the following switches:
15935
15936 @table @option
15937 @c !sort!
15938 @item ^-a^/ALL_UNITS^
15939 @cindex @option{^-a^/ALL_UNITS^} (@code{gnatls})
15940 Consider all units, including those of the predefined Ada library.
15941 Especially useful with @option{^-d^/DEPENDENCIES^}.
15942
15943 @item ^-d^/DEPENDENCIES^
15944 @cindex @option{^-d^/DEPENDENCIES^} (@code{gnatls})
15945 List sources from which specified units depend on.
15946
15947 @item ^-h^/OUTPUT=OPTIONS^
15948 @cindex @option{^-h^/OUTPUT=OPTIONS^} (@code{gnatls})
15949 Output the list of options.
15950
15951 @item ^-o^/OUTPUT=OBJECTS^
15952 @cindex @option{^-o^/OUTPUT=OBJECTS^} (@code{gnatls})
15953 Only output information about object files.
15954
15955 @item ^-s^/OUTPUT=SOURCES^
15956 @cindex @option{^-s^/OUTPUT=SOURCES^} (@code{gnatls})
15957 Only output information about source files.
15958
15959 @item ^-u^/OUTPUT=UNITS^
15960 @cindex @option{^-u^/OUTPUT=UNITS^} (@code{gnatls})
15961 Only output information about compilation units.
15962
15963 @item ^-aO^/OBJECT_SEARCH=^@var{dir}
15964 @itemx ^-aI^/SOURCE_SEARCH=^@var{dir}
15965 @itemx ^-I^/SEARCH=^@var{dir}
15966 @itemx  ^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^
15967 @itemx -nostdinc
15968 @cindex @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH^} (@code{gnatls})
15969 @cindex @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH^} (@code{gnatls})
15970 @cindex @option{^-I^/SEARCH^} (@code{gnatls})
15971 @cindex @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^} (@code{gnatls})
15972 Source path manipulation. Same meaning as the equivalent @code{gnatmake} flags
15973 (see @ref{Switches for gnatmake}).
15974
15975 @item --RTS=@var{rts-path}
15976 @cindex @option{--RTS} (@code{gnatls})
15977 Specifies the default location of the runtime library. Same meaning as the
15978 equivalent @code{gnatmake} flag (see @ref{Switches for gnatmake}).
15979
15980 @item ^-v^/OUTPUT=VERBOSE^
15981 @cindex @option{^-v^/OUTPUT=VERBOSE^} (@code{gnatls})
15982 Verbose mode. Output the complete source and object paths. Do not use
15983 the default column layout but instead use long format giving as much as
15984 information possible on each requested units, including special
15985 characteristics such as:
15986
15987 @table @code
15988 @item  Preelaborable
15989 The unit is preelaborable in the Ada 95 sense.
15990
15991 @item No_Elab_Code
15992 No elaboration code has been produced by the compiler for this unit.
15993
15994 @item Pure
15995 The unit is pure in the Ada 95 sense.
15996
15997 @item Elaborate_Body
15998 The unit contains a pragma Elaborate_Body.
15999
16000 @item Remote_Types
16001 The unit contains a pragma Remote_Types.
16002
16003 @item Shared_Passive
16004 The unit contains a pragma Shared_Passive.
16005
16006 @item Predefined
16007 This unit is part of the predefined environment and cannot be modified
16008 by the user.
16009
16010 @item Remote_Call_Interface
16011 The unit contains a pragma Remote_Call_Interface.
16012
16013 @end table
16014
16015 @end table
16016
16017 @node Examples of gnatls Usage
16018 @section Example of @code{gnatls} Usage
16019 @ifclear vms
16020
16021 @noindent
16022 Example of using the verbose switch. Note how the source and
16023 object paths are affected by the -I switch.
16024
16025 @smallexample
16026 $ gnatls -v -I.. demo1.o
16027
16028 GNATLS 3.10w (970212) Copyright 1999 Free Software Foundation, Inc.
16029
16030 Source Search Path:
16031    <Current_Directory>
16032    ../
16033    /home/comar/local/adainclude/
16034
16035 Object Search Path:
16036    <Current_Directory>
16037    ../
16038    /home/comar/local/lib/gcc-lib/mips-sni-sysv4/2.7.2/adalib/
16039
16040 ./demo1.o
16041    Unit =>
16042      Name   => demo1
16043      Kind   => subprogram body
16044      Flags  => No_Elab_Code
16045      Source => demo1.adb    modified
16046 @end smallexample
16047
16048 @noindent
16049 The following is an example of use of the dependency list.
16050 Note the use of the -s switch
16051 which gives a straight list of source files. This can be useful for
16052 building specialized scripts.
16053
16054 @smallexample
16055 $ gnatls -d demo2.o
16056 ./demo2.o   demo2        OK demo2.adb
16057                          OK gen_list.ads
16058                          OK gen_list.adb
16059                          OK instr.ads
16060                          OK instr-child.ads
16061
16062 $ gnatls -d -s -a demo1.o
16063 demo1.adb
16064 /home/comar/local/adainclude/ada.ads
16065 /home/comar/local/adainclude/a-finali.ads
16066 /home/comar/local/adainclude/a-filico.ads
16067 /home/comar/local/adainclude/a-stream.ads
16068 /home/comar/local/adainclude/a-tags.ads
16069 gen_list.ads
16070 gen_list.adb
16071 /home/comar/local/adainclude/gnat.ads
16072 /home/comar/local/adainclude/g-io.ads
16073 instr.ads
16074 /home/comar/local/adainclude/system.ads
16075 /home/comar/local/adainclude/s-exctab.ads
16076 /home/comar/local/adainclude/s-finimp.ads
16077 /home/comar/local/adainclude/s-finroo.ads
16078 /home/comar/local/adainclude/s-secsta.ads
16079 /home/comar/local/adainclude/s-stalib.ads
16080 /home/comar/local/adainclude/s-stoele.ads
16081 /home/comar/local/adainclude/s-stratt.ads
16082 /home/comar/local/adainclude/s-tasoli.ads
16083 /home/comar/local/adainclude/s-unstyp.ads
16084 /home/comar/local/adainclude/unchconv.ads
16085 @end smallexample
16086 @end ifclear
16087
16088 @ifset vms
16089 @smallexample
16090 GNAT LIST /DEPENDENCIES /OUTPUT=SOURCES /ALL_UNITS DEMO1.ADB
16091
16092 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]ada.ads
16093 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]a-finali.ads
16094 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]a-filico.ads
16095 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]a-stream.ads
16096 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]a-tags.ads
16097 demo1.adb
16098 gen_list.ads
16099 gen_list.adb
16100 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]gnat.ads
16101 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]g-io.ads
16102 instr.ads
16103 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]system.ads
16104 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-exctab.ads
16105 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-finimp.ads
16106 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-finroo.ads
16107 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-secsta.ads
16108 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-stalib.ads
16109 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-stoele.ads
16110 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-stratt.ads
16111 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-tasoli.ads
16112 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-unstyp.ads
16113 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]unchconv.ads
16114 @end smallexample
16115 @end ifset
16116
16117 @node Cleaning Up Using gnatclean
16118 @chapter Cleaning Up Using @code{gnatclean}
16119 @findex gnatclean
16120 @cindex Cleaning tool
16121
16122 @noindent
16123 @code{gnatclean} is a tool that allows the deletion of files produced by the
16124 compiler, binder and linker, including ALI files, object files, tree files,
16125 expanded source files, library files, interface copy source files, binder
16126 generated files and executable files.
16127
16128 @menu
16129 * Running gnatclean::
16130 * Switches for gnatclean::
16131 * Examples of gnatclean Usage::
16132 @end menu
16133
16134 @node Running gnatclean
16135 @section Running @code{gnatclean}
16136
16137 @noindent
16138 The @code{gnatclean} command has the form:
16139
16140 @smallexample
16141 $ gnatclean switches @var{names}
16142 @end smallexample
16143
16144 @noindent
16145 @var{names} is a list of source file names. Suffixes @code{.^ads^ADS^} and
16146 @code{^adb^ADB^} may be omitted. If a project file is specified using switch
16147 @code{^-P^/PROJECT_FILE=^}, then @var{names} may be completely omitted.
16148
16149 @noindent
16150 In normal mode, @code{gnatclean} delete the files produced by the compiler and,
16151 if switch @code{^-c^/COMPILER_FILES_ONLY^} is not specified, by the binder and
16152 the linker. In informative-only mode, specified by switch
16153 @code{^-n^/NODELETE^}, the list of files that would have been deleted in
16154 normal mode is listed, but no file is actually deleted.
16155
16156 @node Switches for gnatclean
16157 @section Switches for @code{gnatclean}
16158
16159 @noindent
16160 @code{gnatclean} recognizes the following switches:
16161
16162 @table @option
16163 @c !sort!
16164 @item ^-c^/COMPILER_FILES_ONLY^
16165 @cindex @option{^-c^/COMPILER_FILES_ONLY^} (@code{gnatclean})
16166 Only attempt to delete the files produced by the compiler, not those produced
16167 by the binder or the linker. The files that are not to be deleted are library
16168 files, interface copy files, binder generated files and executable files.
16169
16170 @item ^-D ^/DIRECTORY_OBJECTS=^@var{dir}
16171 @cindex @option{^-D^/DIRECTORY_OBJECTS^} (@code{gnatclean})
16172 Indicate that ALI and object files should normally be found in directory
16173 @var{dir}.
16174
16175 @item ^-F^/FULL_PATH_IN_BRIEF_MESSAGES^
16176 @cindex @option{^-F^/FULL_PATH_IN_BRIEF_MESSAGES^} (@code{gnatclean})
16177 When using project files, if some errors or warnings are detected during
16178 parsing and verbose mode is not in effect (no use of switch
16179 ^-v^/VERBOSE^), then error lines start with the full path name of the project
16180 file, rather than its simple file name.
16181
16182 @item ^-h^/HELP^
16183 @cindex @option{^-h^/HELP^} (@code{gnatclean})
16184 Output a message explaining the usage of @code{^gnatclean^gnatclean^}.
16185
16186 @item ^-n^/NODELETE^
16187 @cindex @option{^-n^/NODELETE^} (@code{gnatclean})
16188 Informative-only mode. Do not delete any files. Output the list of the files
16189 that would have been deleted if this switch was not specified.
16190
16191 @item ^-P^/PROJECT_FILE=^@var{project}
16192 @cindex @option{^-P^/PROJECT_FILE^} (@code{gnatclean})
16193 Use project file @var{project}. Only one such switch can be used.
16194 When cleaning a project file, the files produced by the compilation of the
16195 immediate sources or inherited sources of the project files are to be
16196 deleted. This is not depending on the presence or not of executable names
16197 on the command line.
16198
16199 @item ^-q^/QUIET^
16200 @cindex @option{^-q^/QUIET^} (@code{gnatclean})
16201 Quiet output. If there are no error, do not ouuput anything, except in
16202 verbose mode (switch ^-v^/VERBOSE^) or in informative-only mode
16203 (switch ^-n^/NODELETE^).
16204
16205 @item ^-r^/RECURSIVE^
16206 @cindex @option{^-r^/RECURSIVE^} (@code{gnatclean})
16207 When a project file is specified (using switch ^-P^/PROJECT_FILE=^),
16208 clean all imported and extended project files, recursively. If this switch
16209 is not specified, only the files related to the main project file are to be
16210 deleted. This switch has no effect if no project file is specified.
16211
16212 @item ^-v^/VERBOSE^
16213 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@code{gnatclean})
16214 Verbose mode.
16215
16216 @item ^-vP^/MESSAGES_PROJECT_FILE=^@emph{x}
16217 @cindex @option{^-vP^/MESSAGES_PROJECT_FILE^} (@code{gnatclean})
16218 Indicates the verbosity of the parsing of GNAT project files.
16219 See @ref{Switches Related to Project Files}.
16220
16221 @item ^-X^/EXTERNAL_REFERENCE=^@var{name=value}
16222 @cindex @option{^-X^/EXTERNAL_REFERENCE^} (@code{gnatclean})
16223 Indicates that external variable @var{name} has the value @var{value}.
16224 The Project Manager will use this value for occurrences of
16225 @code{external(name)} when parsing the project file.
16226 See @ref{Switches Related to Project Files}.
16227
16228 @item ^-aO^/OBJECT_SEARCH=^@var{dir}
16229 @cindex @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH^} (@code{gnatclean})
16230 When searching for ALI and object files, look in directory
16231 @var{dir}.
16232
16233 @item ^-I^/SEARCH=^@var{dir}
16234 @cindex @option{^-I^/SEARCH^} (@code{gnatclean})
16235 Equivalent to @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH=^@var{dir}}.
16236
16237 @item ^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^
16238 @cindex @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^} (@code{gnatclean})
16239 @cindex Source files, suppressing search
16240 Do not look for ALI or object files in the directory
16241 where @code{gnatclean} was invoked.
16242
16243 @end table
16244
16245 @node Examples of gnatclean Usage
16246 @section Examples of @code{gnatclean} Usage
16247
16248 @ifclear vms
16249 @node GNAT and Libraries
16250 @chapter GNAT and Libraries
16251 @cindex Library, building, installing
16252
16253 @noindent
16254 This chapter addresses some of the issues related to building and using
16255 a library with GNAT. It also shows how the GNAT run-time library can be
16256 recompiled.
16257
16258 @menu
16259 * Creating an Ada Library::
16260 * Installing an Ada Library::
16261 * Using an Ada Library::
16262 * Creating an Ada Library to be Used in a Non-Ada Context::
16263 * Rebuilding the GNAT Run-Time Library::
16264 @end menu
16265
16266 @node Creating an Ada Library
16267 @section Creating an Ada Library
16268
16269 @noindent
16270 In the GNAT environment, a library has two components:
16271 @itemize @bullet
16272 @item
16273 Source files.
16274 @item
16275 Compiled code and Ali files. See @ref{The Ada Library Information Files}.
16276 @end itemize
16277
16278 @noindent
16279 In order to use other packages @ref{The GNAT Compilation Model}
16280 requires a certain number of sources to be available to the compiler.
16281 The minimal set of
16282 sources required includes the specs of all the packages that make up the
16283 visible part of the library as well as all the sources upon which they
16284 depend. The bodies of all visible generic units must also be provided.
16285 @noindent
16286 Although it is not strictly mandatory, it is recommended that all sources
16287 needed to recompile the library be provided, so that the user can make
16288 full use of inter-unit inlining and source-level debugging. This can also
16289 make the situation easier for users that need to upgrade their compilation
16290 toolchain and thus need to recompile the library from sources.
16291
16292 @noindent
16293 The compiled code can be provided in different ways. The simplest way is
16294 to provide directly the set of objects produced by the compiler during
16295 the compilation of the library. It is also possible to group the objects
16296 into an archive using whatever commands are provided by the operating
16297 system. Finally, it is also possible to create a shared library (see
16298 option -shared in the GCC manual).
16299
16300 @noindent
16301 There are various possibilities for compiling the units that make up the
16302 library: for example with a Makefile @ref{Using the GNU make Utility},
16303 or with a conventional script.
16304 For simple libraries, it is also possible to create a
16305 dummy main program which depends upon all the packages that comprise the
16306 interface of the library. This dummy main program can then be given to
16307 gnatmake, in order to build all the necessary objects. Here is an example
16308 of such a dummy program and the generic commands used to build an
16309 archive or a shared library.
16310
16311 @smallexample @c ada
16312 @iftex
16313 @leftskip=.7cm
16314 @end iftex
16315 with My_Lib.Service1;
16316 with My_Lib.Service2;
16317 with My_Lib.Service3;
16318 procedure My_Lib_Dummy is
16319 begin
16320    null;
16321 end;
16322 @end smallexample
16323
16324 @smallexample
16325 # compiling the library
16326 $ gnatmake -c my_lib_dummy.adb
16327
16328 # we don't need the dummy object itself
16329 $ rm my_lib_dummy.o my_lib_dummy.ali
16330
16331 # create an archive with the remaining objects
16332 $ ar rc libmy_lib.a *.o
16333 # some systems may require "ranlib" to be run as well
16334
16335 # or create a shared library
16336 $ gcc -shared -o libmy_lib.so *.o
16337 # some systems may require the code to have been compiled with -fPIC
16338
16339 # remove the object files that are now in the library
16340 $ rm *.o
16341
16342 # Make the ALI files read-only so that gnatmake will not try to
16343 # regenerate the objects that are in the library
16344 $ chmod -w *.ali
16345
16346 @end smallexample
16347
16348 @noindent
16349 When the objects are grouped in an archive or a shared library, the user
16350 needs to specify the desired library at link time, unless a pragma
16351 linker_options has been used in one of the sources:
16352 @smallexample @c ada
16353 pragma Linker_Options ("-lmy_lib");
16354 @end smallexample
16355
16356 @noindent
16357 Please note that the library must have a name of the form libxxx.a or
16358 libxxx.so in order to be accessed by the directive -lxxx at link
16359 time.
16360
16361 @node Installing an Ada Library
16362 @section Installing an Ada Library
16363
16364 @noindent
16365 In the GNAT model, installing a library consists in copying into a specific
16366 location the files that make up this library. It is possible to install
16367 the sources in a different directory from the other files (ALI, objects,
16368 archives) since the source path and the object path can easily be
16369 specified separately.
16370
16371 @noindent
16372 For general purpose libraries, it is possible for the system
16373 administrator to put those libraries in the default compiler paths. To
16374 achieve this, he must specify their location in the configuration files
16375 @file{ada_source_path} and @file{ada_object_path} that must be located in
16376 the GNAT
16377 installation tree at the same place as the gcc spec file. The location of
16378 the gcc spec file can be determined as follows:
16379 @smallexample
16380 $ gcc -v
16381 @end smallexample
16382
16383 @noindent
16384 The configuration files mentioned above have simple format: each line in them
16385 must contain one unique
16386 directory name. Those names are added to the corresponding path
16387 in their order of appearance in the file. The names can be either absolute
16388 or relative, in the latter case, they are relative to where theses files
16389 are located.
16390
16391 @noindent
16392 @file{ada_source_path} and @file{ada_object_path} might actually not be
16393 present in a
16394 GNAT installation, in which case, GNAT will look for its run-time library in
16395 he directories @file{adainclude} for the sources and @file{adalib} for the
16396 objects and @file{ALI} files. When the files exist, the compiler does not
16397 look in @file{adainclude} and @file{adalib} at all, and thus the
16398 @file{ada_source_path} file
16399 must contain the location for the GNAT run-time sources (which can simply
16400 be @file{adainclude}). In the same way, the @file{ada_object_path} file must
16401 contain the location for the GNAT run-time objects (which can simply
16402 be @file{adalib}).
16403
16404 @noindent
16405 You can also specify a new default path to the runtime library at compilation
16406 time with the switch @option{--RTS=rts-path}. You can easily choose and change
16407 the runtime you want your program to be compiled with. This switch is
16408 recognized by gcc, gnatmake, gnatbind, gnatls, gnatfind and gnatxref.
16409
16410 @noindent
16411 It is possible to install a library before or after the standard GNAT
16412 library, by reordering the lines in the configuration files. In general, a
16413 library must be installed before the GNAT library if it redefines
16414 any part of it.
16415
16416 @node Using an Ada Library
16417 @section Using an Ada Library
16418
16419 @noindent
16420 In order to use a Ada library, you need to make sure that this
16421 library is on both your source and object path
16422 @ref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}
16423 and @ref{Search Paths for gnatbind}. For
16424 instance, you can use the library @file{mylib} installed in
16425 @file{/dir/my_lib_src} and @file{/dir/my_lib_obj} with the following commands:
16426
16427 @smallexample
16428 $ gnatmake -aI/dir/my_lib_src -aO/dir/my_lib_obj my_appl \
16429   -largs -lmy_lib
16430 @end smallexample
16431
16432 @noindent
16433 This can be simplified down to the following:
16434 @smallexample
16435 $ gnatmake my_appl
16436 @end smallexample
16437 when the following conditions are met:
16438 @itemize @bullet
16439 @item
16440 @file{/dir/my_lib_src} has been added by the user to the environment
16441 variable @code{ADA_INCLUDE_PATH}, or by the administrator to the file
16442 @file{ada_source_path}
16443 @item
16444 @file{/dir/my_lib_obj} has been added by the user to the environment
16445 variable @code{ADA_OBJECTS_PATH}, or by the administrator to the file
16446 @file{ada_object_path}
16447 @item
16448 a pragma @code{Linker_Options}, as mentioned in @ref{Creating an Ada Library},
16449 has been added to the sources.
16450 @end itemize
16451 @noindent
16452
16453 @node Creating an Ada Library to be Used in a Non-Ada Context
16454 @section Creating an Ada Library to be Used in a Non-Ada Context
16455
16456 @noindent
16457 The previous sections detailed how to create and install a library that
16458 was usable from an Ada main program. Using this library in a non-Ada
16459 context is not possible, because the elaboration of the library is
16460 automatically done as part of the main program elaboration.
16461
16462 GNAT also provides the ability to build libraries that can be used both
16463 in an Ada and non-Ada context.  This section describes how to build such
16464 a library, and then how to use it from a C program. The method for
16465 interfacing with the library from other languages such as Fortran for
16466 instance remains the same.
16467
16468 @subsection Creating the Library
16469
16470 @itemize @bullet
16471 @item Identify the units representing the interface of the library.
16472
16473 Here is an example of simple library interface:
16474
16475 @smallexample @c ada
16476 package Interface is
16477
16478    procedure Do_Something;
16479
16480    procedure Do_Something_Else;
16481
16482 end Interface;
16483 @end smallexample
16484
16485 @item Use @code{pragma Export} or @code{pragma Convention} for the
16486 exported entities.
16487
16488 Our package @code{Interface} is then updated as follow:
16489 @smallexample @c ada
16490 package Interface is
16491
16492    procedure Do_Something;
16493    pragma Export (C, Do_Something, "do_something");
16494
16495    procedure Do_Something_Else;
16496    pragma Export (C, Do_Something_Else, "do_something_else");
16497
16498 end Interface;
16499 @end smallexample
16500
16501 @item Compile all the units composing the library.
16502
16503 @item Bind the library objects.
16504
16505 This step is performed by invoking gnatbind with the @option{-L<prefix>}
16506 switch. @code{gnatbind} will then generate the library elaboration
16507 procedure (named @code{<prefix>init}) and the run-time finalization
16508 procedure (named @code{<prefix>final}).
16509
16510 @smallexample
16511 # generate the binder file in Ada
16512 $ gnatbind -Lmylib interface
16513
16514 # generate the binder file in C
16515 $ gnatbind -C -Lmylib interface
16516 @end smallexample
16517
16518 @item Compile the files generated by the binder
16519
16520 @smallexample
16521 $ gcc -c b~interface.adb
16522 @end smallexample
16523
16524 @item Create the library;
16525
16526 The procedure is identical to the procedure explained in
16527 @ref{Creating an Ada Library},
16528 except that @file{b~interface.o} needs to be added to
16529 the list of objects.
16530
16531 @smallexample
16532 # create an archive file
16533 $ ar cr libmylib.a b~interface.o <other object files>
16534
16535 # create a shared library
16536 $ gcc -shared -o libmylib.so b~interface.o <other object files>
16537 @end smallexample
16538
16539 @item Provide a ``foreign'' view of the library interface;
16540
16541 The example below shows the content of @code{mylib_interface.h} (note
16542 that there is no rule for the naming of this file, any name can be used)
16543 @smallexample
16544 /* the library elaboration procedure */
16545 extern void mylibinit (void);
16546
16547 /* the library finalization procedure */
16548 extern void mylibfinal (void);
16549
16550 /* the interface exported by the library */
16551 extern void do_something (void);
16552 extern void do_something_else (void);
16553 @end smallexample
16554 @end itemize
16555
16556 @subsection Using the Library
16557
16558 @noindent
16559 Libraries built as explained above can be used from any program, provided
16560 that the elaboration procedures (named @code{mylibinit} in the previous
16561 example) are called before the library services are used. Any number of
16562 libraries can be used simultaneously, as long as the elaboration
16563 procedure of each library is called.
16564
16565 Below is an example of C program that uses our @code{mylib} library.
16566
16567 @smallexample
16568 #include "mylib_interface.h"
16569
16570 int
16571 main (void)
16572 @{
16573    /* First, elaborate the library before using it */
16574    mylibinit ();
16575
16576    /* Main program, using the library exported entities */
16577    do_something ();
16578    do_something_else ();
16579
16580    /* Library finalization at the end of the program */
16581    mylibfinal ();
16582    return 0;
16583 @}
16584 @end smallexample
16585
16586 @noindent
16587 Note that this same library can be used from an equivalent Ada main
16588 program. In addition, if the libraries are installed as detailed in
16589 @ref{Installing an Ada Library}, it is not necessary to invoke the
16590 library elaboration and finalization routines. The binder will ensure
16591 that this is done as part of the main program elaboration and
16592 finalization phases.
16593
16594 @subsection The Finalization Phase
16595
16596 @noindent
16597 Invoking any library finalization procedure generated by @code{gnatbind}
16598 shuts down the Ada run time permanently. Consequently, the finalization
16599 of all Ada libraries must be performed at the end of the program. No
16600 call to these libraries nor the Ada run time should be made past the
16601 finalization phase.
16602
16603 @subsection Restrictions in Libraries
16604
16605 @noindent
16606 The pragmas listed below should be used with caution inside libraries,
16607 as they can create incompatibilities with other Ada libraries:
16608 @itemize @bullet
16609 @item pragma @code{Locking_Policy}
16610 @item pragma @code{Queuing_Policy}
16611 @item pragma @code{Task_Dispatching_Policy}
16612 @item pragma @code{Unreserve_All_Interrupts}
16613 @end itemize
16614 When using a library that contains such pragmas, the user must make sure
16615 that all libraries use the same pragmas with the same values. Otherwise,
16616 a @code{Program_Error} will
16617 be raised during the elaboration of the conflicting
16618 libraries. The usage of these pragmas and its consequences for the user
16619 should therefore be well documented.
16620
16621 Similarly, the traceback in exception occurrences mechanism should be
16622 enabled or disabled in a consistent manner across all libraries.
16623 Otherwise, a Program_Error will be raised during the elaboration of the
16624 conflicting libraries.
16625
16626 If the @code{'Version} and @code{'Body_Version}
16627 attributes are used inside a library, then it is necessary to
16628 perform a @code{gnatbind} step that mentions all @file{ALI} files in all
16629 libraries, so that version identifiers can be properly computed.
16630 In practice these attributes are rarely used, so this is unlikely
16631 to be a consideration.
16632
16633 @node  Rebuilding the GNAT Run-Time Library
16634 @section Rebuilding the GNAT Run-Time Library
16635
16636 @noindent
16637 It may be useful to recompile the GNAT library in various contexts, the
16638 most important one being the use of partition-wide configuration pragmas
16639 such as Normalize_Scalar. A special Makefile called
16640 @code{Makefile.adalib} is provided to that effect and can be found in
16641 the directory containing the GNAT library. The location of this
16642 directory depends on the way the GNAT environment has been installed and can
16643 be determined by means of the command:
16644
16645 @smallexample
16646 $ gnatls -v
16647 @end smallexample
16648
16649 @noindent
16650 The last entry in the object search path usually contains the
16651 gnat library. This Makefile contains its own documentation and in
16652 particular the set of instructions needed to rebuild a new library and
16653 to use it.
16654
16655 @node Using the GNU make Utility
16656 @chapter Using the GNU @code{make} Utility
16657 @findex make
16658
16659 @noindent
16660 This chapter offers some examples of makefiles that solve specific
16661 problems. It does not explain how to write a makefile (see the GNU make
16662 documentation), nor does it try to replace the @code{gnatmake} utility
16663 (@pxref{The GNAT Make Program gnatmake}).
16664
16665 All the examples in this section are specific to the GNU version of
16666 make. Although @code{make} is a standard utility, and the basic language
16667 is the same, these examples use some advanced features found only in
16668 @code{GNU make}.
16669
16670 @menu
16671 * Using gnatmake in a Makefile::
16672 * Automatically Creating a List of Directories::
16673 * Generating the Command Line Switches::
16674 * Overcoming Command Line Length Limits::
16675 @end menu
16676
16677 @node Using gnatmake in a Makefile
16678 @section Using gnatmake in a Makefile
16679 @findex makefile
16680 @cindex GNU make
16681
16682 @noindent
16683 Complex project organizations can be handled in a very powerful way by
16684 using GNU make combined with gnatmake. For instance, here is a Makefile
16685 which allows you to build each subsystem of a big project into a separate
16686 shared library. Such a makefile allows you to significantly reduce the link
16687 time of very big applications while maintaining full coherence at
16688 each step of the build process.
16689
16690 The list of dependencies are handled automatically by
16691 @code{gnatmake}. The Makefile is simply used to call gnatmake in each of
16692 the appropriate directories.
16693
16694 Note that you should also read the example on how to automatically
16695 create the list of directories
16696 (@pxref{Automatically Creating a List of Directories})
16697 which might help you in case your project has a lot of subdirectories.
16698
16699 @smallexample
16700 @iftex
16701 @leftskip=0cm
16702 @font@heightrm=cmr8
16703 @heightrm
16704 @end iftex
16705 ## This Makefile is intended to be used with the following directory
16706 ## configuration:
16707 ##  - The sources are split into a series of csc (computer software components)
16708 ##    Each of these csc is put in its own directory.
16709 ##    Their name are referenced by the directory names.
16710 ##    They will be compiled into shared library (although this would also work
16711 ##    with static libraries
16712 ##  - The main program (and possibly other packages that do not belong to any
16713 ##    csc is put in the top level directory (where the Makefile is).
16714 ##       toplevel_dir __ first_csc  (sources) __ lib (will contain the library)
16715 ##                    \_ second_csc (sources) __ lib (will contain the library)
16716 ##                    \_ ...
16717 ## Although this Makefile is build for shared library, it is easy to modify
16718 ## to build partial link objects instead (modify the lines with -shared and
16719 ## gnatlink below)
16720 ##
16721 ## With this makefile, you can change any file in the system or add any new
16722 ## file, and everything will be recompiled correctly (only the relevant shared
16723 ## objects will be recompiled, and the main program will be re-linked).
16724
16725 # The list of computer software component for your project. This might be
16726 # generated automatically.
16727 CSC_LIST=aa bb cc
16728
16729 # Name of the main program (no extension)
16730 MAIN=main
16731
16732 # If we need to build objects with -fPIC, uncomment the following line
16733 #NEED_FPIC=-fPIC
16734
16735 # The following variable should give the directory containing libgnat.so
16736 # You can get this directory through 'gnatls -v'. This is usually the last
16737 # directory in the Object_Path.
16738 GLIB=...
16739
16740 # The directories for the libraries
16741 # (This macro expands the list of CSC to the list of shared libraries, you
16742 # could simply use the expanded form :
16743 # LIB_DIR=aa/lib/libaa.so bb/lib/libbb.so cc/lib/libcc.so
16744 LIB_DIR=$@{foreach dir,$@{CSC_LIST@},$@{dir@}/lib/lib$@{dir@}.so@}
16745
16746 $@{MAIN@}: objects $@{LIB_DIR@}
16747     gnatbind $@{MAIN@} $@{CSC_LIST:%=-aO%/lib@} -shared
16748     gnatlink $@{MAIN@} $@{CSC_LIST:%=-l%@}
16749
16750 objects::
16751     # recompile the sources
16752     gnatmake -c -i $@{MAIN@}.adb $@{NEED_FPIC@} $@{CSC_LIST:%=-I%@}
16753
16754 # Note: In a future version of GNAT, the following commands will be simplified
16755 # by a new tool, gnatmlib
16756 $@{LIB_DIR@}:
16757     mkdir -p $@{dir $@@ @}
16758     cd $@{dir $@@ @}; gcc -shared -o $@{notdir $@@ @} ../*.o -L$@{GLIB@} -lgnat
16759     cd $@{dir $@@ @}; cp -f ../*.ali .
16760
16761 # The dependencies for the modules
16762 # Note that we have to force the expansion of *.o, since in some cases
16763 # make won't be able to do it itself.
16764 aa/lib/libaa.so: $@{wildcard aa/*.o@}
16765 bb/lib/libbb.so: $@{wildcard bb/*.o@}
16766 cc/lib/libcc.so: $@{wildcard cc/*.o@}
16767
16768 # Make sure all of the shared libraries are in the path before starting the
16769 # program
16770 run::
16771     LD_LIBRARY_PATH=`pwd`/aa/lib:`pwd`/bb/lib:`pwd`/cc/lib ./$@{MAIN@}
16772
16773 clean::
16774     $@{RM@} -rf $@{CSC_LIST:%=%/lib@}
16775     $@{RM@} $@{CSC_LIST:%=%/*.ali@}
16776     $@{RM@} $@{CSC_LIST:%=%/*.o@}
16777     $@{RM@} *.o *.ali $@{MAIN@}
16778 @end smallexample
16779
16780 @node Automatically Creating a List of Directories
16781 @section Automatically Creating a List of Directories
16782
16783 @noindent
16784 In most makefiles, you will have to specify a list of directories, and
16785 store it in a variable. For small projects, it is often easier to
16786 specify each of them by hand, since you then have full control over what
16787 is the proper order for these directories, which ones should be
16788 included...
16789
16790 However, in larger projects, which might involve hundreds of
16791 subdirectories, it might be more convenient to generate this list
16792 automatically.
16793
16794 The example below presents two methods. The first one, although less
16795 general, gives you more control over the list. It involves wildcard
16796 characters, that are automatically expanded by @code{make}. Its
16797 shortcoming is that you need to explicitly specify some of the
16798 organization of your project, such as for instance the directory tree
16799 depth, whether some directories are found in a separate tree,...
16800
16801 The second method is the most general one. It requires an external
16802 program, called @code{find}, which is standard on all Unix systems. All
16803 the directories found under a given root directory will be added to the
16804 list.
16805
16806 @smallexample
16807 @iftex
16808 @leftskip=0cm
16809 @font@heightrm=cmr8
16810 @heightrm
16811 @end iftex
16812 # The examples below are based on the following directory hierarchy:
16813 # All the directories can contain any number of files
16814 # ROOT_DIRECTORY ->  a  ->  aa  ->  aaa
16815 #                       ->  ab
16816 #                       ->  ac
16817 #                ->  b  ->  ba  ->  baa
16818 #                       ->  bb
16819 #                       ->  bc
16820 # This Makefile creates a variable called DIRS, that can be reused any time
16821 # you need this list (see the other examples in this section)
16822
16823 # The root of your project's directory hierarchy
16824 ROOT_DIRECTORY=.
16825
16826 ####
16827 # First method: specify explicitly the list of directories
16828 # This allows you to specify any subset of all the directories you need.
16829 ####
16830
16831 DIRS := a/aa/ a/ab/ b/ba/
16832
16833 ####
16834 # Second method: use wildcards
16835 # Note that the argument(s) to wildcard below should end with a '/'.
16836 # Since wildcards also return file names, we have to filter them out
16837 # to avoid duplicate directory names.
16838 # We thus use make's @code{dir} and @code{sort} functions.
16839 # It sets DIRs to the following value (note that the directories aaa and baa
16840 # are not given, unless you change the arguments to wildcard).
16841 # DIRS= ./a/a/ ./b/ ./a/aa/ ./a/ab/ ./a/ac/ ./b/ba/ ./b/bb/ ./b/bc/
16842 ####
16843
16844 DIRS := $@{sort $@{dir $@{wildcard $@{ROOT_DIRECTORY@}/*/
16845                     $@{ROOT_DIRECTORY@}/*/*/@}@}@}
16846
16847 ####
16848 # Third method: use an external program
16849 # This command is much faster if run on local disks, avoiding NFS slowdowns.
16850 # This is the most complete command: it sets DIRs to the following value:
16851 # DIRS= ./a ./a/aa ./a/aa/aaa ./a/ab ./a/ac ./b ./b/ba ./b/ba/baa ./b/bb ./b/bc
16852 ####
16853
16854 DIRS := $@{shell find $@{ROOT_DIRECTORY@} -type d -print@}
16855
16856 @end smallexample
16857
16858 @node Generating the Command Line Switches
16859 @section Generating the Command Line Switches
16860
16861 @noindent
16862 Once you have created the list of directories as explained in the
16863 previous section (@pxref{Automatically Creating a List of Directories}),
16864 you can easily generate the command line arguments to pass to gnatmake.
16865
16866 For the sake of completeness, this example assumes that the source path
16867 is not the same as the object path, and that you have two separate lists
16868 of directories.
16869
16870 @smallexample
16871 # see "Automatically creating a list of directories" to create
16872 # these variables
16873 SOURCE_DIRS=
16874 OBJECT_DIRS=
16875
16876 GNATMAKE_SWITCHES := $@{patsubst %,-aI%,$@{SOURCE_DIRS@}@}
16877 GNATMAKE_SWITCHES += $@{patsubst %,-aO%,$@{OBJECT_DIRS@}@}
16878
16879 all:
16880         gnatmake $@{GNATMAKE_SWITCHES@} main_unit
16881 @end smallexample
16882
16883 @node Overcoming Command Line Length Limits
16884 @section Overcoming Command Line Length Limits
16885
16886 @noindent
16887 One problem that might be encountered on big projects is that many
16888 operating systems limit the length of the command line. It is thus hard to give
16889 gnatmake the list of source and object directories.
16890
16891 This example shows how you can set up environment variables, which will
16892 make @code{gnatmake} behave exactly as if the directories had been
16893 specified on the command line, but have a much higher length limit (or
16894 even none on most systems).
16895
16896 It assumes that you have created a list of directories in your Makefile,
16897 using one of the methods presented in
16898 @ref{Automatically Creating a List of Directories}.
16899 For the sake of completeness, we assume that the object
16900 path (where the ALI files are found) is different from the sources patch.
16901
16902 Note a small trick in the Makefile below: for efficiency reasons, we
16903 create two temporary variables (SOURCE_LIST and OBJECT_LIST), that are
16904 expanded immediately by @code{make}. This way we overcome the standard
16905 make behavior which is to expand the variables only when they are
16906 actually used.
16907
16908 On Windows, if you are using the standard Windows command shell, you must
16909 replace colons with semicolons in the assignments to these variables.
16910
16911 @smallexample
16912 @iftex
16913 @leftskip=0cm
16914 @font@heightrm=cmr8
16915 @heightrm
16916 @end iftex
16917 # In this example, we create both ADA_INCLUDE_PATH and ADA_OBJECT_PATH.
16918 # This is the same thing as putting the -I arguments on the command line.
16919 # (the equivalent of using -aI on the command line would be to define
16920 #  only ADA_INCLUDE_PATH, the equivalent of -aO is ADA_OBJECT_PATH).
16921 # You can of course have different values for these variables.
16922 #
16923 # Note also that we need to keep the previous values of these variables, since
16924 # they might have been set before running 'make' to specify where the GNAT
16925 # library is installed.
16926
16927 # see "Automatically creating a list of directories" to create these
16928 # variables
16929 SOURCE_DIRS=
16930 OBJECT_DIRS=
16931
16932 empty:=
16933 space:=$@{empty@} $@{empty@}
16934 SOURCE_LIST := $@{subst $@{space@},:,$@{SOURCE_DIRS@}@}
16935 OBJECT_LIST := $@{subst $@{space@},:,$@{OBJECT_DIRS@}@}
16936 ADA_INCLUDE_PATH += $@{SOURCE_LIST@}
16937 ADA_OBJECT_PATH += $@{OBJECT_LIST@}
16938 export ADA_INCLUDE_PATH
16939 export ADA_OBJECT_PATH
16940
16941 all:
16942         gnatmake main_unit
16943 @end smallexample
16944 @end ifclear
16945
16946
16947 @node Finding Memory Problems
16948 @chapter Finding Memory Problems
16949
16950 @noindent
16951 This chapter describes
16952 @ifclear vms
16953 the @command{gnatmem} tool, which can be used to track down
16954 ``memory leaks'', and
16955 @end ifclear
16956 the GNAT Debug Pool facility, which can be used to detect incorrect uses of
16957 access values (including ``dangling references'').
16958
16959 @menu
16960 @ifclear vms
16961 * The gnatmem Tool::
16962 @end ifclear
16963 * The GNAT Debug Pool Facility::
16964 @end menu
16965
16966
16967 @ifclear vms
16968 @node The gnatmem Tool
16969 @section The @command{gnatmem} Tool
16970 @findex gnatmem
16971
16972 @noindent
16973 The @code{gnatmem} utility monitors dynamic allocation and
16974 deallocation activity in a program, and displays information about
16975 incorrect deallocations and possible sources of memory leaks.
16976 It provides three type of information:
16977 @itemize @bullet
16978 @item
16979 General information concerning memory management, such as the total
16980 number of allocations and deallocations, the amount of allocated
16981 memory and the high water mark, i.e. the largest amount of allocated
16982 memory in the course of program execution.
16983
16984 @item
16985 Backtraces for all incorrect deallocations, that is to say deallocations
16986 which do not correspond to a valid allocation.
16987
16988 @item
16989 Information on each allocation that is potentially the origin of a memory
16990 leak.
16991 @end itemize
16992
16993 @menu
16994 * Running gnatmem::
16995 * Switches for gnatmem::
16996 * Example of gnatmem Usage::
16997 @end menu
16998
16999 @node Running gnatmem
17000 @subsection Running @code{gnatmem}
17001
17002 @noindent
17003 @code{gnatmem} makes use of the output created by the special version of
17004 allocation and deallocation routines that record call information. This
17005 allows to obtain accurate dynamic memory usage history at a minimal cost to
17006 the execution speed. Note however, that @code{gnatmem} is not supported on
17007 all platforms (currently, it is supported on AIX, HP-UX, GNU/Linux x86,
17008 Solaris (sparc and x86) and Windows NT/2000/XP (x86).
17009
17010 @noindent
17011 The @code{gnatmem} command has the form
17012
17013 @smallexample
17014    $ gnatmem [switches] user_program
17015 @end smallexample
17016
17017 @noindent
17018 The program must have been linked with the instrumented version of the
17019 allocation and deallocation routines. This is done by linking with the
17020 @file{libgmem.a} library. For correct symbolic backtrace information,
17021 the user program should be compiled with debugging options
17022 @ref{Switches for gcc}. For example to build @file{my_program}:
17023
17024 @smallexample
17025 $ gnatmake -g my_program -largs -lgmem
17026 @end smallexample
17027
17028 @noindent
17029 When running @file{my_program} the file @file{gmem.out} is produced. This file
17030 contains information about all allocations and deallocations done by the
17031 program. It is produced by the instrumented allocations and
17032 deallocations routines and will be used by @code{gnatmem}.
17033
17034 @noindent
17035 Gnatmem must be supplied with the @file{gmem.out} file and the executable to
17036 examine. If the location of @file{gmem.out} file was not explicitly supplied by
17037 @code{-i} switch, gnatmem will assume that this file can be found in the
17038 current directory. For example, after you have executed @file{my_program},
17039 @file{gmem.out} can be analyzed by @code{gnatmem} using the command:
17040
17041 @smallexample
17042 $ gnatmem my_program
17043 @end smallexample
17044
17045 @noindent
17046 This will produce the output with the following format:
17047
17048 *************** debut cc
17049 @smallexample
17050 $ gnatmem my_program
17051
17052 Global information
17053 ------------------
17054    Total number of allocations        :  45
17055    Total number of deallocations      :   6
17056    Final Water Mark (non freed mem)   :  11.29 Kilobytes
17057    High Water Mark                    :  11.40 Kilobytes
17058
17059 .
17060 .
17061 .
17062 Allocation Root # 2
17063 -------------------
17064  Number of non freed allocations    :  11
17065  Final Water Mark (non freed mem)   :   1.16 Kilobytes
17066  High Water Mark                    :   1.27 Kilobytes
17067  Backtrace                          :
17068    my_program.adb:23 my_program.alloc
17069 .
17070 .
17071 .
17072 @end smallexample
17073
17074 The first block of output gives general information. In this case, the
17075 Ada construct ``@code{@b{new}}'' was executed 45 times, and only 6 calls to an
17076 Unchecked_Deallocation routine occurred.
17077
17078 @noindent
17079 Subsequent paragraphs display  information on all allocation roots.
17080 An allocation root is a specific point in the execution of the program
17081 that generates some dynamic allocation, such as a ``@code{@b{new}}''
17082 construct. This root is represented by an execution backtrace (or subprogram
17083 call stack). By default the backtrace depth for allocations roots is 1, so
17084 that a root corresponds exactly to a source location. The backtrace can
17085 be made deeper, to make the root more specific.
17086
17087 @node Switches for gnatmem
17088 @subsection Switches for @code{gnatmem}
17089
17090 @noindent
17091 @code{gnatmem} recognizes the following switches:
17092
17093 @table @option
17094
17095 @item -q
17096 @cindex @option{-q} (@code{gnatmem})
17097 Quiet. Gives the minimum output needed to identify the origin of the
17098 memory leaks. Omits statistical information.
17099
17100 @item @var{N}
17101 @cindex @var{N} (@code{gnatmem})
17102 N is an integer literal (usually between 1 and 10) which controls the
17103 depth of the backtraces defining allocation root. The default value for
17104 N is 1. The deeper the backtrace, the more precise the localization of
17105 the root. Note that the total number of roots can depend on this
17106 parameter. This parameter must be specified @emph{before} the name of the
17107 executable to be analyzed, to avoid ambiguity.
17108
17109 @item -b n
17110 @cindex @option{-b} (@code{gnatmem})
17111 This switch has the same effect as just depth parameter.
17112
17113 @item -i @var{file}
17114 @cindex @option{-i} (@code{gnatmem})
17115 Do the @code{gnatmem} processing starting from @file{file}, rather than
17116 @file{gmem.out} in the current directory.
17117
17118 @item -m n
17119 @cindex @option{-m} (@code{gnatmem})
17120 This switch causes @code{gnatmem} to mask the allocation roots that have less
17121 than n leaks. The default value is 1. Specifying the value of 0 will allow to
17122 examine even the roots that didn't result in leaks.
17123
17124 @item -s order
17125 @cindex @option{-s} (@code{gnatmem})
17126 This switch causes @code{gnatmem} to sort the allocation roots according to the
17127 specified order of sort criteria, each identified by a single letter. The
17128 currently supported criteria are @code{n, h, w} standing respectively for
17129 number of unfreed allocations, high watermark, and final watermark
17130 corresponding to a specific root. The default order is @code{nwh}.
17131
17132 @end table
17133
17134 @node Example of gnatmem Usage
17135 @subsection Example of @code{gnatmem} Usage
17136
17137 @noindent
17138 The following example shows the use of @code{gnatmem}
17139 on a simple memory-leaking program.
17140 Suppose that we have the following Ada program:
17141
17142 @smallexample @c ada
17143 @group
17144 @cartouche
17145 with Unchecked_Deallocation;
17146 procedure Test_Gm is
17147
17148    type T is array (1..1000) of Integer;
17149    type Ptr is access T;
17150    procedure Free is new Unchecked_Deallocation (T, Ptr);
17151    A : Ptr;
17152
17153    procedure My_Alloc is
17154    begin
17155       A := new T;
17156    end My_Alloc;
17157
17158    procedure My_DeAlloc is
17159       B : Ptr := A;
17160    begin
17161       Free (B);
17162    end My_DeAlloc;
17163
17164 begin
17165    My_Alloc;
17166    for I in 1 .. 5 loop
17167       for J in I .. 5 loop
17168          My_Alloc;
17169       end loop;
17170       My_Dealloc;
17171    end loop;
17172 end;
17173 @end cartouche
17174 @end group
17175 @end smallexample
17176
17177 @noindent
17178 The program needs to be compiled with debugging option and linked with
17179 @code{gmem} library:
17180
17181 @smallexample
17182 $ gnatmake -g test_gm -largs -lgmem
17183 @end smallexample
17184
17185 @noindent
17186 Then we execute the program as usual:
17187
17188 @smallexample
17189 $ test_gm
17190 @end smallexample
17191
17192 @noindent
17193 Then @code{gnatmem} is invoked simply with
17194 @smallexample
17195 $ gnatmem test_gm
17196 @end smallexample
17197
17198 @noindent
17199 which produces the following output (result may vary on different platforms):
17200
17201 @smallexample
17202 Global information
17203 ------------------
17204    Total number of allocations        :  18
17205    Total number of deallocations      :   5
17206    Final Water Mark (non freed mem)   :  53.00 Kilobytes
17207    High Water Mark                    :  56.90 Kilobytes
17208
17209 Allocation Root # 1
17210 -------------------
17211  Number of non freed allocations    :  11
17212  Final Water Mark (non freed mem)   :  42.97 Kilobytes
17213  High Water Mark                    :  46.88 Kilobytes
17214  Backtrace                          :
17215    test_gm.adb:11 test_gm.my_alloc
17216
17217 Allocation Root # 2
17218 -------------------
17219  Number of non freed allocations    :   1
17220  Final Water Mark (non freed mem)   :  10.02 Kilobytes
17221  High Water Mark                    :  10.02 Kilobytes
17222  Backtrace                          :
17223    s-secsta.adb:81 system.secondary_stack.ss_init
17224
17225 Allocation Root # 3
17226 -------------------
17227  Number of non freed allocations    :   1
17228  Final Water Mark (non freed mem)   :  12 Bytes
17229  High Water Mark                    :  12 Bytes
17230  Backtrace                          :
17231    s-secsta.adb:181 system.secondary_stack.ss_init
17232 @end smallexample
17233
17234 @noindent
17235 Note that the GNAT run time contains itself a certain number of
17236 allocations that have no  corresponding deallocation,
17237 as shown here for root #2 and root
17238 #3. This is a normal behavior when the number of non freed allocations
17239 is one, it allocates dynamic data structures that the run time needs for
17240 the complete lifetime of the program. Note also that there is only one
17241 allocation root in the user program with a single line back trace:
17242 test_gm.adb:11 test_gm.my_alloc, whereas a careful analysis of the
17243 program shows that 'My_Alloc' is called at 2 different points in the
17244 source (line 21 and line 24). If those two allocation roots need to be
17245 distinguished, the backtrace depth parameter can be used:
17246
17247 @smallexample
17248 $ gnatmem 3 test_gm
17249 @end smallexample
17250
17251 @noindent
17252 which will give the following output:
17253
17254 @smallexample
17255 Global information
17256 ------------------
17257    Total number of allocations        :  18
17258    Total number of deallocations      :   5
17259    Final Water Mark (non freed mem)   :  53.00 Kilobytes
17260    High Water Mark                    :  56.90 Kilobytes
17261
17262 Allocation Root # 1
17263 -------------------
17264  Number of non freed allocations    :  10
17265  Final Water Mark (non freed mem)   :  39.06 Kilobytes
17266  High Water Mark                    :  42.97 Kilobytes
17267  Backtrace                          :
17268    test_gm.adb:11 test_gm.my_alloc
17269    test_gm.adb:24 test_gm
17270    b_test_gm.c:52 main
17271
17272 Allocation Root # 2
17273 -------------------
17274  Number of non freed allocations    :   1
17275  Final Water Mark (non freed mem)   :  10.02 Kilobytes
17276  High Water Mark                    :  10.02 Kilobytes
17277  Backtrace                          :
17278    s-secsta.adb:81  system.secondary_stack.ss_init
17279    s-secsta.adb:283 <system__secondary_stack___elabb>
17280    b_test_gm.c:33   adainit
17281
17282 Allocation Root # 3
17283 -------------------
17284  Number of non freed allocations    :   1
17285  Final Water Mark (non freed mem)   :   3.91 Kilobytes
17286  High Water Mark                    :   3.91 Kilobytes
17287  Backtrace                          :
17288    test_gm.adb:11 test_gm.my_alloc
17289    test_gm.adb:21 test_gm
17290    b_test_gm.c:52 main
17291
17292 Allocation Root # 4
17293 -------------------
17294  Number of non freed allocations    :   1
17295  Final Water Mark (non freed mem)   :  12 Bytes
17296  High Water Mark                    :  12 Bytes
17297  Backtrace                          :
17298    s-secsta.adb:181 system.secondary_stack.ss_init
17299    s-secsta.adb:283 <system__secondary_stack___elabb>
17300    b_test_gm.c:33   adainit
17301 @end smallexample
17302
17303 @noindent
17304 The allocation root #1 of the first example has been split in 2 roots #1
17305 and #3 thanks to the more precise associated backtrace.
17306
17307 @end ifclear
17308
17309
17310 @node The GNAT Debug Pool Facility
17311 @section The GNAT Debug Pool Facility
17312 @findex Debug Pool
17313 @cindex storage, pool, memory corruption
17314
17315 @noindent
17316 The use of unchecked deallocation and unchecked conversion can easily
17317 lead to incorrect memory references. The problems generated by such
17318 references are usually difficult to tackle because the symptoms can be
17319 very remote from the origin of the problem. In such cases, it is
17320 very helpful to detect the problem as early as possible. This is the
17321 purpose of the Storage Pool provided by @code{GNAT.Debug_Pools}.
17322
17323 In order to use the GNAT specific debugging pool, the user must
17324 associate a debug pool object with each of the access types that may be
17325 related to suspected memory problems. See Ada Reference Manual 13.11.
17326 @smallexample @c ada
17327 type Ptr is access Some_Type;
17328 Pool : GNAT.Debug_Pools.Debug_Pool;
17329 for Ptr'Storage_Pool use Pool;
17330 @end smallexample
17331
17332 @noindent
17333 @code{GNAT.Debug_Pools} is derived from a GNAT-specific kind of
17334 pool: the @code{Checked_Pool}. Such pools, like standard Ada storage pools,
17335 allow the user to redefine allocation and deallocation strategies. They
17336 also provide a checkpoint for each dereference, through the use of
17337 the primitive operation @code{Dereference} which is implicitly called at
17338 each dereference of an access value.
17339
17340 Once an access type has been associated with a debug pool, operations on
17341 values of the type may raise four distinct exceptions,
17342 which correspond to four potential kinds of memory corruption:
17343 @itemize @bullet
17344 @item
17345 @code{GNAT.Debug_Pools.Accessing_Not_Allocated_Storage}
17346 @item
17347 @code{GNAT.Debug_Pools.Accessing_Deallocated_Storage}
17348 @item
17349 @code{GNAT.Debug_Pools.Freeing_Not_Allocated_Storage}
17350 @item
17351 @code{GNAT.Debug_Pools.Freeing_Deallocated_Storage }
17352 @end itemize
17353
17354 @noindent
17355 For types associated with a Debug_Pool, dynamic allocation is performed using
17356 the standard
17357 GNAT allocation routine. References to all allocated chunks of memory
17358 are kept in an internal dictionary.
17359 Several deallocation strategies are provided, whereupon the user can choose
17360 to release the memory to the system, keep it allocated for further invalid
17361 access checks, or fill it with an easily recognizable pattern for debug
17362 sessions.
17363 The memory pattern is the old IBM hexadecimal convention: @code{16#DEADBEEF#}.
17364
17365 See the documentation in the file g-debpoo.ads for more information on the
17366 various strategies.
17367
17368 Upon each dereference, a check is made that the access value denotes a
17369 properly allocated memory location. Here is a complete example of use of
17370 @code{Debug_Pools}, that includes typical instances of  memory corruption:
17371 @smallexample @c ada
17372 @iftex
17373 @leftskip=0cm
17374 @end iftex
17375 with Gnat.Io; use Gnat.Io;
17376 with Unchecked_Deallocation;
17377 with Unchecked_Conversion;
17378 with GNAT.Debug_Pools;
17379 with System.Storage_Elements;
17380 with Ada.Exceptions; use Ada.Exceptions;
17381 procedure Debug_Pool_Test is
17382
17383    type T is access Integer;
17384    type U is access all T;
17385
17386    P : GNAT.Debug_Pools.Debug_Pool;
17387    for T'Storage_Pool use P;
17388
17389    procedure Free is new Unchecked_Deallocation (Integer, T);
17390    function UC is new Unchecked_Conversion (U, T);
17391    A, B : aliased T;
17392
17393    procedure Info is new GNAT.Debug_Pools.Print_Info(Put_Line);
17394
17395 begin
17396    Info (P);
17397    A := new Integer;
17398    B := new Integer;
17399    B := A;
17400    Info (P);
17401    Free (A);
17402    begin
17403       Put_Line (Integer'Image(B.all));
17404    exception
17405       when E : others => Put_Line ("raised: " & Exception_Name (E));
17406    end;
17407    begin
17408       Free (B);
17409    exception
17410       when E : others => Put_Line ("raised: " & Exception_Name (E));
17411    end;
17412    B := UC(A'Access);
17413    begin
17414       Put_Line (Integer'Image(B.all));
17415    exception
17416       when E : others => Put_Line ("raised: " & Exception_Name (E));
17417    end;
17418    begin
17419       Free (B);
17420    exception
17421       when E : others => Put_Line ("raised: " & Exception_Name (E));
17422    end;
17423    Info (P);
17424 end Debug_Pool_Test;
17425 @end smallexample
17426
17427 @noindent
17428 The debug pool mechanism provides the following precise diagnostics on the
17429 execution of this erroneous program:
17430 @smallexample
17431 Debug Pool info:
17432   Total allocated bytes :  0
17433   Total deallocated bytes :  0
17434   Current Water Mark:  0
17435   High Water Mark:  0
17436
17437 Debug Pool info:
17438   Total allocated bytes :  8
17439   Total deallocated bytes :  0
17440   Current Water Mark:  8
17441   High Water Mark:  8
17442
17443 raised: GNAT.DEBUG_POOLS.ACCESSING_DEALLOCATED_STORAGE
17444 raised: GNAT.DEBUG_POOLS.FREEING_DEALLOCATED_STORAGE
17445 raised: GNAT.DEBUG_POOLS.ACCESSING_NOT_ALLOCATED_STORAGE
17446 raised: GNAT.DEBUG_POOLS.FREEING_NOT_ALLOCATED_STORAGE
17447 Debug Pool info:
17448   Total allocated bytes :  8
17449   Total deallocated bytes :  4
17450   Current Water Mark:  4
17451   High Water Mark:  8
17452 @end smallexample
17453
17454
17455 @node Creating Sample Bodies Using gnatstub
17456 @chapter Creating Sample Bodies Using @command{gnatstub}
17457 @findex gnatstub
17458
17459 @noindent
17460 @command{gnatstub} creates body stubs, that is, empty but compilable bodies
17461 for library unit declarations.
17462
17463 To create a body stub, @command{gnatstub} has to compile the library
17464 unit declaration. Therefore, bodies can be created only for legal
17465 library units. Moreover, if a library unit depends semantically upon
17466 units located outside the current directory, you have to provide
17467 the source search path when calling @command{gnatstub}, see the description
17468 of @command{gnatstub} switches below.
17469
17470 @menu
17471 * Running gnatstub::
17472 * Switches for gnatstub::
17473 @end menu
17474
17475 @node Running gnatstub
17476 @section Running @command{gnatstub}
17477
17478 @noindent
17479 @command{gnatstub} has the command-line interface of the form
17480
17481 @smallexample
17482 $ gnatstub [switches] filename [directory]
17483 @end smallexample
17484
17485 @noindent
17486 where
17487 @table @emph
17488 @item filename
17489 is the name of the source file that contains a library unit declaration
17490 for which a body must be created. The file name may contain the path
17491 information.
17492 The file name does not have to follow the GNAT file name conventions. If the
17493 name
17494 does not follow GNAT file naming conventions, the name of the body file must
17495 be provided
17496 explicitly as the value of the @option{^-o^/BODY=^@var{body-name}} option.
17497 If the file name follows the GNAT file naming
17498 conventions and the name of the body file is not provided,
17499 @command{gnatstub}
17500 creates the name
17501 of the body file from the argument file name by replacing the @file{.ads}
17502 suffix
17503 with the @file{.adb} suffix.
17504
17505 @item directory
17506 indicates the directory in which the body stub is to be placed (the default
17507 is the
17508 current directory)
17509
17510 @item switches
17511 is an optional sequence of switches as described in the next section
17512 @end table
17513
17514 @node Switches for gnatstub
17515 @section Switches for @command{gnatstub}
17516
17517 @table @option
17518 @c !sort!
17519
17520 @item ^-f^/FULL^
17521 @cindex @option{^-f^/FULL^} (@command{gnatstub})
17522 If the destination directory already contains a file with the name of the
17523 body file
17524 for the argument spec file, replace it with the generated body stub.
17525
17526 @item ^-hs^/HEADER=SPEC^
17527 @cindex @option{^-hs^/HEADER=SPEC^} (@command{gnatstub})
17528 Put the comment header (i.e., all the comments preceding the
17529 compilation unit) from the source of the library unit declaration
17530 into the body stub.
17531
17532 @item ^-hg^/HEADER=GENERAL^
17533 @cindex @option{^-hg^/HEADER=GENERAL^} (@command{gnatstub})
17534 Put a sample comment header into the body stub.
17535
17536 @ifclear vms
17537 @item -IDIR
17538 @cindex @option{-IDIR} (@command{gnatstub})
17539 @itemx -I-
17540 @cindex @option{-I-} (@command{gnatstub})
17541 @end ifclear
17542 @ifset vms
17543 @item /NOCURRENT_DIRECTORY
17544 @cindex @option{/NOCURRENT_DIRECTORY} (@command{gnatstub})
17545 @end ifset
17546 ^These switches have ^This switch has^ the same meaning as in calls to
17547 @command{gcc}.
17548 ^They define ^It defines ^ the source search path in the call to
17549 @command{gcc} issued
17550 by @command{gnatstub} to compile an argument source file.
17551
17552 @item ^-gnatec^/CONFIGURATION_PRAGMAS_FILE=^@var{PATH}
17553 @cindex @option{^-gnatec^/CONFIGURATION_PRAGMAS_FILE^} (@command{gnatstub})
17554 This switch has the same meaning as in calls to @command{gcc}.
17555 It defines the additional configuration file to be passed to the call to
17556 @command{gcc} issued
17557 by @command{gnatstub} to compile an argument source file.
17558
17559 @item ^-gnatyM^/MAX_LINE_LENGTH=^@var{n}
17560 @cindex @option{^-gnatyM^/MAX_LINE_LENGTH^} (@command{gnatstub})
17561 (@var{n} is a non-negative integer). Set the maximum line length in the
17562 body stub to @var{n}; the default is 79. The maximum value that can be
17563 specified is 32767.
17564
17565 @item ^-gnaty^/STYLE_CHECKS=^@var{n}
17566 @cindex @option{^-gnaty^/STYLE_CHECKS=^} (@command{gnatstub})
17567 (@var{n} is a non-negative integer from 1 to 9). Set the indentation level in
17568 the generated body sample to @var{n}.
17569 The default indentation is 3.
17570
17571 @item ^-gnatyo^/ORDERED_SUBPROGRAMS^
17572 @cindex @option{^-gnato^/ORDERED_SUBPROGRAMS^} (@command{gnatstub})
17573 Order local bodies alphabetically. (By default local bodies are ordered
17574 in the same way as the corresponding local specs in the argument spec file.)
17575
17576 @item ^-i^/INDENTATION=^@var{n}
17577 @cindex @option{^-i^/INDENTATION^} (@command{gnatstub})
17578 Same as @option{^-gnaty^/STYLE_CHECKS=^@var{n}}
17579
17580 @item ^-k^/TREE_FILE=SAVE^
17581 @cindex @option{^-k^/TREE_FILE=SAVE^} (@command{gnatstub})
17582 Do not remove the tree file (i.e., the snapshot of the compiler internal
17583 structures used by @command{gnatstub}) after creating the body stub.
17584
17585 @item ^-l^/LINE_LENGTH=^@var{n}
17586 @cindex @option{^-l^/LINE_LENGTH^} (@command{gnatstub})
17587 Same as @option{^-gnatyM^/MAX_LINE_LENGTH=^@var{n}}
17588
17589 @item ^-o^/BODY=^@var{body-name}
17590 @cindex @option{^-o^/BODY^} (@command{gnatstub})
17591 Body file name.  This should be set if the argument file name does not
17592 follow
17593 the GNAT file naming
17594 conventions. If this switch is omitted the default name for the body will be
17595 obtained
17596 from the argument file name according to the GNAT file naming conventions.
17597
17598 @item ^-q^/QUIET^
17599 @cindex @option{^-q^/QUIET^} (@command{gnatstub})
17600 Quiet mode: do not generate a confirmation when a body is
17601 successfully created, and do not generate a message when a body is not
17602 required for an
17603 argument unit.
17604
17605 @item ^-r^/TREE_FILE=REUSE^
17606 @cindex @option{^-r^/TREE_FILE=REUSE^} (@command{gnatstub})
17607 Reuse the tree file (if it exists) instead of creating it.  Instead of
17608 creating the tree file for the library unit declaration, @command{gnatstub}
17609 tries to find it in the current directory and use it for creating
17610 a body. If the tree file is not found, no body is created. This option
17611 also implies @option{^-k^/SAVE^}, whether or not
17612 the latter is set explicitly.
17613
17614 @item ^-t^/TREE_FILE=OVERWRITE^
17615 @cindex @option{^-t^/TREE_FILE=OVERWRITE^} (@command{gnatstub})
17616 Overwrite the existing tree file.  If the current directory already
17617 contains the file which, according to the GNAT file naming rules should
17618 be considered as a tree file for the argument source file,
17619 @command{gnatstub}
17620 will refuse to create the tree file needed to create a sample body
17621 unless this option is set.
17622
17623 @item ^-v^/VERBOSE^
17624 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@command{gnatstub})
17625 Verbose mode: generate version information.
17626
17627 @end table
17628
17629
17630 @node Other Utility Programs
17631 @chapter Other Utility Programs
17632
17633 @noindent
17634 This chapter discusses some other utility programs available in the Ada
17635 environment.
17636
17637 @menu
17638 * Using Other Utility Programs with GNAT::
17639 * The External Symbol Naming Scheme of GNAT::
17640 @ifclear vms
17641 * Ada Mode for Glide::
17642 @end ifclear
17643 * Converting Ada Files to html with gnathtml::
17644 * Installing gnathtml::
17645 @ifset vms
17646 * LSE::
17647 * Profiling::
17648 @end ifset
17649 @end menu
17650
17651 @node Using Other Utility Programs with GNAT
17652 @section Using Other Utility Programs with GNAT
17653
17654 @noindent
17655 The object files generated by GNAT are in standard system format and in
17656 particular the debugging information uses this format. This means
17657 programs generated by GNAT can be used with existing utilities that
17658 depend on these formats.
17659
17660 @ifclear vms
17661 In general, any utility program that works with C will also often work with
17662 Ada programs generated by GNAT. This includes software utilities such as
17663 gprof (a profiling program), @code{gdb} (the FSF debugger), and utilities such
17664 as Purify.
17665 @end ifclear
17666
17667 @node The External Symbol Naming Scheme of GNAT
17668 @section The External Symbol Naming Scheme of GNAT
17669
17670 @noindent
17671 In order to interpret the output from GNAT, when using tools that are
17672 originally intended for use with other languages, it is useful to
17673 understand the conventions used to generate link names from the Ada
17674 entity names.
17675
17676 All link names are in all lowercase letters. With the exception of library
17677 procedure names, the mechanism used is simply to use the full expanded
17678 Ada name with dots replaced by double underscores. For example, suppose
17679 we have the following package spec:
17680
17681 @smallexample @c ada
17682 @group
17683 @cartouche
17684 package QRS is
17685    MN : Integer;
17686 end QRS;
17687 @end cartouche
17688 @end group
17689 @end smallexample
17690
17691 @noindent
17692 The variable @code{MN} has a full expanded Ada name of @code{QRS.MN}, so
17693 the corresponding link name is @code{qrs__mn}.
17694 @findex Export
17695 Of course if a @code{pragma Export} is used this may be overridden:
17696
17697 @smallexample @c ada
17698 @group
17699 @cartouche
17700 package Exports is
17701    Var1 : Integer;
17702    pragma Export (Var1, C, External_Name => "var1_name");
17703    Var2 : Integer;
17704    pragma Export (Var2, C, Link_Name => "var2_link_name");
17705 end Exports;
17706 @end cartouche
17707 @end group
17708 @end smallexample
17709
17710 @noindent
17711 In this case, the link name for @var{Var1} is whatever link name the
17712 C compiler would assign for the C function @var{var1_name}. This typically
17713 would be either @var{var1_name} or @var{_var1_name}, depending on operating
17714 system conventions, but other possibilities exist. The link name for
17715 @var{Var2} is @var{var2_link_name}, and this is not operating system
17716 dependent.
17717
17718 @findex _main
17719 One exception occurs for library level procedures. A potential ambiguity
17720 arises between the required name @code{_main} for the C main program,
17721 and the name we would otherwise assign to an Ada library level procedure
17722 called @code{Main} (which might well not be the main program).
17723
17724 To avoid this ambiguity, we attach the prefix @code{_ada_} to such
17725 names. So if we have a library level procedure such as
17726
17727 @smallexample @c ada
17728 @group
17729 @cartouche
17730 procedure Hello (S : String);
17731 @end cartouche
17732 @end group
17733 @end smallexample
17734
17735 @noindent
17736 the external name of this procedure will be @var{_ada_hello}.
17737
17738 @ifclear vms
17739 @node Ada Mode for Glide
17740 @section Ada Mode for @code{Glide}
17741 @cindex Ada mode (for Glide)
17742
17743 @noindent
17744 The Glide mode for programming in Ada (both Ada83 and Ada95) helps the
17745 user to understand and navigate existing code, and facilitates writing
17746 new code. It furthermore provides some utility functions for easier
17747 integration of standard Emacs features when programming in Ada.
17748
17749 Its general features include:
17750
17751 @itemize @bullet
17752 @item
17753 An Integrated Development Environment with functionality such as the
17754 following
17755
17756 @itemize @bullet
17757 @item
17758 ``Project files'' for configuration-specific aspects
17759 (e.g. directories and compilation options)
17760
17761 @item
17762 Compiling and stepping through error messages.
17763
17764 @item
17765 Running and debugging an applications within Glide.
17766 @end itemize
17767
17768 @item
17769 Pull-down menus
17770
17771 @item
17772 User configurability
17773 @end itemize
17774
17775 Some of the specific Ada mode features are:
17776
17777 @itemize @bullet
17778 @item
17779 Functions for easy and quick stepping through Ada code
17780
17781 @item
17782 Getting cross reference information for identifiers (e.g., finding a
17783 defining occurrence)
17784
17785 @item
17786 Displaying an index menu of types and subprograms, allowing
17787 direct selection for browsing
17788
17789 @item
17790 Automatic color highlighting of the various Ada entities
17791 @end itemize
17792
17793 Glide directly supports writing Ada code, via several facilities:
17794
17795 @itemize @bullet
17796 @item
17797 Switching between spec and body files with possible
17798 autogeneration of body files
17799
17800 @item
17801 Automatic formating of subprogram parameter lists
17802
17803 @item
17804 Automatic indentation according to Ada syntax
17805
17806 @item
17807 Automatic completion of identifiers
17808
17809 @item
17810 Automatic (and configurable) casing of identifiers, keywords, and attributes
17811
17812 @item
17813 Insertion of syntactic templates
17814
17815 @item
17816 Block commenting / uncommenting
17817 @end itemize
17818
17819 @noindent
17820 For more information, please refer to the online documentation
17821 available in the @code{Glide} @result{} @code{Help} menu.
17822 @end ifclear
17823
17824
17825 @node Converting Ada Files to html with gnathtml
17826 @section Converting Ada Files to HTML with @code{gnathtml}
17827
17828 @noindent
17829 This @code{Perl} script allows Ada source files to be browsed using
17830 standard Web browsers. For installation procedure, see the section
17831 @xref{Installing gnathtml}.
17832
17833 Ada reserved keywords are highlighted in a bold font and Ada comments in
17834 a blue font. Unless your program was compiled with the gcc @option{-gnatx}
17835 switch to suppress the generation of cross-referencing information, user
17836 defined variables and types will appear in a different color; you will
17837 be able to click on any identifier and go to its declaration.
17838
17839 The command line is as follow:
17840 @smallexample
17841 $ perl gnathtml.pl [switches] ada-files
17842 @end smallexample
17843
17844 @noindent
17845 You can pass it as many Ada files as you want. @code{gnathtml} will generate
17846 an html file for every ada file, and a global file called @file{index.htm}.
17847 This file is an index of every identifier defined in the files.
17848
17849 The available switches are the following ones :
17850
17851 @table @option
17852 @item -83
17853 @cindex @option{-83} (@code{gnathtml})
17854 Only the subset on the Ada 83 keywords will be highlighted, not the full
17855 Ada 95 keywords set.
17856
17857 @item -cc @var{color}
17858 @cindex @option{-cc} (@code{gnathtml})
17859 This option allows you to change the color used for comments. The default
17860 value is green. The color argument can be any name accepted by html.
17861
17862 @item -d
17863 @cindex @option{-d} (@code{gnathtml})
17864 If the ada files depend on some other files (using for instance the
17865 @code{with} command, the latter will also be converted to html.
17866 Only the files in the user project will be converted to html, not the files
17867 in the run-time library itself.
17868
17869 @item -D
17870 @cindex @option{-D} (@code{gnathtml})
17871 This command is the same as @option{-d} above, but @command{gnathtml} will
17872 also look for files in the run-time library, and generate html files for them.
17873
17874 @item -ext @var{extension}
17875 @cindex @option{-ext} (@code{gnathtml})
17876 This option allows you to change the extension of the generated HTML files.
17877 If you do not specify an extension, it will default to @file{htm}.
17878
17879 @item -f
17880 @cindex @option{-f} (@code{gnathtml})
17881 By default, gnathtml will generate html links only for global entities
17882 ('with'ed units, global variables and types,...). If you specify the
17883 @option{-f} on the command line, then links will be generated for local
17884 entities too.
17885
17886 @item -l @var{number}
17887 @cindex @option{-l} (@code{gnathtml})
17888 If this switch is provided and @var{number} is not 0, then @code{gnathtml}
17889 will number the html files every @var{number} line.
17890
17891 @item -I @var{dir}
17892 @cindex @option{-I} (@code{gnathtml})
17893 Specify a directory to search for library files (@file{.ALI} files) and
17894 source files. You can provide several -I switches on the command line,
17895 and the directories will be parsed in the order of the command line.
17896
17897 @item -o @var{dir}
17898 @cindex @option{-o} (@code{gnathtml})
17899 Specify the output directory for html files. By default, gnathtml will
17900 saved the generated html files in a subdirectory named @file{html/}.
17901
17902 @item -p @var{file}
17903 @cindex @option{-p} (@code{gnathtml})
17904 If you are using Emacs and the most recent Emacs Ada mode, which provides
17905 a full Integrated Development Environment for compiling, checking,
17906 running and debugging applications, you may use @file{.gpr} files
17907 to give the directories where Emacs can find sources and object files.
17908
17909 Using this switch, you can tell gnathtml to use these files. This allows
17910 you to get an html version of your application, even if it is spread
17911 over multiple directories.
17912
17913 @item -sc @var{color}
17914 @cindex @option{-sc} (@code{gnathtml})
17915 This option allows you to change the color used for symbol definitions.
17916 The default value is red. The color argument can be any name accepted by html.
17917
17918 @item -t @var{file}
17919 @cindex @option{-t} (@code{gnathtml})
17920 This switch provides the name of a file. This file contains a list of
17921 file names to be converted, and the effect is exactly as though they had
17922 appeared explicitly on the command line. This
17923 is the recommended way to work around the command line length limit on some
17924 systems.
17925
17926 @end table
17927
17928 @node Installing gnathtml
17929 @section Installing @code{gnathtml}
17930
17931 @noindent
17932 @code{Perl} needs to be installed on your machine to run this script.
17933 @code{Perl} is freely available for almost every architecture and
17934 Operating System via the Internet.
17935
17936 On Unix systems, you  may want to modify  the  first line of  the script
17937 @code{gnathtml},  to explicitly  tell  the Operating  system  where Perl
17938 is. The syntax of this line is :
17939 @smallexample
17940 #!full_path_name_to_perl
17941 @end smallexample
17942
17943 @noindent
17944 Alternatively, you may run the script using the following command line:
17945
17946 @smallexample
17947 $ perl gnathtml.pl [switches] files
17948 @end smallexample
17949
17950 @ifset vms
17951 @node LSE
17952 @section LSE
17953 @findex LSE
17954
17955 @noindent
17956 The GNAT distribution provides an Ada 95 template for the Digital Language
17957 Sensitive Editor (LSE), a component of DECset. In order to
17958 access it, invoke LSE with the qualifier /ENVIRONMENT=GNU:[LIB]ADA95.ENV.
17959
17960 @node Profiling
17961 @section Profiling
17962 @findex PCA
17963
17964 @noindent
17965 GNAT supports The Digital Performance Coverage Analyzer (PCA), a component
17966 of DECset. To use it proceed as outlined under ``HELP PCA'', except for running
17967 the collection phase with the /DEBUG qualifier.
17968
17969 @smallexample
17970 $ GNAT MAKE /DEBUG <PROGRAM_NAME>
17971 $ DEFINE LIB$DEBUG PCA$COLLECTOR
17972 $ RUN/DEBUG <PROGRAM_NAME>
17973 @end smallexample
17974 @noindent
17975 @end ifset
17976
17977 @node Running and Debugging Ada Programs
17978 @chapter Running and Debugging Ada Programs
17979 @cindex Debugging
17980
17981 @noindent
17982 This chapter discusses how to debug Ada programs. An incorrect Ada program
17983 may be handled in three ways by the GNAT compiler:
17984
17985 @enumerate
17986 @item
17987 The illegality may be a violation of the static semantics of Ada. In
17988 that case GNAT diagnoses the constructs in the program that are illegal.
17989 It is then a straightforward matter for the user to modify those parts of
17990 the program.
17991
17992 @item
17993 The illegality may be a violation of the dynamic semantics of Ada. In
17994 that case the program compiles and executes, but may generate incorrect
17995 results, or may terminate abnormally with some exception.
17996
17997 @item
17998 When presented with a program that contains convoluted errors, GNAT
17999 itself may terminate abnormally without providing full diagnostics on
18000 the incorrect user program.
18001 @end enumerate
18002
18003 @menu
18004 * The GNAT Debugger GDB::
18005 * Running GDB::
18006 * Introduction to GDB Commands::
18007 * Using Ada Expressions::
18008 * Calling User-Defined Subprograms::
18009 * Using the Next Command in a Function::
18010 * Ada Exceptions::
18011 * Ada Tasks::
18012 * Debugging Generic Units::
18013 * GNAT Abnormal Termination or Failure to Terminate::
18014 * Naming Conventions for GNAT Source Files::
18015 * Getting Internal Debugging Information::
18016 * Stack Traceback::
18017 @end menu
18018
18019 @cindex Debugger
18020 @findex gdb
18021
18022 @node The GNAT Debugger GDB
18023 @section The GNAT Debugger GDB
18024
18025 @noindent
18026 @code{GDB} is a general purpose, platform-independent debugger that
18027 can be used to debug mixed-language programs compiled with @code{GCC},
18028 and in particular is capable of debugging Ada programs compiled with
18029 GNAT. The latest versions of @code{GDB} are Ada-aware and can handle
18030 complex Ada data structures.
18031
18032 The manual @cite{Debugging with GDB}
18033 @ifset vms
18034 , located in the GNU:[DOCS] directory,
18035 @end ifset
18036 contains full details on the usage of @code{GDB}, including a section on
18037 its usage on programs. This manual should be consulted for full
18038 details. The section that follows is a brief introduction to the
18039 philosophy and use of @code{GDB}.
18040
18041 When GNAT programs are compiled, the compiler optionally writes debugging
18042 information into the generated object file, including information on
18043 line numbers, and on declared types and variables. This information is
18044 separate from the generated code. It makes the object files considerably
18045 larger, but it does not add to the size of the actual executable that
18046 will be loaded into memory, and has no impact on run-time performance. The
18047 generation of debug information is triggered by the use of the
18048 ^-g^/DEBUG^ switch in the gcc or gnatmake command used to carry out
18049 the compilations. It is important to emphasize that the use of these
18050 options does not change the generated code.
18051
18052 The debugging information is written in standard system formats that
18053 are used by many tools, including debuggers and profilers. The format
18054 of the information is typically designed to describe C types and
18055 semantics, but GNAT implements a translation scheme which allows full
18056 details about Ada types and variables to be encoded into these
18057 standard C formats. Details of this encoding scheme may be found in
18058 the file exp_dbug.ads in the GNAT source distribution. However, the
18059 details of this encoding are, in general, of no interest to a user,
18060 since @code{GDB} automatically performs the necessary decoding.
18061
18062 When a program is bound and linked, the debugging information is
18063 collected from the object files, and stored in the executable image of
18064 the program. Again, this process significantly increases the size of
18065 the generated executable file, but it does not increase the size of
18066 the executable program itself. Furthermore, if this program is run in
18067 the normal manner, it runs exactly as if the debug information were
18068 not present, and takes no more actual memory.
18069
18070 However, if the program is run under control of @code{GDB}, the
18071 debugger is activated.  The image of the program is loaded, at which
18072 point it is ready to run.  If a run command is given, then the program
18073 will run exactly as it would have if @code{GDB} were not present. This
18074 is a crucial part of the @code{GDB} design philosophy.  @code{GDB} is
18075 entirely non-intrusive until a breakpoint is encountered.  If no
18076 breakpoint is ever hit, the program will run exactly as it would if no
18077 debugger were present. When a breakpoint is hit, @code{GDB} accesses
18078 the debugging information and can respond to user commands to inspect
18079 variables, and more generally to report on the state of execution.
18080
18081 @c **************
18082 @node Running GDB
18083 @section Running GDB
18084
18085 @noindent
18086 The debugger can be launched directly and simply from @code{glide} or
18087 through its graphical interface: @code{gvd}. It can also be used
18088 directly in text mode. Here is described the basic use of @code{GDB}
18089 in text mode. All the commands described below can be used in the
18090 @code{gvd} console window even though there is usually other more
18091 graphical ways to achieve the same goals.
18092
18093 @ifclear vms
18094 @noindent
18095 The command to run the graphical interface of the debugger is
18096 @smallexample
18097 $ gvd program
18098 @end smallexample
18099 @end ifclear
18100
18101 @noindent
18102 The command to run @code{GDB} in text mode is
18103
18104 @smallexample
18105 $ ^gdb program^$ GDB PROGRAM^
18106 @end smallexample
18107
18108 @noindent
18109 where @code{^program^PROGRAM^} is the name of the executable file. This
18110 activates the debugger and results in a prompt for debugger commands.
18111 The simplest command is simply @code{run}, which causes the program to run
18112 exactly as if the debugger were not present. The following section
18113 describes some of the additional commands that can be given to @code{GDB}.
18114
18115
18116 @c *******************************
18117 @node Introduction to GDB Commands
18118 @section Introduction to GDB Commands
18119
18120 @noindent
18121 @code{GDB} contains a large repertoire of commands. The manual
18122 @cite{Debugging with GDB}
18123 @ifset vms
18124 , located in the GNU:[DOCS] directory,
18125 @end ifset
18126 includes extensive documentation on the use
18127 of these commands, together with examples of their use. Furthermore,
18128 the command @var{help} invoked from within @code{GDB} activates a simple help
18129 facility which summarizes the available commands and their options.
18130 In this section we summarize a few of the most commonly
18131 used commands to give an idea of what @code{GDB} is about. You should create
18132 a simple program with debugging information and experiment with the use of
18133 these @code{GDB} commands on the program as you read through the
18134 following section.
18135
18136 @table @code
18137 @item set args @var{arguments}
18138 The @var{arguments} list above is a list of arguments to be passed to
18139 the program on a subsequent run command, just as though the arguments
18140 had been entered on a normal invocation of the program. The @code{set args}
18141 command is not needed if the program does not require arguments.
18142
18143 @item run
18144 The @code{run} command causes execution of the program to start from
18145 the beginning. If the program is already running, that is to say if
18146 you are currently positioned at a breakpoint, then a prompt will ask
18147 for confirmation that you want to abandon the current execution and
18148 restart.
18149
18150 @item breakpoint @var{location}
18151 The breakpoint command sets a breakpoint, that is to say a point at which
18152 execution will halt and @code{GDB} will await further
18153 commands. @var{location} is
18154 either a line number within a file, given in the format @code{file:linenumber},
18155 or it is the name of a subprogram. If you request that a breakpoint be set on
18156 a subprogram that is overloaded, a prompt will ask you to specify on which of
18157 those subprograms you want to breakpoint. You can also
18158 specify that all of them should be breakpointed. If the program is run
18159 and execution encounters the breakpoint, then the program
18160 stops and @code{GDB} signals that the breakpoint was encountered by
18161 printing the line of code before which the program is halted.
18162
18163 @item breakpoint exception @var{name}
18164 A special form of the breakpoint command which breakpoints whenever
18165 exception @var{name} is raised.
18166 If @var{name} is omitted,
18167 then a breakpoint will occur when any exception is raised.
18168
18169 @item print @var{expression}
18170 This will print the value of the given expression. Most simple
18171 Ada expression formats are properly handled by @code{GDB}, so the expression
18172 can contain function calls, variables, operators, and attribute references.
18173
18174 @item continue
18175 Continues execution following a breakpoint, until the next breakpoint or the
18176 termination of the program.
18177
18178 @item step
18179 Executes a single line after a breakpoint. If the next statement
18180 is a subprogram call, execution continues into (the first statement of)
18181 the called subprogram.
18182
18183 @item next
18184 Executes a single line. If this line is a subprogram call, executes and
18185 returns from the call.
18186
18187 @item list
18188 Lists a few lines around the current source location. In practice, it
18189 is usually more convenient to have a separate edit window open with the
18190 relevant source file displayed. Successive applications of this command
18191 print subsequent lines. The command can be given an argument which is a
18192 line number, in which case it displays a few lines around the specified one.
18193
18194 @item backtrace
18195 Displays a backtrace of the call chain. This command is typically
18196 used after a breakpoint has occurred, to examine the sequence of calls that
18197 leads to the current breakpoint. The display includes one line for each
18198 activation record (frame) corresponding to an active subprogram.
18199
18200 @item up
18201 At a breakpoint, @code{GDB} can display the values of variables local
18202 to the current frame. The command @code{up} can be used to
18203 examine the contents of other active frames, by moving the focus up
18204 the stack, that is to say from callee to caller, one frame at a time.
18205
18206 @item down
18207 Moves the focus of @code{GDB} down from the frame currently being
18208 examined to the frame of its callee (the reverse of the previous command),
18209
18210 @item frame @var{n}
18211 Inspect the frame with the given number. The value 0 denotes the frame
18212 of the current breakpoint, that is to say the top of the call stack.
18213
18214 @end table
18215
18216 The above list is a very short introduction to the commands that
18217 @code{GDB} provides. Important additional capabilities, including conditional
18218 breakpoints, the ability to execute command sequences on a breakpoint,
18219 the ability to debug at the machine instruction level and many other
18220 features are described in detail in @cite{Debugging with GDB}.
18221 Note that most commands can be abbreviated
18222 (for example, c for continue, bt for backtrace).
18223
18224 @node Using Ada Expressions
18225 @section Using Ada Expressions
18226 @cindex Ada expressions
18227
18228 @noindent
18229 @code{GDB} supports a fairly large subset of Ada expression syntax, with some
18230 extensions. The philosophy behind the design of this subset is
18231
18232 @itemize @bullet
18233 @item
18234 That @code{GDB} should provide basic literals and access to operations for
18235 arithmetic, dereferencing, field selection, indexing, and subprogram calls,
18236 leaving more sophisticated computations to subprograms written into the
18237 program (which therefore may be called from @code{GDB}).
18238
18239 @item
18240 That type safety and strict adherence to Ada language restrictions
18241 are not particularly important to the @code{GDB} user.
18242
18243 @item
18244 That brevity is important to the @code{GDB} user.
18245 @end itemize
18246
18247 Thus, for brevity, the debugger acts as if there were
18248 implicit @code{with} and @code{use} clauses in effect for all user-written
18249 packages, thus making it unnecessary to fully qualify most names with
18250 their packages, regardless of context. Where this causes ambiguity,
18251 @code{GDB} asks the user's intent.
18252
18253 For details on the supported Ada syntax, see @cite{Debugging with GDB}.
18254
18255 @node Calling User-Defined Subprograms
18256 @section Calling User-Defined Subprograms
18257
18258 @noindent
18259 An important capability of @code{GDB} is the ability to call user-defined
18260 subprograms while debugging. This is achieved simply by entering
18261 a subprogram call statement in the form:
18262
18263 @smallexample
18264 call subprogram-name (parameters)
18265 @end smallexample
18266
18267 @noindent
18268 The keyword @code{call} can be omitted in the normal case where the
18269 @code{subprogram-name} does not coincide with any of the predefined
18270 @code{GDB} commands.
18271
18272 The effect is to invoke the given subprogram, passing it the
18273 list of parameters that is supplied. The parameters can be expressions and
18274 can include variables from the program being debugged. The
18275 subprogram must be defined
18276 at the library level within your program, and @code{GDB} will call the
18277 subprogram within the environment of your program execution (which
18278 means that the subprogram is free to access or even modify variables
18279 within your program).
18280
18281 The most important use of this facility is in allowing the inclusion of
18282 debugging routines that are tailored to particular data structures
18283 in your program. Such debugging routines can be written to provide a suitably
18284 high-level description of an abstract type, rather than a low-level dump
18285 of its physical layout. After all, the standard
18286 @code{GDB print} command only knows the physical layout of your
18287 types, not their abstract meaning. Debugging routines can provide information
18288 at the desired semantic level and are thus enormously useful.
18289
18290 For example, when debugging GNAT itself, it is crucial to have access to
18291 the contents of the tree nodes used to represent the program internally.
18292 But tree nodes are represented simply by an integer value (which in turn
18293 is an index into a table of nodes).
18294 Using the @code{print} command on a tree node would simply print this integer
18295 value, which is not very useful. But the PN routine (defined in file
18296 treepr.adb in the GNAT sources) takes a tree node as input, and displays
18297 a useful high level representation of the tree node, which includes the
18298 syntactic category of the node, its position in the source, the integers
18299 that denote descendant nodes and parent node, as well as varied
18300 semantic information. To study this example in more detail, you might want to
18301 look at the body of the PN procedure in the stated file.
18302
18303 @node Using the Next Command in a Function
18304 @section Using the Next Command in a Function
18305
18306 @noindent
18307 When you use the @code{next} command in a function, the current source
18308 location will advance to the next statement as usual. A special case
18309 arises in the case of a @code{return} statement.
18310
18311 Part of the code for a return statement is the ``epilog'' of the function.
18312 This is the code that returns to the caller. There is only one copy of
18313 this epilog code, and it is typically associated with the last return
18314 statement in the function if there is more than one return. In some
18315 implementations, this epilog is associated with the first statement
18316 of the function.
18317
18318 The result is that if you use the @code{next} command from a return
18319 statement that is not the last return statement of the function you
18320 may see a strange apparent jump to the last return statement or to
18321 the start of the function. You should simply ignore this odd jump.
18322 The value returned is always that from the first return statement
18323 that was stepped through.
18324
18325 @node Ada Exceptions
18326 @section Breaking on Ada Exceptions
18327 @cindex Exceptions
18328
18329 @noindent
18330 You can set breakpoints that trip when your program raises
18331 selected exceptions.
18332
18333 @table @code
18334 @item break exception
18335 Set a breakpoint that trips whenever (any task in the) program raises
18336 any exception.
18337
18338 @item break exception @var{name}
18339 Set a breakpoint that trips whenever (any task in the) program raises
18340 the exception @var{name}.
18341
18342 @item break exception unhandled
18343 Set a breakpoint that trips whenever (any task in the) program raises an
18344 exception for which there is no handler.
18345
18346 @item info exceptions
18347 @itemx info exceptions @var{regexp}
18348 The @code{info exceptions} command permits the user to examine all defined
18349 exceptions within Ada programs. With a regular expression, @var{regexp}, as
18350 argument, prints out only those exceptions whose name matches @var{regexp}.
18351 @end table
18352
18353 @node Ada Tasks
18354 @section Ada Tasks
18355 @cindex Tasks
18356
18357 @noindent
18358 @code{GDB} allows the following task-related commands:
18359
18360 @table @code
18361 @item info tasks
18362 This command shows a list of current Ada tasks, as in the following example:
18363
18364 @smallexample
18365 @iftex
18366 @leftskip=0cm
18367 @end iftex
18368 (gdb) info tasks
18369   ID       TID P-ID   Thread Pri State                 Name
18370    1   8088000   0   807e000  15 Child Activation Wait main_task
18371    2   80a4000   1   80ae000  15 Accept/Select Wait    b
18372    3   809a800   1   80a4800  15 Child Activation Wait a
18373 *  4   80ae800   3   80b8000  15 Running               c
18374 @end smallexample
18375
18376 @noindent
18377 In this listing, the asterisk before the first task indicates it to be the
18378 currently running task. The first column lists the task ID that is used
18379 to refer to tasks in the following commands.
18380
18381 @item break @var{linespec} task @var{taskid}
18382 @itemx break @var{linespec} task @var{taskid} if @dots{}
18383 @cindex Breakpoints and tasks
18384 These commands are like the @code{break @dots{} thread @dots{}}.
18385 @var{linespec} specifies source lines.
18386
18387 Use the qualifier @samp{task @var{taskid}} with a breakpoint command
18388 to specify that you only want @code{GDB} to stop the program when a
18389 particular Ada task reaches this breakpoint. @var{taskid} is one of the
18390 numeric task identifiers assigned by @code{GDB}, shown in the first
18391 column of the @samp{info tasks} display.
18392
18393 If you do not specify @samp{task @var{taskid}} when you set a
18394 breakpoint, the breakpoint applies to @emph{all} tasks of your
18395 program.
18396
18397 You can use the @code{task} qualifier on conditional breakpoints as
18398 well; in this case, place @samp{task @var{taskid}} before the
18399 breakpoint condition (before the @code{if}).
18400
18401 @item task @var{taskno}
18402 @cindex Task switching
18403
18404 This command allows to switch to the task referred by @var{taskno}. In
18405 particular, This allows to browse the backtrace of the specified
18406 task. It is advised to switch back to the original task before
18407 continuing execution otherwise the scheduling of the program may be
18408 perturbated.
18409 @end table
18410
18411 @noindent
18412 For more detailed information on the tasking support,
18413 see @cite{Debugging with GDB}.
18414
18415 @node Debugging Generic Units
18416 @section Debugging Generic Units
18417 @cindex Debugging Generic Units
18418 @cindex Generics
18419
18420 @noindent
18421 GNAT always uses code expansion for generic instantiation. This means that
18422 each time an instantiation occurs, a complete copy of the original code is
18423 made, with appropriate substitutions of formals by actuals.
18424
18425 It is not possible to refer to the original generic entities in
18426 @code{GDB}, but it is always possible to debug a particular instance of
18427 a generic, by using the appropriate expanded names. For example, if we have
18428
18429 @smallexample @c ada
18430 @group
18431 @cartouche
18432 procedure g is
18433
18434    generic package k is
18435       procedure kp (v1 : in out integer);
18436    end k;
18437
18438    package body k is
18439       procedure kp (v1 : in out integer) is
18440       begin
18441          v1 := v1 + 1;
18442       end kp;
18443    end k;
18444
18445    package k1 is new k;
18446    package k2 is new k;
18447
18448    var : integer := 1;
18449
18450 begin
18451    k1.kp (var);
18452    k2.kp (var);
18453    k1.kp (var);
18454    k2.kp (var);
18455 end;
18456 @end cartouche
18457 @end group
18458 @end smallexample
18459
18460 @noindent
18461 Then to break on a call to procedure kp in the k2 instance, simply
18462 use the command:
18463
18464 @smallexample
18465 (gdb) break g.k2.kp
18466 @end smallexample
18467
18468 @noindent
18469 When the breakpoint occurs, you can step through the code of the
18470 instance in the normal manner and examine the values of local variables, as for
18471 other units.
18472
18473 @node GNAT Abnormal Termination or Failure to Terminate
18474 @section GNAT Abnormal Termination or Failure to Terminate
18475 @cindex GNAT Abnormal Termination or Failure to Terminate
18476
18477 @noindent
18478 When presented with programs that contain serious errors in syntax
18479 or semantics,
18480 GNAT may on rare occasions  experience problems in operation, such
18481 as aborting with a
18482 segmentation fault or illegal memory access, raising an internal
18483 exception, terminating abnormally, or failing to terminate at all.
18484 In such cases, you can activate
18485 various features of GNAT that can help you pinpoint the construct in your
18486 program that is the likely source of the problem.
18487
18488 The following strategies are presented in increasing order of
18489 difficulty, corresponding to your experience in using GNAT and your
18490 familiarity with compiler internals.
18491
18492 @enumerate
18493 @item
18494 Run @code{gcc} with the @option{-gnatf}. This first
18495 switch causes all errors on a given line to be reported. In its absence,
18496 only the first error on a line is displayed.
18497
18498 The @option{-gnatdO} switch causes errors to be displayed as soon as they
18499 are encountered, rather than after compilation is terminated. If GNAT
18500 terminates prematurely or goes into an infinite loop, the last error
18501 message displayed may help to pinpoint the culprit.
18502
18503 @item
18504 Run @code{gcc} with the @option{^-v (verbose)^/VERBOSE^} switch. In this mode,
18505 @code{gcc} produces ongoing information about the progress of the
18506 compilation and provides the name of each procedure as code is
18507 generated. This switch allows you to find which Ada procedure was being
18508 compiled when it encountered a code generation problem.
18509
18510 @item
18511 @cindex @option{-gnatdc} switch
18512 Run @code{gcc} with the @option{-gnatdc} switch. This is a GNAT specific
18513 switch that does for the front-end what @option{^-v^VERBOSE^} does
18514 for the back end. The system prints the name of each unit,
18515 either a compilation unit or nested unit, as it is being analyzed.
18516 @item
18517 Finally, you can start
18518 @code{gdb} directly on the @code{gnat1} executable. @code{gnat1} is the
18519 front-end of GNAT, and can be run independently (normally it is just
18520 called from @code{gcc}). You can use @code{gdb} on @code{gnat1} as you
18521 would on a C program (but @pxref{The GNAT Debugger GDB} for caveats). The
18522 @code{where} command is the first line of attack; the variable
18523 @code{lineno} (seen by @code{print lineno}), used by the second phase of
18524 @code{gnat1} and by the @code{gcc} backend, indicates the source line at
18525 which the execution stopped, and @code{input_file name} indicates the name of
18526 the source file.
18527 @end enumerate
18528
18529 @node Naming Conventions for GNAT Source Files
18530 @section Naming Conventions for GNAT Source Files
18531
18532 @noindent
18533 In order to examine the workings of the GNAT system, the following
18534 brief description of its organization may be helpful:
18535
18536 @itemize @bullet
18537 @item
18538 Files with prefix @file{^sc^SC^} contain the lexical scanner.
18539
18540 @item
18541 All files prefixed with @file{^par^PAR^} are components of the parser. The
18542 numbers correspond to chapters of the Ada 95 Reference Manual. For example,
18543 parsing of select statements can be found in @file{par-ch9.adb}.
18544
18545 @item
18546 All files prefixed with @file{^sem^SEM^} perform semantic analysis. The
18547 numbers correspond to chapters of the Ada standard. For example, all
18548 issues involving context clauses can be found in @file{sem_ch10.adb}. In
18549 addition, some features of the language require sufficient special processing
18550 to justify their own semantic files: sem_aggr for aggregates, sem_disp for
18551 dynamic dispatching, etc.
18552
18553 @item
18554 All files prefixed with @file{^exp^EXP^} perform normalization and
18555 expansion of the intermediate representation (abstract syntax tree, or AST).
18556 these files use the same numbering scheme as the parser and semantics files.
18557 For example, the construction of record initialization procedures is done in
18558 @file{exp_ch3.adb}.
18559
18560 @item
18561 The files prefixed with @file{^bind^BIND^} implement the binder, which
18562 verifies the consistency of the compilation, determines an order of
18563 elaboration, and generates the bind file.
18564
18565 @item
18566 The files @file{atree.ads} and @file{atree.adb} detail the low-level
18567 data structures used by the front-end.
18568
18569 @item
18570 The files @file{sinfo.ads} and @file{sinfo.adb} detail the structure of
18571 the abstract syntax tree as produced by the parser.
18572
18573 @item
18574 The files @file{einfo.ads} and @file{einfo.adb} detail the attributes of
18575 all entities, computed during semantic analysis.
18576
18577 @item
18578 Library management issues are dealt with in files with prefix
18579 @file{^lib^LIB^}.
18580
18581 @item
18582 @findex Ada
18583 @cindex Annex A
18584 Ada files with the prefix @file{^a-^A-^} are children of @code{Ada}, as
18585 defined in Annex A.
18586
18587 @item
18588 @findex Interfaces
18589 @cindex Annex B
18590 Files with prefix @file{^i-^I-^} are children of @code{Interfaces}, as
18591 defined in Annex B.
18592
18593 @item
18594 @findex System
18595 Files with prefix @file{^s-^S-^} are children of @code{System}. This includes
18596 both language-defined children and GNAT run-time routines.
18597
18598 @item
18599 @findex GNAT
18600 Files with prefix @file{^g-^G-^} are children of @code{GNAT}. These are useful
18601 general-purpose packages, fully documented in their specifications. All
18602 the other @file{.c} files are modifications of common @code{gcc} files.
18603 @end itemize
18604
18605 @node Getting Internal Debugging Information
18606 @section Getting Internal Debugging Information
18607
18608 @noindent
18609 Most compilers have internal debugging switches and modes. GNAT
18610 does also, except GNAT internal debugging switches and modes are not
18611 secret. A summary and full description of all the compiler and binder
18612 debug flags are in the file @file{debug.adb}. You must obtain the
18613 sources of the compiler to see the full detailed effects of these flags.
18614
18615 The switches that print the source of the program (reconstructed from
18616 the internal tree) are of general interest for user programs, as are the
18617 options to print
18618 the full internal tree, and the entity table (the symbol table
18619 information). The reconstructed source provides a readable version of the
18620 program after the front-end has completed analysis and  expansion,
18621 and is useful when studying the performance of specific constructs.
18622 For example, constraint checks are indicated, complex aggregates
18623 are replaced with loops and assignments, and tasking primitives
18624 are replaced with run-time calls.
18625
18626 @node Stack Traceback
18627 @section Stack Traceback
18628 @cindex traceback
18629 @cindex stack traceback
18630 @cindex stack unwinding
18631
18632 @noindent
18633 Traceback is a mechanism to display the sequence of subprogram calls that
18634 leads to a specified execution point in a program. Often (but not always)
18635 the execution point is an instruction at which an exception has been raised.
18636 This mechanism is also known as @i{stack unwinding} because it obtains
18637 its information by scanning the run-time stack and recovering the activation
18638 records of all active subprograms. Stack unwinding is one of the most
18639 important tools for program debugging.
18640
18641 The first entry stored in traceback corresponds to the deepest calling level,
18642 that is to say the subprogram currently executing the instruction
18643 from which we want to obtain the traceback.
18644
18645 Note that there is no runtime performance penalty when stack traceback
18646 is enabled, and no exception is raised during program execution.
18647
18648 @menu
18649 * Non-Symbolic Traceback::
18650 * Symbolic Traceback::
18651 @end menu
18652
18653 @node Non-Symbolic Traceback
18654 @subsection Non-Symbolic Traceback
18655 @cindex traceback, non-symbolic
18656
18657 @noindent
18658 Note: this feature is not supported on all platforms. See
18659 @file{GNAT.Traceback spec in g-traceb.ads} for a complete list of supported
18660 platforms.
18661
18662 @menu
18663 * Tracebacks From an Unhandled Exception::
18664 * Tracebacks From Exception Occurrences (non-symbolic)::
18665 * Tracebacks From Anywhere in a Program (non-symbolic)::
18666 @end menu
18667
18668 @node Tracebacks From an Unhandled Exception
18669 @subsubsection Tracebacks From an Unhandled Exception
18670
18671 @noindent
18672 A runtime non-symbolic traceback is a list of addresses of call instructions.
18673 To enable this feature you must use the @option{-E}
18674 @code{gnatbind}'s option. With this option a stack traceback is stored as part
18675 of exception information. You can retrieve this information using the
18676 @code{addr2line} tool.
18677
18678 Here is a simple example:
18679
18680 @smallexample @c ada
18681 @cartouche
18682 procedure STB is
18683
18684    procedure P1 is
18685    begin
18686       raise Constraint_Error;
18687    end P1;
18688
18689    procedure P2 is
18690    begin
18691       P1;
18692    end P2;
18693
18694 begin
18695    P2;
18696 end STB;
18697 @end cartouche
18698 @end smallexample
18699
18700 @smallexample
18701 $ gnatmake stb -bargs -E
18702 $ stb
18703
18704 Execution terminated by unhandled exception
18705 Exception name: CONSTRAINT_ERROR
18706 Message: stb.adb:5
18707 Call stack traceback locations:
18708 0x401373 0x40138b 0x40139c 0x401335 0x4011c4 0x4011f1 0x77e892a4
18709 @end smallexample
18710
18711 @noindent
18712 As we see the traceback lists a sequence of addresses for the unhandled
18713 exception @code{CONSTRAINT_ERROR} raised in procedure P1. It is easy to
18714 guess that this exception come from procedure P1. To translate these
18715 addresses into the source lines where the calls appear, the
18716 @code{addr2line} tool, described below, is invaluable. The use of this tool
18717 requires the program to be compiled with debug information.
18718
18719 @smallexample
18720 $ gnatmake -g stb -bargs -E
18721 $ stb
18722
18723 Execution terminated by unhandled exception
18724 Exception name: CONSTRAINT_ERROR
18725 Message: stb.adb:5
18726 Call stack traceback locations:
18727 0x401373 0x40138b 0x40139c 0x401335 0x4011c4 0x4011f1 0x77e892a4
18728
18729 $ addr2line --exe=stb 0x401373 0x40138b 0x40139c 0x401335 0x4011c4
18730    0x4011f1 0x77e892a4
18731
18732 00401373 at d:/stb/stb.adb:5
18733 0040138B at d:/stb/stb.adb:10
18734 0040139C at d:/stb/stb.adb:14
18735 00401335 at d:/stb/b~stb.adb:104
18736 004011C4 at /build/.../crt1.c:200
18737 004011F1 at /build/.../crt1.c:222
18738 77E892A4 in ?? at ??:0
18739 @end smallexample
18740
18741 @noindent
18742 The @code{addr2line} tool has several other useful options:
18743
18744 @table @code
18745 @item --functions
18746 to get the function name corresponding to any location
18747
18748 @item --demangle=gnat
18749 to use the gnat decoding mode for the function names. Note that
18750 for binutils version 2.9.x the option is simply @option{--demangle}.
18751 @end table
18752
18753 @smallexample
18754 $ addr2line --exe=stb --functions --demangle=gnat 0x401373 0x40138b
18755    0x40139c 0x401335 0x4011c4 0x4011f1
18756
18757 00401373 in stb.p1 at d:/stb/stb.adb:5
18758 0040138B in stb.p2 at d:/stb/stb.adb:10
18759 0040139C in stb at d:/stb/stb.adb:14
18760 00401335 in main at d:/stb/b~stb.adb:104
18761 004011C4 in <__mingw_CRTStartup> at /build/.../crt1.c:200
18762 004011F1 in <mainCRTStartup> at /build/.../crt1.c:222
18763 @end smallexample
18764
18765 @noindent
18766 From this traceback we can see that the exception was raised in
18767 @file{stb.adb} at line 5, which was reached from a procedure call in
18768 @file{stb.adb} at line 10, and so on. The @file{b~std.adb} is the binder file,
18769 which contains the call to the main program.
18770 @pxref{Running gnatbind}. The remaining entries are assorted runtime routines,
18771 and the output will vary from platform to platform.
18772
18773 It is also possible to use @code{GDB} with these traceback addresses to debug
18774 the program. For example, we can break at a given code location, as reported
18775 in the stack traceback:
18776
18777 @smallexample
18778 $ gdb -nw stb
18779 @ifclear vms
18780 @noindent
18781 Furthermore, this feature is not implemented inside Windows DLL. Only
18782 the non-symbolic traceback is reported in this case.
18783 @end ifclear
18784
18785 (gdb) break *0x401373
18786 Breakpoint 1 at 0x401373: file stb.adb, line 5.
18787 @end smallexample
18788
18789 @noindent
18790 It is important to note that the stack traceback addresses
18791 do not change when debug information is included. This is particularly useful
18792 because it makes it possible to release software without debug information (to
18793 minimize object size), get a field report that includes a stack traceback
18794 whenever an internal bug occurs, and then be able to retrieve the sequence
18795 of calls with the same program compiled with debug information.
18796
18797 @node Tracebacks From Exception Occurrences (non-symbolic)
18798 @subsubsection Tracebacks From Exception Occurrences
18799
18800 @noindent
18801 Non-symbolic tracebacks are obtained by using the @option{-E} binder argument.
18802 The stack traceback is attached to the exception information string, and can
18803 be retrieved in an exception handler within the Ada program, by means of the
18804 Ada95 facilities defined in @code{Ada.Exceptions}. Here is a simple example:
18805
18806 @smallexample @c ada
18807 with Ada.Text_IO;
18808 with Ada.Exceptions;
18809
18810 procedure STB is
18811
18812    use Ada;
18813    use Ada.Exceptions;
18814
18815    procedure P1 is
18816       K : Positive := 1;
18817    begin
18818       K := K - 1;
18819    exception
18820       when E : others =>
18821          Text_IO.Put_Line (Exception_Information (E));
18822    end P1;
18823
18824    procedure P2 is
18825    begin
18826       P1;
18827    end P2;
18828
18829 begin
18830    P2;
18831 end STB;
18832 @end smallexample
18833
18834 @noindent
18835 This program will output:
18836
18837 @smallexample
18838 $ stb
18839
18840 Exception name: CONSTRAINT_ERROR
18841 Message: stb.adb:12
18842 Call stack traceback locations:
18843 0x4015e4 0x401633 0x401644 0x401461 0x4011c4 0x4011f1 0x77e892a4
18844 @end smallexample
18845
18846 @node Tracebacks From Anywhere in a Program (non-symbolic)
18847 @subsubsection Tracebacks From Anywhere in a Program
18848
18849 @noindent
18850 It is also possible to retrieve a stack traceback from anywhere in a
18851 program. For this you need to
18852 use the @code{GNAT.Traceback} API. This package includes a procedure called
18853 @code{Call_Chain} that computes a complete stack traceback, as well as useful
18854 display procedures described below. It is not necessary to use the
18855 @option{-E gnatbind} option in this case, because the stack traceback mechanism
18856 is invoked explicitly.
18857
18858 @noindent
18859 In the following example we compute a traceback at a specific location in
18860 the program, and we display it using @code{GNAT.Debug_Utilities.Image} to
18861 convert addresses to strings:
18862
18863 @smallexample @c ada
18864 with Ada.Text_IO;
18865 with GNAT.Traceback;
18866 with GNAT.Debug_Utilities;
18867
18868 procedure STB is
18869
18870    use Ada;
18871    use GNAT;
18872    use GNAT.Traceback;
18873
18874    procedure P1 is
18875       TB  : Tracebacks_Array (1 .. 10);
18876       --  We are asking for a maximum of 10 stack frames.
18877       Len : Natural;
18878       --  Len will receive the actual number of stack frames returned.
18879    begin
18880       Call_Chain (TB, Len);
18881
18882       Text_IO.Put ("In STB.P1 : ");
18883
18884       for K in 1 .. Len loop
18885          Text_IO.Put (Debug_Utilities.Image (TB (K)));
18886          Text_IO.Put (' ');
18887       end loop;
18888
18889       Text_IO.New_Line;
18890    end P1;
18891
18892    procedure P2 is
18893    begin
18894       P1;
18895    end P2;
18896
18897 begin
18898    P2;
18899 end STB;
18900 @end smallexample
18901
18902 @smallexample
18903 $ gnatmake -g stb
18904 $ stb
18905
18906 In STB.P1 : 16#0040_F1E4# 16#0040_14F2# 16#0040_170B# 16#0040_171C#
18907 16#0040_1461# 16#0040_11C4# 16#0040_11F1# 16#77E8_92A4#
18908 @end smallexample
18909
18910 @noindent
18911 You can then get further information by invoking the @code{addr2line}
18912 tool as described earlier (note that the hexadecimal addresses
18913 need to be specified in C format, with a leading ``0x'').
18914
18915
18916 @node Symbolic Traceback
18917 @subsection Symbolic Traceback
18918 @cindex traceback, symbolic
18919
18920 @noindent
18921 A symbolic traceback is a stack traceback in which procedure names are
18922 associated with each code location.
18923
18924 @noindent
18925 Note that this feature is not supported on all platforms. See
18926 @file{GNAT.Traceback.Symbolic spec in g-trasym.ads} for a complete
18927 list of currently supported platforms.
18928
18929 @noindent
18930 Note that the symbolic traceback requires that the program be compiled
18931 with debug information. If it is not compiled with debug information
18932 only the non-symbolic information will be valid.
18933
18934 @menu
18935 * Tracebacks From Exception Occurrences (symbolic)::
18936 * Tracebacks From Anywhere in a Program (symbolic)::
18937 @end menu
18938
18939 @node Tracebacks From Exception Occurrences (symbolic)
18940 @subsubsection Tracebacks From Exception Occurrences
18941
18942 @smallexample @c ada
18943 with Ada.Text_IO;
18944 with GNAT.Traceback.Symbolic;
18945
18946 procedure STB is
18947
18948    procedure P1 is
18949    begin
18950       raise Constraint_Error;
18951    end P1;
18952
18953    procedure P2 is
18954    begin
18955       P1;
18956    end P2;
18957
18958    procedure P3 is
18959    begin
18960       P2;
18961    end P3;
18962
18963 begin
18964    P3;
18965 exception
18966    when E : others =>
18967       Ada.Text_IO.Put_Line (GNAT.Traceback.Symbolic.Symbolic_Traceback (E));
18968 end STB;
18969 @end smallexample
18970
18971 @smallexample
18972 $ gnatmake -g .\stb -bargs -E -largs -lgnat -laddr2line -lintl
18973 $ stb
18974
18975 0040149F in stb.p1 at stb.adb:8
18976 004014B7 in stb.p2 at stb.adb:13
18977 004014CF in stb.p3 at stb.adb:18
18978 004015DD in ada.stb at stb.adb:22
18979 00401461 in main at b~stb.adb:168
18980 004011C4 in __mingw_CRTStartup at crt1.c:200
18981 004011F1 in mainCRTStartup at crt1.c:222
18982 77E892A4 in ?? at ??:0
18983 @end smallexample
18984
18985 @noindent
18986 In the above example the ``.\'' syntax in the @command{gnatmake} command
18987 is currently required by @command{addr2line} for files that are in
18988 the current working directory.
18989 Moreover, the exact sequence of linker options may vary from platform
18990 to platform.
18991 The above @option{-largs} section is for Windows platforms. By contrast,
18992 under Unix there is no need for the @option{-largs} section.
18993 Differences across platforms are due to details of linker implementation.
18994
18995 @node Tracebacks From Anywhere in a Program (symbolic)
18996 @subsubsection Tracebacks From Anywhere in a Program
18997
18998 @noindent
18999 It is possible to get a symbolic stack traceback
19000 from anywhere in a program, just as for non-symbolic tracebacks.
19001 The first step is to obtain a non-symbolic
19002 traceback, and then call @code{Symbolic_Traceback} to compute the symbolic
19003 information. Here is an example:
19004
19005 @smallexample @c ada
19006 with Ada.Text_IO;
19007 with GNAT.Traceback;
19008 with GNAT.Traceback.Symbolic;
19009
19010 procedure STB is
19011
19012    use Ada;
19013    use GNAT.Traceback;
19014    use GNAT.Traceback.Symbolic;
19015
19016    procedure P1 is
19017       TB  : Tracebacks_Array (1 .. 10);
19018       --  We are asking for a maximum of 10 stack frames.
19019       Len : Natural;
19020       --  Len will receive the actual number of stack frames returned.
19021    begin
19022       Call_Chain (TB, Len);
19023       Text_IO.Put_Line (Symbolic_Traceback (TB (1 .. Len)));
19024    end P1;
19025
19026    procedure P2 is
19027    begin
19028       P1;
19029    end P2;
19030
19031 begin
19032    P2;
19033 end STB;
19034 @end smallexample
19035
19036 @ifset vms
19037 @node Compatibility with DEC Ada
19038 @chapter Compatibility with DEC Ada
19039 @cindex Compatibility
19040
19041 @noindent
19042 This section of the manual compares DEC Ada for OpenVMS Alpha and GNAT
19043 OpenVMS Alpha. GNAT achieves a high level of compatibility
19044 with DEC Ada, and it should generally be straightforward to port code
19045 from the DEC Ada environment to GNAT. However, there are a few language
19046 and implementation differences of which the user must be aware. These
19047 differences are discussed in this section. In
19048 addition, the operating environment and command structure for the
19049 compiler are different, and these differences are also discussed.
19050
19051 Note that this discussion addresses specifically the implementation
19052 of Ada 83 for DIGITAL OpenVMS Alpha Systems. In cases where the implementation
19053 of DEC Ada differs between OpenVMS Alpha Systems and OpenVMS VAX Systems,
19054 GNAT always follows the Alpha implementation.
19055
19056 @menu
19057 * Ada 95 Compatibility::
19058 * Differences in the Definition of Package System::
19059 * Language-Related Features::
19060 * The Package STANDARD::
19061 * The Package SYSTEM::
19062 * Tasking and Task-Related Features::
19063 * Implementation of Tasks in DEC Ada for OpenVMS Alpha Systems::
19064 * Pragmas and Pragma-Related Features::
19065 * Library of Predefined Units::
19066 * Bindings::
19067 * Main Program Definition::
19068 * Implementation-Defined Attributes::
19069 * Compiler and Run-Time Interfacing::
19070 * Program Compilation and Library Management::
19071 * Input-Output::
19072 * Implementation Limits::
19073 * Tools::
19074 @end menu
19075
19076 @node Ada 95 Compatibility
19077 @section Ada 95 Compatibility
19078
19079 @noindent
19080 GNAT is an Ada 95 compiler, and DEC Ada is an Ada 83
19081 compiler. Ada 95 is almost completely upwards compatible
19082 with Ada 83, and therefore Ada 83 programs will compile
19083 and run under GNAT with
19084 no changes or only minor changes. The Ada 95 Reference
19085 Manual (ANSI/ISO/IEC-8652:1995) provides details on specific
19086 incompatibilities.
19087
19088 GNAT provides the switch /83 on the GNAT COMPILE command,
19089 as well as the pragma ADA_83, to force the compiler to
19090 operate in Ada 83 mode. This mode does not guarantee complete
19091 conformance to Ada 83, but in practice is sufficient to
19092 eliminate most sources of incompatibilities.
19093 In particular, it eliminates the recognition of the
19094 additional Ada 95 keywords, so that their use as identifiers
19095 in Ada83 program is legal, and handles the cases of packages
19096 with optional bodies, and generics that instantiate unconstrained
19097 types without the use of @code{(<>)}.
19098
19099 @node Differences in the Definition of Package System
19100 @section Differences in the Definition of Package System
19101
19102 @noindent
19103 Both the Ada 95 and Ada 83 reference manuals permit a compiler to add
19104 implementation-dependent declarations to package System. In normal mode,
19105 GNAT does not take advantage of this permission, and the version of System
19106 provided by GNAT exactly matches that in the Ada 95 Reference Manual.
19107
19108 However, DEC Ada adds an extensive set of declarations to package System,
19109 as fully documented in the DEC Ada manuals. To minimize changes required
19110 for programs that make use of these extensions, GNAT provides the pragma
19111 Extend_System for extending the definition of package System. By using:
19112
19113 @smallexample @c ada
19114 @group
19115 @cartouche
19116 pragma Extend_System (Aux_DEC);
19117 @end cartouche
19118 @end group
19119 @end smallexample
19120
19121 @noindent
19122 The set of definitions in System is extended to include those in package
19123 @code{System.Aux_DEC}.
19124 These definitions are incorporated directly into package
19125 System, as though they had been declared there in the first place. For a
19126 list of the declarations added, see the specification of this package,
19127 which can be found in the file @code{s-auxdec.ads} in the GNAT library.
19128 The pragma Extend_System is a configuration pragma, which means that
19129 it can be placed in the file @file{gnat.adc}, so that it will automatically
19130 apply to all subsequent compilations. See the section on Configuration
19131 Pragmas for further details.
19132
19133 An alternative approach that avoids the use of the non-standard
19134 Extend_System pragma is to add a context clause to the unit that
19135 references these facilities:
19136
19137 @smallexample @c ada
19138 @group
19139 @cartouche
19140 with System.Aux_DEC;
19141 use  System.Aux_DEC;
19142 @end cartouche
19143 @end group
19144 @end smallexample
19145
19146 @noindent
19147 The effect is not quite semantically identical to incorporating
19148 the declarations directly into package @code{System},
19149 but most programs will not notice a difference
19150 unless they use prefix notation (e.g. @code{System.Integer_8})
19151 to reference the
19152 entities directly in package @code{System}.
19153 For units containing such references,
19154 the prefixes must either be removed, or the pragma @code{Extend_System}
19155 must be used.
19156
19157 @node Language-Related Features
19158 @section Language-Related Features
19159
19160 @noindent
19161 The following sections highlight differences in types,
19162 representations of types, operations, alignment, and
19163 related topics.
19164
19165 @menu
19166 * Integer Types and Representations::
19167 * Floating-Point Types and Representations::
19168 * Pragmas Float_Representation and Long_Float::
19169 * Fixed-Point Types and Representations::
19170 * Record and Array Component Alignment::
19171 * Address Clauses::
19172 * Other Representation Clauses::
19173 @end menu
19174
19175 @node Integer Types and Representations
19176 @subsection Integer Types and Representations
19177
19178 @noindent
19179 The set of predefined integer types is identical in DEC Ada and GNAT.
19180 Furthermore the representation of these integer types is also identical,
19181 including the capability of size clauses forcing biased representation.
19182
19183 In addition,
19184 DEC Ada for OpenVMS Alpha systems has defined the
19185 following additional integer types in package System:
19186
19187 @itemize @bullet
19188
19189 @item
19190 INTEGER_8
19191
19192 @item
19193 INTEGER_16
19194
19195 @item
19196 INTEGER_32
19197
19198 @item
19199 INTEGER_64
19200
19201 @item
19202 LARGEST_INTEGER
19203 @end itemize
19204
19205 @noindent
19206 When using GNAT, the first four of these types may be obtained from the
19207 standard Ada 95 package @code{Interfaces}.
19208 Alternatively, by use of the pragma
19209 @code{Extend_System}, identical
19210 declarations can be referenced directly in package @code{System}.
19211 On both GNAT and DEC Ada, the maximum integer size is 64 bits.
19212
19213 @node Floating-Point Types and Representations
19214 @subsection Floating-Point Types and Representations
19215 @cindex Floating-Point types
19216
19217 @noindent
19218 The set of predefined floating-point types is identical in DEC Ada and GNAT.
19219 Furthermore the representation of these floating-point
19220 types is also identical. One important difference is that the default
19221 representation for DEC Ada is VAX_Float, but the default representation
19222 for GNAT is IEEE.
19223
19224 Specific types may be declared to be VAX_Float or IEEE, using the pragma
19225 @code{Float_Representation} as described in the DEC Ada documentation.
19226 For example, the declarations:
19227
19228 @smallexample @c ada
19229 @group
19230 @cartouche
19231 type F_Float is digits 6;
19232 pragma Float_Representation (VAX_Float, F_Float);
19233 @end cartouche
19234 @end group
19235 @end smallexample
19236
19237 @noindent
19238 declare a type F_Float that will be represented in VAX_Float format.
19239 This set of declarations actually appears in System.Aux_DEC, which provides
19240 the full set of additional floating-point declarations provided in
19241 the DEC Ada version of package
19242 System. This and similar declarations may be accessed in a user program
19243 by using pragma @code{Extend_System}. The use of this
19244 pragma, and the related pragma @code{Long_Float} is described in further
19245 detail in the following section.
19246
19247 @node Pragmas Float_Representation and Long_Float
19248 @subsection Pragmas Float_Representation and Long_Float
19249
19250 @noindent
19251 DEC Ada provides the pragma @code{Float_Representation}, which
19252 acts as a program library switch to allow control over
19253 the internal representation chosen for the predefined
19254 floating-point types declared in the package @code{Standard}.
19255 The format of this pragma is as follows:
19256
19257 @smallexample
19258 @group
19259 @cartouche
19260 @b{pragma} @code{Float_Representation}(VAX_Float | IEEE_Float);
19261 @end cartouche
19262 @end group
19263 @end smallexample
19264
19265 @noindent
19266 This pragma controls the representation of floating-point
19267 types as follows:
19268
19269 @itemize @bullet
19270 @item
19271 @code{VAX_Float} specifies that floating-point
19272 types are represented by default with the VAX hardware types
19273 F-floating, D-floating, G-floating. Note that the H-floating
19274 type is available only on DIGITAL Vax systems, and is not available
19275 in either DEC Ada or GNAT for Alpha systems.
19276
19277 @item
19278 @code{IEEE_Float} specifies that floating-point
19279 types are represented by default with the IEEE single and
19280 double floating-point types.
19281 @end itemize
19282
19283 @noindent
19284 GNAT provides an identical implementation of the pragma
19285 @code{Float_Representation}, except that it functions as a
19286 configuration pragma, as defined by Ada 95. Note that the
19287 notion of configuration pragma corresponds closely to the
19288 DEC Ada notion of a program library switch.
19289
19290 When no pragma is used in GNAT, the default is IEEE_Float, which is different
19291 from DEC Ada 83, where the default is VAX_Float. In addition, the
19292 predefined libraries in GNAT are built using IEEE_Float, so it is not
19293 advisable to change the format of numbers passed to standard library
19294 routines, and if necessary explicit type conversions may be needed.
19295
19296 The use of IEEE_Float is recommended in GNAT since it is more efficient,
19297 and (given that it conforms to an international standard) potentially more
19298 portable. The situation in which VAX_Float may be useful is in interfacing
19299 to existing code and data that expects the use of VAX_Float. There are
19300 two possibilities here. If the requirement for the use of VAX_Float is
19301 localized, then the best approach is to use the predefined VAX_Float
19302 types in package @code{System}, as extended by
19303 @code{Extend_System}. For example, use @code{System.F_Float}
19304 to specify the 32-bit @code{F-Float} format.
19305
19306 Alternatively, if an entire program depends heavily on the use of
19307 the @code{VAX_Float} and in particular assumes that the types in
19308 package @code{Standard} are in @code{Vax_Float} format, then it
19309 may be desirable to reconfigure GNAT to assume Vax_Float by default.
19310 This is done by using the GNAT LIBRARY command to rebuild the library, and
19311 then using the general form of the @code{Float_Representation}
19312 pragma to ensure that this default format is used throughout.
19313 The form of the GNAT LIBRARY command is:
19314
19315 @smallexample
19316 GNAT LIBRARY /CONFIG=@i{file} /CREATE=@i{directory}
19317 @end smallexample
19318
19319 @noindent
19320 where @i{file} contains the new configuration pragmas
19321 and @i{directory} is the directory to be created to contain
19322 the new library.
19323
19324 @noindent
19325 On OpenVMS systems, DEC Ada provides the pragma @code{Long_Float}
19326 to allow control over the internal representation chosen
19327 for the predefined type @code{Long_Float} and for floating-point
19328 type declarations with digits specified in the range 7 .. 15.
19329 The format of this pragma is as follows:
19330
19331 @smallexample @c ada
19332 @cartouche
19333 pragma Long_Float (D_FLOAT | G_FLOAT);
19334 @end cartouche
19335 @end smallexample
19336
19337 @node Fixed-Point Types and Representations
19338 @subsection Fixed-Point Types and Representations
19339
19340 @noindent
19341 On DEC Ada for OpenVMS Alpha systems, rounding is
19342 away from zero for both positive and negative numbers.
19343 Therefore, +0.5 rounds to 1 and -0.5 rounds to -1.
19344
19345 On GNAT for OpenVMS Alpha, the results of operations
19346 on fixed-point types are in accordance with the Ada 95
19347 rules. In particular, results of operations on decimal
19348 fixed-point types are truncated.
19349
19350 @node Record and Array Component Alignment
19351 @subsection Record and Array Component Alignment
19352
19353 @noindent
19354 On DEC Ada for OpenVMS Alpha, all non composite components
19355 are aligned on natural boundaries. For example, 1-byte
19356 components are aligned on byte boundaries, 2-byte
19357 components on 2-byte boundaries, 4-byte components on 4-byte
19358 byte boundaries, and so on. The OpenVMS Alpha hardware
19359 runs more efficiently with naturally aligned data.
19360
19361 ON GNAT for OpenVMS Alpha, alignment rules are compatible
19362 with DEC Ada for OpenVMS Alpha.
19363
19364 @node Address Clauses
19365 @subsection Address Clauses
19366
19367 @noindent
19368 In DEC Ada and GNAT, address clauses are supported for
19369 objects and imported subprograms.
19370 The predefined type @code{System.Address} is a private type
19371 in both compilers, with the same representation (it is simply
19372 a machine pointer). Addition, subtraction, and comparison
19373 operations are available in the standard Ada 95 package
19374 @code{System.Storage_Elements}, or in package @code{System}
19375 if it is extended to include @code{System.Aux_DEC} using a
19376 pragma @code{Extend_System} as previously described.
19377
19378 Note that code that with's both this extended package @code{System}
19379 and the package @code{System.Storage_Elements} should not @code{use}
19380 both packages, or ambiguities will result. In general it is better
19381 not to mix these two sets of facilities. The Ada 95 package was
19382 designed specifically to provide the kind of features that DEC Ada
19383 adds directly to package @code{System}.
19384
19385 GNAT is compatible with DEC Ada in its handling of address
19386 clauses, except for some limitations in
19387 the form of address clauses for composite objects with
19388 initialization. Such address clauses are easily replaced
19389 by the use of an explicitly-defined constant as described
19390 in the Ada 95 Reference Manual (13.1(22)). For example, the sequence
19391 of declarations:
19392
19393 @smallexample @c ada
19394 @cartouche
19395 X, Y : Integer := Init_Func;
19396 Q : String (X .. Y) := "abc";
19397 ...
19398 for Q'Address use Compute_Address;
19399 @end cartouche
19400 @end smallexample
19401
19402 @noindent
19403 will be rejected by GNAT, since the address cannot be computed at the time
19404 that Q is declared. To achieve the intended effect, write instead:
19405
19406 @smallexample @c ada
19407 @group
19408 @cartouche
19409 X, Y : Integer := Init_Func;
19410 Q_Address : constant Address := Compute_Address;
19411 Q : String (X .. Y) := "abc";
19412 ...
19413 for Q'Address use Q_Address;
19414 @end cartouche
19415 @end group
19416 @end smallexample
19417
19418 @noindent
19419 which will be accepted by GNAT (and other Ada 95 compilers), and is also
19420 backwards compatible with Ada 83. A fuller description of the restrictions
19421 on address specifications is found in the GNAT Reference Manual.
19422
19423 @node Other Representation Clauses
19424 @subsection Other Representation Clauses
19425
19426 @noindent
19427 GNAT supports in a compatible manner all the representation
19428 clauses supported by DEC Ada. In addition, it
19429 supports representation clause forms that are new in Ada 95
19430 including COMPONENT_SIZE and SIZE clauses for objects.
19431
19432 @node The Package STANDARD
19433 @section The Package STANDARD
19434
19435 @noindent
19436 The package STANDARD, as implemented by DEC Ada, is fully
19437 described in the Reference Manual for the Ada Programming
19438 Language (ANSI/MIL-STD-1815A-1983) and in the DEC Ada
19439 Language Reference Manual. As implemented by GNAT, the
19440 package STANDARD is described in the Ada 95 Reference
19441 Manual.
19442
19443 In addition, DEC Ada supports the Latin-1 character set in
19444 the type CHARACTER. GNAT supports the Latin-1 character set
19445 in the type CHARACTER and also Unicode (ISO 10646 BMP) in
19446 the type WIDE_CHARACTER.
19447
19448 The floating-point types supported by GNAT are those
19449 supported by DEC Ada, but defaults are different, and are controlled by
19450 pragmas. See @pxref{Floating-Point Types and Representations} for details.
19451
19452 @node The Package SYSTEM
19453 @section The Package SYSTEM
19454
19455 @noindent
19456 DEC Ada provides a system-specific version of the package
19457 SYSTEM for each platform on which the language ships.
19458 For the complete specification of the package SYSTEM, see
19459 Appendix F of the DEC Ada Language Reference Manual.
19460
19461 On DEC Ada, the package SYSTEM includes the following conversion functions:
19462 @itemize @bullet
19463 @item TO_ADDRESS(INTEGER)
19464
19465 @item  TO_ADDRESS(UNSIGNED_LONGWORD)
19466
19467 @item  TO_ADDRESS(universal_integer)
19468
19469 @item  TO_INTEGER(ADDRESS)
19470
19471 @item  TO_UNSIGNED_LONGWORD(ADDRESS)
19472
19473 @item  Function IMPORT_VALUE return UNSIGNED_LONGWORD and the
19474                  functions IMPORT_ADDRESS and IMPORT_LARGEST_VALUE
19475 @end itemize
19476
19477 @noindent
19478 By default, GNAT supplies a version of SYSTEM that matches
19479 the definition given in the Ada 95 Reference Manual.
19480 This
19481 is a subset of the DIGITAL system definitions, which is as
19482 close as possible to the original definitions. The only difference
19483 is that the definition of SYSTEM_NAME is different:
19484
19485 @smallexample @c ada
19486 @group
19487 @cartouche
19488 type Name is (SYSTEM_NAME_GNAT);
19489 System_Name : constant Name := SYSTEM_NAME_GNAT;
19490 @end cartouche
19491 @end group
19492 @end smallexample
19493
19494 @noindent
19495 Also, GNAT adds the new Ada 95 declarations for
19496 BIT_ORDER and DEFAULT_BIT_ORDER.
19497
19498 However, the use of the following pragma causes GNAT
19499 to extend the definition of package SYSTEM so that it
19500 encompasses the full set of DIGITAL-specific extensions,
19501 including the functions listed above:
19502
19503 @smallexample @c ada
19504 @cartouche
19505 pragma Extend_System (Aux_DEC);
19506 @end cartouche
19507 @end smallexample
19508
19509 @noindent
19510 The pragma Extend_System is a configuration pragma that
19511 is most conveniently placed in the @file{gnat.adc} file. See the
19512 GNAT Reference Manual for further details.
19513
19514 DEC Ada does not allow the recompilation of the package
19515 SYSTEM. Instead DEC Ada provides several pragmas (SYSTEM_
19516 NAME, STORAGE_UNIT, and MEMORY_SIZE) to modify values in
19517 the package SYSTEM. On OpenVMS Alpha systems, the pragma
19518 SYSTEM_NAME takes the enumeration literal OPENVMS_AXP as
19519 its single argument.
19520
19521 GNAT does permit the recompilation of package SYSTEM using
19522 a special switch (@option{-gnatg}) and this switch can be used if
19523 it is necessary to modify the definitions in SYSTEM. GNAT does
19524 not permit the specification of SYSTEM_NAME, STORAGE_UNIT
19525 or MEMORY_SIZE by any other means.
19526
19527 On GNAT systems, the pragma SYSTEM_NAME takes the
19528 enumeration literal SYSTEM_NAME_GNAT.
19529
19530 The definitions provided by the use of
19531
19532 @smallexample @c ada
19533 pragma Extend_System (AUX_Dec);
19534 @end smallexample
19535
19536 @noindent
19537 are virtually identical to those provided by the DEC Ada 83 package
19538 System. One important difference is that the name of the TO_ADDRESS
19539 function for type UNSIGNED_LONGWORD is changed to TO_ADDRESS_LONG.
19540 See the GNAT Reference manual for a discussion of why this change was
19541 necessary.
19542
19543 @noindent
19544 The version of TO_ADDRESS taking a universal integer argument is in fact
19545 an extension to Ada 83 not strictly compatible with the reference manual.
19546 In GNAT, we are constrained to be exactly compatible with the standard,
19547 and this means we cannot provide this capability. In DEC Ada 83, the
19548 point of this definition is to deal with a call like:
19549
19550 @smallexample @c ada
19551 TO_ADDRESS (16#12777#);
19552 @end smallexample
19553
19554 @noindent
19555 Normally, according to the Ada 83 standard, one would expect this to be
19556 ambiguous, since it matches both the INTEGER and UNSIGNED_LONGWORD forms
19557 of TO_ADDRESS. However, in DEC Ada 83, there is no ambiguity, since the
19558 definition using universal_integer takes precedence.
19559
19560 In GNAT, since the version with universal_integer cannot be supplied, it is
19561 not possible to be 100% compatible. Since there are many programs using
19562 numeric constants for the argument to TO_ADDRESS, the decision in GNAT was
19563 to change the name of the function in the UNSIGNED_LONGWORD case, so the
19564 declarations provided in the GNAT version of AUX_Dec are:
19565
19566 @smallexample @c ada
19567 function To_Address (X : Integer) return Address;
19568 pragma Pure_Function (To_Address);
19569
19570 function To_Address_Long (X : Unsigned_Longword) return Address;
19571 pragma Pure_Function (To_Address_Long);
19572 @end smallexample
19573
19574 @noindent
19575 This means that programs using TO_ADDRESS for UNSIGNED_LONGWORD must
19576 change the name to TO_ADDRESS_LONG.
19577
19578 @node Tasking and Task-Related Features
19579 @section Tasking and Task-Related Features
19580
19581 @noindent
19582 The concepts relevant to a comparison of tasking on GNAT
19583 and on DEC Ada for OpenVMS Alpha systems are discussed in
19584 the following sections.
19585
19586 For detailed information on concepts related to tasking in
19587 DEC Ada, see the DEC Ada Language Reference Manual and the
19588 relevant run-time reference manual.
19589
19590 @node Implementation of Tasks in DEC Ada for OpenVMS Alpha Systems
19591 @section Implementation of Tasks in DEC Ada for OpenVMS Alpha Systems
19592
19593 @noindent
19594 On OpenVMS Alpha systems, each Ada task (except a passive
19595 task) is implemented as a single stream of execution
19596 that is created and managed by the kernel. On these
19597 systems, DEC Ada tasking support is based on DECthreads,
19598 an implementation of the POSIX standard for threads.
19599
19600 Although tasks are implemented as threads, all tasks in
19601 an Ada program are part of the same process. As a result,
19602 resources such as open files and virtual memory can be
19603 shared easily among tasks. Having all tasks in one process
19604 allows better integration with the programming environment
19605 (the shell and the debugger, for example).
19606
19607 Also, on OpenVMS Alpha systems, DEC Ada tasks and foreign
19608 code that calls DECthreads routines can be used together.
19609 The interaction between Ada tasks and DECthreads routines
19610 can have some benefits. For example when on OpenVMS Alpha,
19611 DEC Ada can call C code that is already threaded.
19612 GNAT on OpenVMS Alpha uses the facilities of DECthreads,
19613 and Ada tasks are mapped to threads.
19614
19615 @menu
19616 * Assigning Task IDs::
19617 * Task IDs and Delays::
19618 * Task-Related Pragmas::
19619 * Scheduling and Task Priority::
19620 * The Task Stack::
19621 * External Interrupts::
19622 @end menu
19623
19624 @node Assigning Task IDs
19625 @subsection Assigning Task IDs
19626
19627 @noindent
19628 The DEC Ada Run-Time Library always assigns %TASK 1 to
19629 the environment task that executes the main program. On
19630 OpenVMS Alpha systems, %TASK 0 is often used for tasks
19631 that have been created but are not yet activated.
19632
19633 On OpenVMS Alpha systems, task IDs are assigned at
19634 activation. On GNAT systems, task IDs are also assigned at
19635 task creation but do not have the same form or values as
19636 task ID values in DEC Ada. There is no null task, and the
19637 environment task does not have a specific task ID value.
19638
19639 @node Task IDs and Delays
19640 @subsection Task IDs and Delays
19641
19642 @noindent
19643 On OpenVMS Alpha systems, tasking delays are implemented
19644 using Timer System Services. The Task ID is used for the
19645 identification of the timer request (the REQIDT parameter).
19646 If Timers are used in the application take care not to use
19647 0 for the identification, because cancelling such a timer
19648 will cancel all timers and may lead to unpredictable results.
19649
19650 @node Task-Related Pragmas
19651 @subsection Task-Related Pragmas
19652
19653 @noindent
19654 Ada supplies the pragma TASK_STORAGE, which allows
19655 specification of the size of the guard area for a task
19656 stack. (The guard area forms an area of memory that has no
19657 read or write access and thus helps in the detection of
19658 stack overflow.) On OpenVMS Alpha systems, if the pragma
19659 TASK_STORAGE specifies a value of zero, a minimal guard
19660 area is created. In the absence of a pragma TASK_STORAGE, a default guard
19661 area is created.
19662
19663 GNAT supplies the following task-related pragmas:
19664
19665 @itemize @bullet
19666 @item  TASK_INFO
19667
19668               This pragma appears within a task definition and
19669               applies to the task in which it appears. The argument
19670               must be of type SYSTEM.TASK_INFO.TASK_INFO_TYPE.
19671
19672 @item  TASK_STORAGE
19673
19674               GNAT implements pragma TASK_STORAGE in the same way as
19675               DEC Ada.
19676               Both DEC Ada and GNAT supply the pragmas PASSIVE,
19677               SUPPRESS, and VOLATILE.
19678 @end itemize
19679 @node Scheduling and Task Priority
19680 @subsection Scheduling and Task Priority
19681
19682 @noindent
19683 DEC Ada implements the Ada language requirement that
19684 when two tasks are eligible for execution and they have
19685 different priorities, the lower priority task does not
19686 execute while the higher priority task is waiting. The DEC
19687 Ada Run-Time Library keeps a task running until either the
19688 task is suspended or a higher priority task becomes ready.
19689
19690 On OpenVMS Alpha systems, the default strategy is round-
19691 robin with preemption. Tasks of equal priority take turns
19692 at the processor. A task is run for a certain period of
19693 time and then placed at the rear of the ready queue for
19694 its priority level.
19695
19696 DEC Ada provides the implementation-defined pragma TIME_SLICE,
19697 which can be used to enable or disable round-robin
19698 scheduling of tasks with the same priority.
19699 See the relevant DEC Ada run-time reference manual for
19700 information on using the pragmas to control DEC Ada task
19701 scheduling.
19702
19703 GNAT follows the scheduling rules of Annex D (real-time
19704 Annex) of the Ada 95 Reference Manual. In general, this
19705 scheduling strategy is fully compatible with DEC Ada
19706 although it provides some additional constraints (as
19707 fully documented in Annex D).
19708 GNAT implements time slicing control in a manner compatible with
19709 DEC Ada 83, by means of the pragma Time_Slice, whose semantics are identical
19710 to the DEC Ada 83 pragma of the same name.
19711 Note that it is not possible to mix GNAT tasking and
19712 DEC Ada 83 tasking in the same program, since the two run times are
19713 not compatible.
19714
19715 @node The Task Stack
19716 @subsection The Task Stack
19717
19718 @noindent
19719 In DEC Ada, a task stack is allocated each time a
19720 non passive task is activated. As soon as the task is
19721 terminated, the storage for the task stack is deallocated.
19722 If you specify a size of zero (bytes) with T'STORAGE_SIZE,
19723 a default stack size is used. Also, regardless of the size
19724 specified, some additional space is allocated for task
19725 management purposes. On OpenVMS Alpha systems, at least
19726 one page is allocated.
19727
19728 GNAT handles task stacks in a similar manner. According to
19729 the Ada 95 rules, it provides the pragma STORAGE_SIZE as
19730 an alternative method for controlling the task stack size.
19731 The specification of the attribute T'STORAGE_SIZE is also
19732 supported in a manner compatible with DEC Ada.
19733
19734 @node External Interrupts
19735 @subsection External Interrupts
19736
19737 @noindent
19738 On DEC Ada, external interrupts can be associated with task entries.
19739 GNAT is compatible with DEC Ada in its handling of external interrupts.
19740
19741 @node Pragmas and Pragma-Related Features
19742 @section Pragmas and Pragma-Related Features
19743
19744 @noindent
19745 Both DEC Ada and GNAT supply all language-defined pragmas
19746 as specified by the Ada 83 standard. GNAT also supplies all
19747 language-defined pragmas specified in the Ada 95 Reference Manual.
19748 In addition, GNAT implements the implementation-defined pragmas
19749 from DEC Ada 83.
19750
19751 @itemize @bullet
19752 @item  AST_ENTRY
19753
19754 @item  COMMON_OBJECT
19755
19756 @item  COMPONENT_ALIGNMENT
19757
19758 @item  EXPORT_EXCEPTION
19759
19760 @item  EXPORT_FUNCTION
19761
19762 @item  EXPORT_OBJECT
19763
19764 @item  EXPORT_PROCEDURE
19765
19766 @item  EXPORT_VALUED_PROCEDURE
19767
19768 @item  FLOAT_REPRESENTATION
19769
19770 @item  IDENT
19771
19772 @item  IMPORT_EXCEPTION
19773
19774 @item  IMPORT_FUNCTION
19775
19776 @item  IMPORT_OBJECT
19777
19778 @item  IMPORT_PROCEDURE
19779
19780 @item  IMPORT_VALUED_PROCEDURE
19781
19782 @item  INLINE_GENERIC
19783
19784 @item  INTERFACE_NAME
19785
19786 @item  LONG_FLOAT
19787
19788 @item  MAIN_STORAGE
19789
19790 @item  PASSIVE
19791
19792 @item  PSET_OBJECT
19793
19794 @item  SHARE_GENERIC
19795
19796 @item  SUPPRESS_ALL
19797
19798 @item  TASK_STORAGE
19799
19800 @item  TIME_SLICE
19801
19802 @item  TITLE
19803 @end itemize
19804
19805 @noindent
19806 These pragmas are all fully implemented, with the exception of @code{Title},
19807 @code{Passive}, and @code{Share_Generic}, which are
19808 recognized, but which have no
19809 effect in GNAT. The effect of @code{Passive} may be obtained by the
19810 use of protected objects in Ada 95. In GNAT, all generics are inlined.
19811
19812 Unlike DEC Ada, the GNAT 'EXPORT_@i{subprogram}' pragmas require
19813 a separate subprogram specification which must appear before the
19814 subprogram body.
19815
19816 GNAT also supplies a number of implementation-defined pragmas as follows:
19817 @itemize @bullet
19818 @item  C_PASS_BY_COPY
19819
19820 @item  EXTEND_SYSTEM
19821
19822 @item  SOURCE_FILE_NAME
19823
19824 @item  UNSUPPRESS
19825
19826 @item  WARNINGS
19827
19828 @item  ABORT_DEFER
19829
19830 @item  ADA_83
19831
19832 @item  ADA_95
19833
19834 @item  ANNOTATE
19835
19836 @item  ASSERT
19837
19838 @item  CPP_CLASS
19839
19840 @item  CPP_CONSTRUCTOR
19841
19842 @item  CPP_DESTRUCTOR
19843
19844 @item  CPP_VIRTUAL
19845
19846 @item  CP_VTABLE
19847
19848 @item  DEBUG
19849
19850 @item  LINKER_ALIAS
19851
19852 @item  LINKER_SECTION
19853
19854 @item  MACHINE_ATTRIBUTE
19855
19856 @item  NO_RETURN
19857
19858 @item  PURE_FUNCTION
19859
19860 @item  SOURCE_REFERENCE
19861
19862 @item  TASK_INFO
19863
19864 @item  UNCHECKED_UNION
19865
19866 @item  UNIMPLEMENTED_UNIT
19867
19868 @item  UNIVERSAL_DATA
19869
19870 @item  WEAK_EXTERNAL
19871 @end itemize
19872
19873 @noindent
19874 For full details on these GNAT implementation-defined pragmas, see
19875 the GNAT Reference Manual.
19876
19877 @menu
19878 * Restrictions on the Pragma INLINE::
19879 * Restrictions on the Pragma INTERFACE::
19880 * Restrictions on the Pragma SYSTEM_NAME::
19881 @end menu
19882
19883 @node Restrictions on the Pragma INLINE
19884 @subsection Restrictions on the Pragma INLINE
19885
19886 @noindent
19887 DEC Ada applies the following restrictions to the pragma INLINE:
19888 @itemize @bullet
19889 @item  Parameters cannot be a task type.
19890
19891 @item  Function results cannot be task types, unconstrained
19892 array types, or unconstrained types with discriminants.
19893
19894 @item  Bodies cannot declare the following:
19895 @itemize @bullet
19896 @item  Subprogram body or stub (imported subprogram is allowed)
19897
19898 @item  Tasks
19899
19900 @item  Generic declarations
19901
19902 @item  Instantiations
19903
19904 @item  Exceptions
19905
19906 @item  Access types (types derived from access types allowed)
19907
19908 @item  Array or record types
19909
19910 @item  Dependent tasks
19911
19912 @item  Direct recursive calls of subprogram or containing
19913 subprogram, directly or via a renaming
19914
19915 @end itemize
19916 @end itemize
19917
19918 @noindent
19919 In GNAT, the only restriction on pragma INLINE is that the
19920 body must occur before the call if both are in the same
19921 unit, and the size must be appropriately small. There are
19922 no other specific restrictions which cause subprograms to
19923 be incapable of being inlined.
19924
19925 @node  Restrictions on the Pragma INTERFACE
19926 @subsection  Restrictions on the Pragma INTERFACE
19927
19928 @noindent
19929 The following lists and describes the restrictions on the
19930 pragma INTERFACE on DEC Ada and GNAT:
19931 @itemize @bullet
19932 @item  Languages accepted: Ada, Bliss, C, Fortran, Default.
19933 Default is the default on OpenVMS Alpha systems.
19934
19935 @item  Parameter passing: Language specifies default
19936 mechanisms but can be overridden with an EXPORT pragma.
19937
19938 @itemize @bullet
19939 @item  Ada: Use internal Ada rules.
19940
19941 @item  Bliss, C: Parameters must be mode @code{in}; cannot be
19942 record or task type. Result cannot be a string, an
19943 array, or a record.
19944
19945 @item  Fortran: Parameters cannot be a task. Result cannot
19946 be a string, an array, or a record.
19947 @end itemize
19948 @end itemize
19949
19950 @noindent
19951 GNAT is entirely upwards compatible with DEC Ada, and in addition allows
19952 record parameters for all languages.
19953
19954 @node  Restrictions on the Pragma SYSTEM_NAME
19955 @subsection  Restrictions on the Pragma SYSTEM_NAME
19956
19957 @noindent
19958 For DEC Ada for OpenVMS Alpha, the enumeration literal
19959 for the type NAME is OPENVMS_AXP. In GNAT, the enumeration
19960 literal for the type NAME is SYSTEM_NAME_GNAT.
19961
19962 @node  Library of Predefined Units
19963 @section  Library of Predefined Units
19964
19965 @noindent
19966 A library of predefined units is provided as part of the
19967 DEC Ada and GNAT implementations. DEC Ada does not provide
19968 the package MACHINE_CODE but instead recommends importing
19969 assembler code.
19970
19971 The GNAT versions of the DEC Ada Run-Time Library (ADA$PREDEFINED:)
19972 units are taken from the OpenVMS Alpha version, not the OpenVMS VAX
19973 version. During GNAT installation, the DEC Ada Predefined
19974 Library units are copied into the GNU:[LIB.OPENVMS7_x.2_8_x.DECLIB]
19975 (aka DECLIB) directory and patched to remove Ada 95 incompatibilities
19976 and to make them interoperable with GNAT, @pxref{Changes to DECLIB}
19977 for details.
19978
19979 The GNAT RTL is contained in
19980 the GNU:[LIB.OPENVMS7_x.2_8_x.ADALIB] (aka ADALIB) directory and
19981 the default search path is set up to find DECLIB units in preference
19982 to ADALIB units with the same name (TEXT_IO, SEQUENTIAL_IO, and DIRECT_IO,
19983 for example).
19984
19985 However, it is possible to change the default so that the
19986 reverse is true, or even to mix them using child package
19987 notation. The DEC Ada 83 units are available as DEC.xxx where xxx
19988 is the package name, and the Ada units are available in the
19989 standard manner defined for Ada 95, that is to say as Ada.xxx. To
19990 change the default, set ADA_INCLUDE_PATH and ADA_OBJECTS_PATH
19991 appropriately. For example, to change the default to use the Ada95
19992 versions do:
19993
19994 @smallexample
19995 $ DEFINE ADA_INCLUDE_PATH GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADAINCLUDE],-
19996                           GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.DECLIB]
19997 $ DEFINE ADA_OBJECTS_PATH GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB],-
19998                           GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.DECLIB]
19999 @end smallexample
20000
20001 @menu
20002 * Changes to DECLIB::
20003 @end menu
20004
20005 @node Changes to DECLIB
20006 @subsection Changes to DECLIB
20007
20008 @noindent
20009 The changes made to the DEC Ada predefined library for GNAT and Ada 95
20010 compatibility are minor and include the following:
20011
20012 @itemize @bullet
20013 @item  Adjusting the location of pragmas and record representation
20014 clauses to obey Ada 95 rules
20015
20016 @item  Adding the proper notation to generic formal parameters
20017 that take unconstrained types in instantiation
20018
20019 @item  Adding pragma ELABORATE_BODY to package specifications
20020 that have package bodies not otherwise allowed
20021
20022 @item  Occurrences of the identifier @code{"PROTECTED"} are renamed to
20023 @code{"PROTECTD"}.
20024 Currently these are found only in the STARLET package spec.
20025 @end itemize
20026
20027 @noindent
20028 None of the above changes is visible to users.
20029
20030 @node Bindings
20031 @section Bindings
20032
20033 @noindent
20034 On OpenVMS Alpha, DEC Ada provides the following strongly-typed bindings:
20035 @itemize @bullet
20036
20037 @item  Command Language Interpreter (CLI interface)
20038
20039 @item  DECtalk Run-Time Library (DTK interface)
20040
20041 @item  Librarian utility routines (LBR interface)
20042
20043 @item  General Purpose Run-Time Library (LIB interface)
20044
20045 @item  Math Run-Time Library (MTH interface)
20046
20047 @item  National Character Set Run-Time Library (NCS interface)
20048
20049 @item  Compiled Code Support Run-Time Library (OTS interface)
20050
20051 @item  Parallel Processing Run-Time Library (PPL interface)
20052
20053 @item  Screen Management Run-Time Library (SMG interface)
20054
20055 @item  Sort Run-Time Library (SOR interface)
20056
20057 @item  String Run-Time Library (STR interface)
20058
20059 @item STARLET System Library
20060 @findex Starlet
20061
20062 @item  X Window System Version 11R4 and 11R5 (X, XLIB interface)
20063
20064 @item  X Windows Toolkit (XT interface)
20065
20066 @item  X/Motif Version 1.1.3 and 1.2 (XM interface)
20067 @end itemize
20068
20069 @noindent
20070 GNAT provides implementations of these DEC bindings in the DECLIB directory.
20071
20072 The X/Motif bindings used to build DECLIB are whatever versions are in the
20073 DEC Ada @file{ADA$PREDEFINED} directory with extension @file{.ADC}.
20074 The build script will
20075 automatically add a pragma Linker_Options to packages @code{Xm}, @code{Xt},
20076 and @code{X_Lib}
20077 causing the default X/Motif sharable image libraries to be linked in. This
20078 is done via options files named @file{xm.opt}, @file{xt.opt}, and
20079 @file{x_lib.opt} (also located in the @file{DECLIB} directory).
20080
20081 It may be necessary to edit these options files to update or correct the
20082 library names if, for example, the newer X/Motif bindings from
20083 @file{ADA$EXAMPLES}
20084 had been (previous to installing GNAT) copied and renamed to supersede the
20085 default @file{ADA$PREDEFINED} versions.
20086
20087 @menu
20088 * Shared Libraries and Options Files::
20089 * Interfaces to C::
20090 @end menu
20091
20092 @node Shared Libraries and Options Files
20093 @subsection Shared Libraries and Options Files
20094
20095 @noindent
20096 When using the DEC Ada
20097 predefined X and Motif bindings, the linking with their sharable images is
20098 done automatically by @command{GNAT LINK}.
20099 When using other X and Motif bindings, you need
20100 to add the corresponding sharable images to the command line for
20101 @code{GNAT LINK}. When linking with shared libraries, or with
20102 @file{.OPT} files, you must
20103 also add them to the command line for @command{GNAT LINK}.
20104
20105 A shared library to be used with GNAT is built in the same way as other
20106 libraries under VMS. The VMS Link command can be used in standard fashion.
20107
20108 @node Interfaces to C
20109 @subsection Interfaces to C
20110
20111 @noindent
20112 DEC Ada
20113 provides the following Ada types and operations:
20114
20115 @itemize @bullet
20116 @item C types package (C_TYPES)
20117
20118 @item C strings (C_TYPES.NULL_TERMINATED)
20119
20120 @item Other_types (SHORT_INT)
20121 @end itemize
20122
20123 @noindent
20124 Interfacing to C with GNAT, one can use the above approach
20125 described for DEC Ada or the facilities of Annex B of
20126 the Ada 95 Reference Manual (packages INTERFACES.C,
20127 INTERFACES.C.STRINGS and INTERFACES.C.POINTERS). For more
20128 information, see the section ``Interfacing to C'' in the
20129 @cite{GNAT Reference Manual}.
20130
20131 The @option{-gnatF} qualifier forces default and explicit
20132 @code{External_Name} parameters in pragmas Import and Export
20133 to be uppercased for compatibility with the default behavior
20134 of Compaq C. The qualifier has no effect on @code{Link_Name} parameters.
20135
20136 @node Main Program Definition
20137 @section Main Program Definition
20138
20139 @noindent
20140 The following section discusses differences in the
20141 definition of main programs on DEC Ada and GNAT.
20142 On DEC Ada, main programs are defined to meet the
20143 following conditions:
20144 @itemize @bullet
20145 @item  Procedure with no formal parameters (returns 0 upon
20146        normal completion)
20147
20148 @item  Procedure with no formal parameters (returns 42 when
20149        unhandled exceptions are raised)
20150
20151 @item  Function with no formal parameters whose returned value
20152        is of a discrete type
20153
20154 @item  Procedure with one OUT formal of a discrete type for
20155        which a specification of pragma EXPORT_VALUED_PROCEDURE is given.
20156
20157 @end itemize
20158
20159 @noindent
20160 When declared with the pragma EXPORT_VALUED_PROCEDURE,
20161 a main function or main procedure returns a discrete
20162 value whose size is less than 64 bits (32 on VAX systems),
20163 the value is zero- or sign-extended as appropriate.
20164 On GNAT, main programs are defined as follows:
20165 @itemize @bullet
20166 @item  Must be a non-generic, parameter-less subprogram that
20167 is either a procedure or function returning an Ada
20168 STANDARD.INTEGER (the predefined type)
20169
20170 @item  Cannot be a generic subprogram or an instantiation of a
20171 generic subprogram
20172 @end itemize
20173
20174 @node Implementation-Defined Attributes
20175 @section Implementation-Defined Attributes
20176
20177 @noindent
20178 GNAT provides all DEC Ada implementation-defined
20179 attributes.
20180
20181 @node Compiler and Run-Time Interfacing
20182 @section Compiler and Run-Time Interfacing
20183
20184 @noindent
20185 DEC Ada provides the following ways to pass options to the linker
20186 (ACS LINK):
20187 @itemize @bullet
20188 @item  /WAIT and /SUBMIT qualifiers
20189
20190 @item  /COMMAND qualifier
20191
20192 @item  /[NO]MAP qualifier
20193
20194 @item  /OUTPUT=file-spec
20195
20196 @item  /[NO]DEBUG and /[NO]TRACEBACK qualifiers
20197 @end itemize
20198
20199 @noindent
20200 To pass options to the linker, GNAT provides the following
20201 switches:
20202
20203 @itemize @bullet
20204 @item   @option{/EXECUTABLE=exec-name}
20205
20206 @item   @option{/VERBOSE qualifier}
20207
20208 @item   @option{/[NO]DEBUG} and @option{/[NO]TRACEBACK} qualifiers
20209 @end itemize
20210
20211 @noindent
20212 For more information on these switches, see
20213 @ref{Switches for gnatlink}.
20214 In DEC Ada, the command-line switch @option{/OPTIMIZE} is available
20215 to control optimization. DEC Ada also supplies the
20216 following pragmas:
20217 @itemize @bullet
20218 @item  @code{OPTIMIZE}
20219
20220 @item  @code{INLINE}
20221
20222 @item  @code{INLINE_GENERIC}
20223
20224 @item  @code{SUPPRESS_ALL}
20225
20226 @item  @code{PASSIVE}
20227 @end itemize
20228
20229 @noindent
20230 In GNAT, optimization is controlled strictly by command
20231 line parameters, as described in the corresponding section of this guide.
20232 The DIGITAL pragmas for control of optimization are
20233 recognized but ignored.
20234
20235 Note that in GNAT, the default is optimization off, whereas in DEC Ada 83,
20236 the default is that optimization is turned on.
20237
20238 @node Program Compilation and Library Management
20239 @section Program Compilation and Library Management
20240
20241 @noindent
20242 DEC Ada and GNAT provide a comparable set of commands to
20243 build programs. DEC Ada also provides a program library,
20244 which is a concept that does not exist on GNAT. Instead,
20245 GNAT provides directories of sources that are compiled as
20246 needed.
20247
20248 The following table summarizes
20249 the DEC Ada commands and provides
20250 equivalent GNAT commands. In this table, some GNAT
20251 equivalents reflect the fact that GNAT does not use the
20252 concept of a program library. Instead, it uses a model
20253 in which collections of source and object files are used
20254 in a manner consistent with other languages like C and
20255 Fortran. Therefore, standard system file commands are used
20256 to manipulate these elements. Those GNAT commands are marked with
20257 an asterisk.
20258 Note that, unlike DEC Ada, none of the GNAT commands accepts wild cards.
20259
20260 @need 1500
20261 @multitable @columnfractions .35 .65
20262
20263 @item @emph{DEC Ada Command}
20264 @tab @emph{GNAT Equivalent / Description}
20265
20266 @item @command{ADA}
20267 @tab @command{GNAT COMPILE}@*
20268 Invokes the compiler to compile one or more Ada source files.
20269
20270 @item @command{ACS ATTACH}@*
20271 @tab [No equivalent]@*
20272 Switches control of terminal from current process running the program
20273 library manager.
20274
20275 @item @command{ACS CHECK}
20276 @tab @command{GNAT MAKE /DEPENDENCY_LIST}@*
20277 Forms the execution closure of one
20278 or more compiled units and checks completeness and currency.
20279
20280 @item @command{ACS COMPILE}
20281 @tab @command{GNAT MAKE /ACTIONS=COMPILE}@*
20282 Forms the execution closure of one or
20283 more specified units, checks completeness and currency,
20284 identifies units that have revised source files, compiles same,
20285 and recompiles units that are or will become obsolete.
20286 Also completes incomplete generic instantiations.
20287
20288 @item @command{ACS COPY FOREIGN}
20289 @tab Copy (*)@*
20290 Copies a foreign object file into the program library as a
20291 library unit body.
20292
20293 @item @command{ACS COPY UNIT}
20294 @tab Copy (*)@*
20295 Copies a compiled unit from one program library to another.
20296
20297 @item @command{ACS CREATE LIBRARY}
20298 @tab Create /directory (*)@*
20299 Creates a program library.
20300
20301 @item @command{ACS CREATE SUBLIBRARY}
20302 @tab Create /directory (*)@*
20303 Creates a program sublibrary.
20304
20305 @item @command{ACS DELETE LIBRARY}
20306 @tab @*
20307 Deletes a program library and its contents.
20308
20309 @item @command{ACS DELETE SUBLIBRARY}
20310 @tab @*
20311 Deletes a program sublibrary and its contents.
20312
20313 @item @command{ACS DELETE UNIT}
20314 @tab Delete file (*)@*
20315 On OpenVMS systems, deletes one or more compiled units from
20316 the current program library.
20317
20318 @item @command{ACS DIRECTORY}
20319 @tab Directory (*)@*
20320 On OpenVMS systems, lists units contained in the current
20321 program library.
20322
20323 @item @command{ACS ENTER FOREIGN}
20324 @tab Copy (*)@*
20325 Allows the import of a foreign body as an Ada library
20326 specification and enters a reference to a pointer.
20327
20328 @item @command{ACS ENTER UNIT}
20329 @tab Copy (*)@*
20330 Enters a reference (pointer) from the current program library to
20331 a unit compiled into another program library.
20332
20333 @item @command{ACS EXIT}
20334 @tab [No equivalent]@*
20335 Exits from the program library manager.
20336
20337 @item @command{ACS EXPORT}
20338 @tab Copy (*)@*
20339 Creates an object file that contains system-specific object code
20340 for one or more units. With GNAT, object files can simply be copied
20341 into the desired directory.
20342
20343 @item @command{ACS EXTRACT SOURCE}
20344 @tab Copy (*)@*
20345 Allows access to the copied source file for each Ada compilation unit
20346
20347 @item @command{ACS HELP}
20348 @tab @command{HELP GNAT}@*
20349 Provides online help.
20350
20351 @item @command{ACS LINK}
20352 @tab @command{GNAT LINK}@*
20353 Links an object file containing Ada units into an executable file.
20354
20355 @item @command{ACS LOAD}
20356 @tab Copy (*)@*
20357 Loads (partially compiles) Ada units into the program library.
20358 Allows loading a program from a collection of files into a library
20359 without knowing the relationship among units.
20360
20361 @item @command{ACS MERGE}
20362 @tab Copy (*)@*
20363 Merges into the current program library, one or more units from
20364 another library where they were modified.
20365
20366 @item @command{ACS RECOMPILE}
20367 @tab @command{GNAT MAKE /ACTIONS=COMPILE}@*
20368 Recompiles from   external or copied source files any obsolete
20369 unit in the closure. Also, completes any incomplete generic
20370 instantiations.
20371
20372 @item @command{ACS REENTER}
20373 @tab @command{GNAT MAKE}@*
20374 Reenters current references to units compiled after last entered
20375 with the @command{ACS ENTER UNIT} command.
20376
20377 @item @command{ACS SET LIBRARY}
20378 @tab Set default (*)@*
20379 Defines a program library to be the compilation context as well
20380 as the target library for compiler output and commands in general.
20381
20382 @item @command{ACS SET PRAGMA}
20383 @tab Edit @file{gnat.adc} (*)@*
20384 Redefines specified  values of the library characteristics
20385 @code{LONG_ FLOAT}, @code{MEMORY_SIZE}, @code{SYSTEM_NAME},
20386 and @code{Float_Representation}.
20387
20388 @item @command{ACS SET SOURCE}
20389 @tab Define @code{ADA_INCLUDE_PATH} path (*)@*
20390 Defines the source file search list for the @command{ACS COMPILE} command.
20391
20392 @item @command{ACS SHOW LIBRARY}
20393 @tab Directory (*)@*
20394 Lists information about one or more program libraries.
20395
20396 @item @command{ACS SHOW PROGRAM}
20397 @tab [No equivalent]@*
20398 Lists information about the execution closure of one or
20399 more units in the program library.
20400
20401 @item @command{ACS SHOW SOURCE}
20402 @tab Show logical @code{ADA_INCLUDE_PATH}@*
20403 Shows the source file search used when compiling units.
20404
20405 @item @command{ACS SHOW VERSION}
20406 @tab Compile with @option{VERBOSE} option
20407 Displays the version number of the compiler and program library
20408 manager used.
20409
20410 @item @command{ACS SPAWN}
20411 @tab [No equivalent]@*
20412 Creates a subprocess of the current process (same as @command{DCL SPAWN}
20413 command).
20414
20415 @item @command{ACS VERIFY}
20416 @tab [No equivalent]@*
20417 Performs a series of consistency checks on a program library to
20418 determine whether the library structure and library files are in
20419 valid form.
20420 @end multitable
20421
20422 @noindent
20423
20424 @node Input-Output
20425 @section Input-Output
20426
20427 @noindent
20428 On OpenVMS Alpha systems, DEC Ada uses OpenVMS Record
20429 Management Services (RMS) to perform operations on
20430 external files.
20431
20432 @noindent
20433 DEC Ada and GNAT predefine an identical set of input-
20434 output packages. To make the use of the
20435 generic TEXT_IO operations more convenient, DEC Ada
20436 provides predefined library packages that instantiate the
20437 integer and floating-point operations for the predefined
20438 integer and floating-point types as shown in the following table.
20439
20440 @multitable @columnfractions .45 .55
20441 @item @emph{Package Name} @tab Instantiation
20442
20443 @item @code{INTEGER_TEXT_IO}
20444 @tab @code{INTEGER_IO(INTEGER)}
20445
20446 @item @code{SHORT_INTEGER_TEXT_IO}
20447 @tab @code{INTEGER_IO(SHORT_INTEGER)}
20448
20449 @item @code{SHORT_SHORT_INTEGER_TEXT_IO}
20450 @tab @code{INTEGER_IO(SHORT_SHORT_INTEGER)}
20451
20452 @item @code{FLOAT_TEXT_IO}
20453 @tab @code{FLOAT_IO(FLOAT)}
20454
20455 @item @code{LONG_FLOAT_TEXT_IO}
20456 @tab @code{FLOAT_IO(LONG_FLOAT)}
20457 @end multitable
20458
20459 @noindent
20460 The DEC Ada predefined packages and their operations
20461 are implemented using OpenVMS Alpha files and input-
20462 output facilities. DEC Ada supports asynchronous input-
20463 output on OpenVMS Alpha. Familiarity with the following is
20464 recommended:
20465 @itemize @bullet
20466 @item  RMS file organizations and access methods
20467
20468 @item  OpenVMS file specifications and directories
20469
20470 @item  OpenVMS File Definition Language (FDL)
20471 @end itemize
20472
20473 @noindent
20474 GNAT provides I/O facilities that are completely
20475 compatible with DEC Ada. The distribution includes the
20476 standard DEC Ada versions of all I/O packages, operating
20477 in a manner compatible with DEC Ada. In particular, the
20478 following packages are by default the DEC Ada (Ada 83)
20479 versions of these packages rather than the renamings
20480 suggested in annex J of the Ada 95 Reference Manual:
20481 @itemize @bullet
20482 @item  @code{TEXT_IO}
20483
20484 @item  @code{SEQUENTIAL_IO}
20485
20486 @item  @code{DIRECT_IO}
20487 @end itemize
20488
20489 @noindent
20490 The use of the standard Ada 95 syntax for child packages (for
20491 example, @code{ADA.TEXT_IO}) retrieves the Ada 95 versions of these
20492 packages, as defined in the Ada 95 Reference Manual.
20493 GNAT provides DIGITAL-compatible predefined instantiations
20494 of the @code{TEXT_IO} packages, and also
20495 provides the standard predefined instantiations required
20496 by the Ada 95 Reference Manual.
20497
20498 For further information on how GNAT interfaces to the file
20499 system or how I/O is implemented in programs written in
20500 mixed languages, see the chapter ``Implementation of the
20501 Standard I/O'' in the @cite{GNAT Reference Manual}.
20502 This chapter covers the following:
20503 @itemize @bullet
20504 @item  Standard I/O packages
20505
20506 @item  @code{FORM} strings
20507
20508 @item  @code{ADA.DIRECT_IO}
20509
20510 @item  @code{ADA.SEQUENTIAL_IO}
20511
20512 @item  @code{ADA.TEXT_IO}
20513
20514 @item  Stream pointer positioning
20515
20516 @item  Reading and writing non-regular files
20517
20518 @item  @code{GET_IMMEDIATE}
20519
20520 @item  Treating @code{TEXT_IO} files as streams
20521
20522 @item  Shared files
20523
20524 @item  Open modes
20525 @end itemize
20526
20527 @node Implementation Limits
20528 @section Implementation Limits
20529
20530 @noindent
20531 The following table lists implementation limits for DEC Ada
20532 and GNAT systems.
20533 @multitable @columnfractions .60 .20 .20
20534 @sp 1
20535 @item  @emph{Compilation Parameter}
20536 @tab   @emph{DEC Ada}
20537 @tab   @emph{GNAT}
20538 @sp 1
20539
20540 @item  In a subprogram or entry  declaration, maximum number of
20541        formal parameters that are of an unconstrained record type
20542 @tab   32
20543 @tab   No set limit
20544 @sp 1
20545
20546 @item  Maximum identifier length (number of characters)
20547 @tab   255
20548 @tab   255
20549 @sp 1
20550
20551 @item  Maximum number of characters in a source line
20552 @tab   255
20553 @tab   255
20554 @sp 1
20555
20556 @item  Maximum collection size   (number of bytes)
20557 @tab   2**31-1
20558 @tab   2**31-1
20559 @sp 1
20560
20561 @item  Maximum number of discriminants for a record type
20562 @tab   245
20563 @tab   No set limit
20564 @sp 1
20565
20566 @item  Maximum number of formal parameters in an entry or
20567        subprogram declaration
20568 @tab   246
20569 @tab    No set limit
20570 @sp 1
20571
20572 @item  Maximum number of dimensions in an array type
20573 @tab   255
20574 @tab   No set limit
20575 @sp 1
20576
20577 @item  Maximum number of library  units and subunits in a compilation.
20578 @tab   4095
20579 @tab   No set limit
20580 @sp 1
20581
20582 @item  Maximum number of library units and subunits in an execution.
20583 @tab   16383
20584 @tab   No set limit
20585 @sp 1
20586
20587 @item  Maximum number of objects declared with the pragma @code{COMMON_OBJECT}
20588        or @code{PSECT_OBJECT}
20589 @tab   32757
20590 @tab   No set limit
20591 @sp 1
20592
20593 @item  Maximum number of enumeration literals in an enumeration type
20594        definition
20595 @tab   65535
20596 @tab   No set limit
20597 @sp 1
20598
20599 @item  Maximum number of lines in a source file
20600 @tab   65534
20601 @tab   No set limit
20602 @sp 1
20603
20604 @item  Maximum number of bits in any object
20605 @tab   2**31-1
20606 @tab   2**31-1
20607 @sp 1
20608
20609 @item  Maximum size of the static portion of a stack frame (approximate)
20610 @tab   2**31-1
20611 @tab   2**31-1
20612 @end multitable
20613
20614 @node  Tools
20615 @section Tools
20616
20617 @end ifset
20618
20619
20620 @c **************************************
20621 @node Platform-Specific Information for the Run-Time Libraries
20622 @appendix Platform-Specific Information for the Run-Time Libraries
20623 @cindex Tasking and threads libraries
20624 @cindex Threads libraries and tasking
20625 @cindex Run-time libraries (platform-specific information)
20626
20627 @noindent
20628 The GNAT run-time implementation
20629 may vary with respect to both the underlying threads library and
20630 the exception handling scheme.
20631 For threads support, one or more of the following are supplied:
20632 @itemize @bullet
20633 @item @b{native threads library}, a binding to the thread package from
20634 the underlying operating system
20635
20636 @item @b{FSU threads library}, a binding to the Florida State University
20637 threads implementation, which complies fully with the requirements of Annex D
20638
20639 @item @b{pthreads library} (Sparc Solaris only), a binding to the Solaris
20640 POSIX thread package
20641 @end itemize
20642
20643 @noindent
20644 For exception handling, either or both of two models are supplied:
20645 @itemize @bullet
20646 @item @b{Zero-Cost Exceptions} (``ZCX''),@footnote{
20647 Most programs should experience a substantial speed improvement by
20648 being compiled with a ZCX run-time.
20649 This is especially true for
20650 tasking applications or applications with many exception handlers.}
20651 @cindex Zero-Cost Exceptions
20652 @cindex ZCX (Zero-Cost Exceptions)
20653 which uses binder-generated tables that
20654 are interrogated at run time to locate a handler
20655
20656 @item @b{setjmp / longjmp} (``SJLJ''),
20657 @cindex setjmp/longjmp Exception Model
20658 @cindex SJLJ (setjmp/longjmp Exception Model)
20659 which uses dynamically-set data to establish
20660 the set of handlers
20661 @end itemize
20662
20663 @noindent
20664 This appendix summarizes which combinations of threads and exception support
20665 are supplied on various GNAT platforms.
20666 It then shows how to select a particular library either
20667 permanently or temporarily,
20668 explains the properties of (and tradeoffs among) the various threads
20669 libraries, and provides some additional
20670 information about several specific platforms.
20671
20672 @menu
20673 * Summary of Run-Time Configurations::
20674 * Specifying a Run-Time Library::
20675 * Choosing between Native and FSU Threads Libraries::
20676 * Choosing the Scheduling Policy::
20677 * Solaris-Specific Considerations::
20678 * IRIX-Specific Considerations::
20679 * Linux-Specific Considerations::
20680 @end menu
20681
20682
20683 @node Summary of Run-Time Configurations
20684 @section Summary of Run-Time Configurations
20685
20686
20687 @multitable @columnfractions .30 .70
20688 @item @b{alpha-openvms}
20689 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
20690 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native VMS threads
20691 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
20692 @*
20693 @item @b{pa-hpux}
20694 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
20695 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native HP threads library
20696 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
20697 @*
20698 @item @code{@ @ }@i{rts-sjlj}
20699 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native HP threads library
20700 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
20701 @*
20702 @item @b{sparc-solaris}  @tab
20703 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
20704 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native Solaris threads library
20705 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
20706 @*
20707 @item @code{@ @ }@i{rts-fsu}    @tab
20708 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab FSU threads library
20709 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
20710 @*
20711 @item @code{@ @ }@i{rts-m64}
20712 @item @code{@ @ @ @ }Tasking     @tab native Solaris threads library
20713 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions  @tab ZCX
20714 @item @code{@ @ @ @ }Constraints @tab Use only when compiling in 64-bit mode;
20715 @item    @tab Use only on Solaris 8 or later.
20716 @item    @tab @xref{Building and Debugging 64-bit Applications}, for details.
20717 @*
20718 @item @code{@ @ }@i{rts-pthread}
20719 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab pthreads library
20720 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
20721 @*
20722 @item @code{@ @ }@i{rts-sjlj}
20723 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native Solaris threads library
20724 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
20725 @*
20726 @item @b{x86-linux}
20727 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
20728 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab LinuxThread library
20729 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
20730 @*
20731 @item @code{@ @ }@i{rts-fsu}
20732 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab FSU threads library
20733 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
20734 @*
20735 @item @code{@ @ }@i{rts-sjlj}
20736 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab LinuxThread library
20737 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
20738 @*
20739 @item @b{x86-windows}
20740 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
20741 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native Win32 threads
20742 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
20743 @*
20744 @end multitable
20745
20746
20747
20748 @node Specifying a Run-Time Library
20749 @section Specifying a Run-Time Library
20750
20751 @noindent
20752 The @file{adainclude} subdirectory containing the sources of the GNAT
20753 run-time library, and the @file{adalib} subdirectory containing the
20754 @file{ALI} files and the static and/or shared GNAT library, are located
20755 in the gcc target-dependent area:
20756
20757 @smallexample
20758 target=$prefix/lib/gcc-lib/gcc-@i{dumpmachine}/gcc-@i{dumpversion}/
20759 @end smallexample
20760
20761 @noindent
20762 As indicated above, on some platforms several run-time libraries are supplied.
20763 These libraries are installed in the target dependent area and
20764 contain a complete source and binary subdirectory. The detailed description
20765 below explains the differences between the different libraries in terms of
20766 their thread support.
20767
20768 The default run-time library (when GNAT is installed) is @emph{rts-native}.
20769 This default run time is selected by the means of soft links.
20770 For example on x86-linux:
20771
20772 @smallexample
20773 @group
20774  $(target-dir)
20775      |
20776      +--- adainclude----------+
20777      |                        |
20778      +--- adalib-----------+  |
20779      |                     |  |
20780      +--- rts-native       |  |
20781      |    |                |  |
20782      |    +--- adainclude <---+
20783      |    |                |
20784      |    +--- adalib <----+
20785      |
20786      +--- rts-fsu
20787      |    |
20788      |    +--- adainclude
20789      |    |
20790      |    +--- adalib
20791      |
20792      +--- rts-sjlj
20793           |
20794           +--- adainclude
20795           |
20796           +--- adalib
20797 @end group
20798 @end smallexample
20799
20800 @noindent
20801 If the @i{rts-fsu} library is to be selected on a permanent basis,
20802 these soft links can be modified with the following commands:
20803
20804 @smallexample
20805 $ cd $target
20806 $ rm -f adainclude adalib
20807 $ ln -s rts-fsu/adainclude adainclude
20808 $ ln -s rts-fsu/adalib adalib
20809 @end smallexample
20810
20811 @noindent
20812 Alternatively, you can specify @file{rts-fsu/adainclude} in the file
20813 @file{$target/ada_source_path} and @file{rts-fsu/adalib} in
20814 @file{$target/ada_object_path}.
20815
20816 Selecting another run-time library temporarily can be
20817 achieved by the regular mechanism for GNAT object or source path selection:
20818
20819 @itemize @bullet
20820 @item
20821 Set the environment variables:
20822
20823 @smallexample
20824 $ ADA_INCLUDE_PATH=$target/rts-fsu/adainclude:$ADA_INCLUDE_PATH
20825 $ ADA_OBJECTS_PATH=$target/rts-fsu/adalib:$ADA_OBJECTS_PATH
20826 $ export ADA_INCLUDE_PATH ADA_OBJECTS_PATH
20827 @end smallexample
20828
20829 @item
20830 Use @option{-aI$target/rts-fsu/adainclude}
20831 and @option{-aO$target/rts-fsu/adalib}
20832 on the @command{gnatmake} command line
20833
20834 @item
20835 Use the switch @option{--RTS}; e.g., @option{--RTS=fsu}
20836 @cindex @option{--RTS} option
20837 @end itemize
20838
20839 @noindent
20840 You can similarly switch to @emph{rts-sjlj}.
20841
20842 @node Choosing between Native and FSU Threads Libraries
20843 @section Choosing between Native and FSU Threads Libraries
20844 @cindex Native threads library
20845 @cindex FSU threads library
20846
20847 @noindent
20848 Some GNAT implementations offer a choice between
20849 native threads and FSU threads.
20850
20851 @itemize @bullet
20852 @item
20853 The @emph{native threads} library correspond to the standard system threads
20854 implementation (e.g. LinuxThreads on GNU/Linux,
20855 @cindex LinuxThreads library
20856 POSIX threads on AIX, or
20857 Solaris threads on Solaris). When this option is chosen, GNAT provides
20858 a full and accurate implementation of the core language tasking model
20859 as described in Chapter 9 of the Ada Reference Manual,
20860 but might not (and probably does not) implement
20861 the exact semantics as specified in @w{Annex D} (the Real-Time Systems Annex).
20862 @cindex Annex D (Real-Time Systems Annex) compliance
20863 @cindex Real-Time Systems Annex compliance
20864 Indeed, the reason that a choice of libraries is offered
20865 on a given target is because some of the
20866 ACATS tests for @w{Annex D} fail using the native threads library.
20867 As far as possible, this library is implemented
20868 in accordance with Ada semantics (e.g., modifying priorities as required
20869 to simulate ceiling locking),
20870 but there are often slight inaccuracies, most often in the area of
20871 absolutely respecting the priority rules on a single
20872 processor.
20873 Moreover, it is not possible in general to define the exact behavior,
20874 because the native threads implementations
20875 are not well enough documented.
20876
20877 On systems where the @code{SCHED_FIFO} POSIX scheduling policy is supported,
20878 @cindex POSIX scheduling policies
20879 @cindex @code{SCHED_FIFO} scheduling policy
20880 native threads will provide a behavior very close to the @w{Annex D}
20881 requirements (i.e., a run-till-blocked scheduler with fixed priorities), but
20882 on some systems (in particular GNU/Linux and Solaris), you need to have root
20883 privileges to use the @code{SCHED_FIFO} policy.
20884
20885 @item
20886 The @emph{FSU threads} library provides a completely accurate implementation
20887 of @w{Annex D}.
20888 Thus, operating with this library, GNAT is 100% compliant with both the core
20889 and all @w{Annex D}
20890 requirements.
20891 The formal validations for implementations offering
20892 a choice of threads packages are always carried out using the FSU
20893 threads option.
20894 @end itemize
20895
20896 @noindent
20897 From these considerations, it might seem that FSU threads are the
20898 better choice,
20899 but that is by no means always the case. The FSU threads package
20900 operates with all Ada tasks appearing to the system to be a single
20901 thread. This is often considerably more efficient than operating
20902 with separate threads, since for example, switching between tasks
20903 can be accomplished without the (in some cases considerable)
20904 overhead of a context switch between two system threads. However,
20905 it means that you may well lose concurrency at the system
20906 level. Notably, some system operations (such as I/O) may block all
20907 tasks in a program and not just the calling task. More
20908 significantly, the FSU threads approach likely means you cannot
20909 take advantage of multiple processors, since for this you need
20910 separate threads (or even separate processes) to operate on
20911 different processors.
20912
20913 For most programs, the native threads library is
20914 usually the better choice. Use the FSU threads if absolute
20915 conformance to @w{Annex D} is important for your application, or if
20916 you find that the improved efficiency of FSU threads is significant to you.
20917
20918 Note also that to take full advantage of Florist and Glade, it is highly
20919 recommended that you use native threads.
20920
20921
20922 @node Choosing the Scheduling Policy
20923 @section Choosing the Scheduling Policy
20924
20925 @noindent
20926 When using a POSIX threads implementation, you have a choice of several
20927 scheduling policies: @code{SCHED_FIFO},
20928 @cindex @code{SCHED_FIFO} scheduling policy
20929 @code{SCHED_RR}
20930 @cindex @code{SCHED_RR} scheduling policy
20931 and @code{SCHED_OTHER}.
20932 @cindex @code{SCHED_OTHER} scheduling policy
20933 Typically, the default is @code{SCHED_OTHER}, while using @code{SCHED_FIFO}
20934 or @code{SCHED_RR} requires special (e.g., root) privileges.
20935
20936 By default, GNAT uses the @code{SCHED_OTHER} policy. To specify
20937 @code{SCHED_FIFO},
20938 @cindex @code{SCHED_FIFO} scheduling policy
20939 you can use one of the following:
20940
20941 @itemize @bullet
20942 @item
20943 @code{pragma Time_Slice (0.0)}
20944 @cindex pragma Time_Slice
20945 @item
20946 the corresponding binder option @option{-T0}
20947 @cindex @option{-T0} option
20948 @item
20949 @code{pragma Task_Dispatching_Policy (FIFO_Within_Priorities)}
20950 @cindex pragma Task_Dispatching_Policy
20951 @end itemize
20952
20953 @noindent
20954 To specify @code{SCHED_RR},
20955 @cindex @code{SCHED_RR} scheduling policy
20956 you should use @code{pragma Time_Slice} with a
20957 value greater than @code{0.0}, or else use the corresponding @option{-T}
20958 binder option.
20959
20960
20961
20962 @node Solaris-Specific Considerations
20963 @section Solaris-Specific Considerations
20964 @cindex Solaris Sparc threads libraries
20965
20966 @noindent
20967 This section addresses some topics related to the various threads libraries
20968 on Sparc Solaris and then provides some information on building and
20969 debugging 64-bit applications.
20970
20971 @menu
20972 * Solaris Threads Issues::
20973 * Building and Debugging 64-bit Applications::
20974 @end menu
20975
20976
20977 @node Solaris Threads Issues
20978 @subsection Solaris Threads Issues
20979
20980 @noindent
20981 Starting with version 3.14, GNAT under Solaris comes with a new tasking
20982 run-time library based on POSIX threads --- @emph{rts-pthread}.
20983 @cindex rts-pthread threads library
20984 This run-time library has the advantage of being mostly shared across all
20985 POSIX-compliant thread implementations, and it also provides under
20986 @w{Solaris 8} the @code{PTHREAD_PRIO_INHERIT}
20987 @cindex @code{PTHREAD_PRIO_INHERIT} policy (under rts-pthread)
20988 and @code{PTHREAD_PRIO_PROTECT}
20989 @cindex @code{PTHREAD_PRIO_PROTECT} policy (under rts-pthread)
20990 semantics that can be selected using the predefined pragma
20991 @code{Locking_Policy}
20992 @cindex pragma Locking_Policy (under rts-pthread)
20993 with respectively
20994 @code{Inheritance_Locking} and @code{Ceiling_Locking} as the policy.
20995 @cindex @code{Inheritance_Locking} (under rts-pthread)
20996 @cindex @code{Ceiling_Locking} (under rts-pthread)
20997
20998 As explained above, the native run-time library is based on the Solaris thread
20999 library (@code{libthread}) and is the default library.
21000 The FSU run-time library is based on the FSU threads.
21001 @cindex FSU threads library
21002
21003 Starting with Solaris 2.5.1, when the Solaris threads library is used
21004 (this is the default), programs
21005 compiled with GNAT can automatically take advantage of
21006 and can thus execute on multiple processors.
21007 The user can alternatively specify a processor on which the program should run
21008 to emulate a single-processor system. The multiprocessor / uniprocessor choice
21009 is made by
21010 setting the environment variable @code{GNAT_PROCESSOR}
21011 @cindex @code{GNAT_PROCESSOR} environment variable (on Sparc Solaris)
21012 to one of the following:
21013
21014 @table @code
21015 @item -2
21016 Use the default configuration (run the program on all
21017          available processors) - this is the same as having
21018          @code{GNAT_PROCESSOR} unset
21019
21020 @item -1
21021 Let the run-time implementation choose one processor and run the program on
21022          that processor
21023
21024 @item 0 .. Last_Proc
21025 Run the program on the specified processor.
21026   @code{Last_Proc} is equal to @code{_SC_NPROCESSORS_CONF - 1}
21027 (where @code{_SC_NPROCESSORS_CONF} is a system variable).
21028 @end table
21029
21030
21031 @node Building and Debugging 64-bit Applications
21032 @subsection Building and Debugging 64-bit Applications
21033
21034 @noindent
21035 In a 64-bit application, all the sources involved must be compiled with the
21036 @option{-m64} command-line option, and a specific GNAT library (compiled with
21037 this option) is required.
21038 The easiest way to build a 64bit application is to add
21039 @option{-m64 --RTS=m64} to the @command{gnatmake} flags.
21040
21041 To debug these applications, dwarf-2 debug information is required, so you
21042 have to add @option{-gdwarf-2} to your gnatmake arguments.
21043 In addition, a special
21044 version of gdb, called @command{gdb64}, needs to be used.
21045
21046 To summarize, building and debugging a ``Hello World'' program in 64-bit mode
21047 amounts to:
21048
21049 @smallexample
21050      $ gnatmake -m64 -gdwarf-2 --RTS=m64 hello.adb
21051      $ gdb64 hello
21052 @end smallexample
21053
21054
21055
21056 @node IRIX-Specific Considerations
21057 @section IRIX-Specific Considerations
21058 @cindex IRIX thread library
21059
21060 @noindent
21061 On SGI IRIX, the thread library depends on which compiler is used.
21062 The @emph{o32 ABI} compiler comes with a run-time library based on the
21063 user-level @code{athread}
21064 library. Thus kernel-level capabilities such as nonblocking system
21065 calls or time slicing can only be achieved reliably by specifying different
21066 @code{sprocs} via the pragma @code{Task_Info}
21067 @cindex pragma Task_Info (and IRIX threads)
21068 and the
21069 @code{System.Task_Info} package.
21070 @cindex @code{System.Task_Info} package (and IRIX threads)
21071 See the @cite{GNAT Reference Manual} for further information.
21072
21073 The @emph{n32 ABI} compiler comes with a run-time library based on the
21074 kernel POSIX threads and thus does not have the limitations mentioned above.
21075
21076
21077 @node Linux-Specific Considerations
21078 @section Linux-Specific Considerations
21079 @cindex Linux threads libraries
21080
21081 @noindent
21082 The default thread library under GNU/Linux has the following disadvantages
21083 compared to other native thread libraries:
21084
21085 @itemize @bullet
21086 @item The size of the task's stack is limited to 2 megabytes.
21087 @item  The signal model is not POSIX compliant, which means that to send a
21088   signal to the process, you need to send the signal to all threads,
21089   e.g. by using @code{killpg()}.
21090 @end itemize
21091
21092
21093
21094 @c *******************************
21095 @node Example of Binder Output File
21096 @appendix Example of Binder Output File
21097
21098 @noindent
21099 This Appendix displays the source code for @command{gnatbind}'s output
21100 file generated for a simple ``Hello World'' program.
21101 Comments have been added for clarification purposes.
21102
21103
21104 @smallexample @c adanocomment
21105 @iftex
21106 @leftskip=0cm
21107 @end iftex
21108 --  The package is called Ada_Main unless this name is actually used
21109 --  as a unit name in the partition, in which case some other unique
21110 --  name is used.
21111
21112 with System;
21113 package ada_main is
21114
21115    Elab_Final_Code : Integer;
21116    pragma Import (C, Elab_Final_Code, "__gnat_inside_elab_final_code");
21117
21118    --  The main program saves the parameters (argument count,
21119    --  argument values, environment pointer) in global variables
21120    --  for later access by other units including
21121    --  Ada.Command_Line.
21122
21123    gnat_argc : Integer;
21124    gnat_argv : System.Address;
21125    gnat_envp : System.Address;
21126
21127    --  The actual variables are stored in a library routine. This
21128    --  is useful for some shared library situations, where there
21129    --  are problems if variables are not in the library.
21130
21131    pragma Import (C, gnat_argc);
21132    pragma Import (C, gnat_argv);
21133    pragma Import (C, gnat_envp);
21134
21135    --  The exit status is similarly an external location
21136
21137    gnat_exit_status : Integer;
21138    pragma Import (C, gnat_exit_status);
21139
21140    GNAT_Version : constant String :=
21141                     "GNAT Version: 3.15w (20010315)";
21142    pragma Export (C, GNAT_Version, "__gnat_version");
21143
21144    --  This is the generated adafinal routine that performs
21145    --  finalization at the end of execution. In the case where
21146    --  Ada is the main program, this main program makes a call
21147    --  to adafinal at program termination.
21148
21149    procedure adafinal;
21150    pragma Export (C, adafinal, "adafinal");
21151
21152    --  This is the generated adainit routine that performs
21153    --  initialization at the start of execution. In the case
21154    --  where Ada is the main program, this main program makes
21155    --  a call to adainit at program startup.
21156
21157    procedure adainit;
21158    pragma Export (C, adainit, "adainit");
21159
21160    --  This routine is called at the start of execution. It is
21161    --  a dummy routine that is used by the debugger to breakpoint
21162    --  at the start of execution.
21163
21164    procedure Break_Start;
21165    pragma Import (C, Break_Start, "__gnat_break_start");
21166
21167    --  This is the actual generated main program (it would be
21168    --  suppressed if the no main program switch were used). As
21169    --  required by standard system conventions, this program has
21170    --  the external name main.
21171
21172    function main
21173      (argc : Integer;
21174       argv : System.Address;
21175       envp : System.Address)
21176       return Integer;
21177    pragma Export (C, main, "main");
21178
21179    --  The following set of constants give the version
21180    --  identification values for every unit in the bound
21181    --  partition. This identification is computed from all
21182    --  dependent semantic units, and corresponds to the
21183    --  string that would be returned by use of the
21184    --  Body_Version or Version attributes.
21185
21186    type Version_32 is mod 2 ** 32;
21187    u00001 : constant Version_32 := 16#7880BEB3#;
21188    u00002 : constant Version_32 := 16#0D24CBD0#;
21189    u00003 : constant Version_32 := 16#3283DBEB#;
21190    u00004 : constant Version_32 := 16#2359F9ED#;
21191    u00005 : constant Version_32 := 16#664FB847#;
21192    u00006 : constant Version_32 := 16#68E803DF#;
21193    u00007 : constant Version_32 := 16#5572E604#;
21194    u00008 : constant Version_32 := 16#46B173D8#;
21195    u00009 : constant Version_32 := 16#156A40CF#;
21196    u00010 : constant Version_32 := 16#033DABE0#;
21197    u00011 : constant Version_32 := 16#6AB38FEA#;
21198    u00012 : constant Version_32 := 16#22B6217D#;
21199    u00013 : constant Version_32 := 16#68A22947#;
21200    u00014 : constant Version_32 := 16#18CC4A56#;
21201    u00015 : constant Version_32 := 16#08258E1B#;
21202    u00016 : constant Version_32 := 16#367D5222#;
21203    u00017 : constant Version_32 := 16#20C9ECA4#;
21204    u00018 : constant Version_32 := 16#50D32CB6#;
21205    u00019 : constant Version_32 := 16#39A8BB77#;
21206    u00020 : constant Version_32 := 16#5CF8FA2B#;
21207    u00021 : constant Version_32 := 16#2F1EB794#;
21208    u00022 : constant Version_32 := 16#31AB6444#;
21209    u00023 : constant Version_32 := 16#1574B6E9#;
21210    u00024 : constant Version_32 := 16#5109C189#;
21211    u00025 : constant Version_32 := 16#56D770CD#;
21212    u00026 : constant Version_32 := 16#02F9DE3D#;
21213    u00027 : constant Version_32 := 16#08AB6B2C#;
21214    u00028 : constant Version_32 := 16#3FA37670#;
21215    u00029 : constant Version_32 := 16#476457A0#;
21216    u00030 : constant Version_32 := 16#731E1B6E#;
21217    u00031 : constant Version_32 := 16#23C2E789#;
21218    u00032 : constant Version_32 := 16#0F1BD6A1#;
21219    u00033 : constant Version_32 := 16#7C25DE96#;
21220    u00034 : constant Version_32 := 16#39ADFFA2#;
21221    u00035 : constant Version_32 := 16#571DE3E7#;
21222    u00036 : constant Version_32 := 16#5EB646AB#;
21223    u00037 : constant Version_32 := 16#4249379B#;
21224    u00038 : constant Version_32 := 16#0357E00A#;
21225    u00039 : constant Version_32 := 16#3784FB72#;
21226    u00040 : constant Version_32 := 16#2E723019#;
21227    u00041 : constant Version_32 := 16#623358EA#;
21228    u00042 : constant Version_32 := 16#107F9465#;
21229    u00043 : constant Version_32 := 16#6843F68A#;
21230    u00044 : constant Version_32 := 16#63305874#;
21231    u00045 : constant Version_32 := 16#31E56CE1#;
21232    u00046 : constant Version_32 := 16#02917970#;
21233    u00047 : constant Version_32 := 16#6CCBA70E#;
21234    u00048 : constant Version_32 := 16#41CD4204#;
21235    u00049 : constant Version_32 := 16#572E3F58#;
21236    u00050 : constant Version_32 := 16#20729FF5#;
21237    u00051 : constant Version_32 := 16#1D4F93E8#;
21238    u00052 : constant Version_32 := 16#30B2EC3D#;
21239    u00053 : constant Version_32 := 16#34054F96#;
21240    u00054 : constant Version_32 := 16#5A199860#;
21241    u00055 : constant Version_32 := 16#0E7F912B#;
21242    u00056 : constant Version_32 := 16#5760634A#;
21243    u00057 : constant Version_32 := 16#5D851835#;
21244
21245    --  The following Export pragmas export the version numbers
21246    --  with symbolic names ending in B (for body) or S
21247    --  (for spec) so that they can be located in a link. The
21248    --  information provided here is sufficient to track down
21249    --  the exact versions of units used in a given build.
21250
21251    pragma Export (C, u00001, "helloB");
21252    pragma Export (C, u00002, "system__standard_libraryB");
21253    pragma Export (C, u00003, "system__standard_libraryS");
21254    pragma Export (C, u00004, "adaS");
21255    pragma Export (C, u00005, "ada__text_ioB");
21256    pragma Export (C, u00006, "ada__text_ioS");
21257    pragma Export (C, u00007, "ada__exceptionsB");
21258    pragma Export (C, u00008, "ada__exceptionsS");
21259    pragma Export (C, u00009, "gnatS");
21260    pragma Export (C, u00010, "gnat__heap_sort_aB");
21261    pragma Export (C, u00011, "gnat__heap_sort_aS");
21262    pragma Export (C, u00012, "systemS");
21263    pragma Export (C, u00013, "system__exception_tableB");
21264    pragma Export (C, u00014, "system__exception_tableS");
21265    pragma Export (C, u00015, "gnat__htableB");
21266    pragma Export (C, u00016, "gnat__htableS");
21267    pragma Export (C, u00017, "system__exceptionsS");
21268    pragma Export (C, u00018, "system__machine_state_operationsB");
21269    pragma Export (C, u00019, "system__machine_state_operationsS");
21270    pragma Export (C, u00020, "system__machine_codeS");
21271    pragma Export (C, u00021, "system__storage_elementsB");
21272    pragma Export (C, u00022, "system__storage_elementsS");
21273    pragma Export (C, u00023, "system__secondary_stackB");
21274    pragma Export (C, u00024, "system__secondary_stackS");
21275    pragma Export (C, u00025, "system__parametersB");
21276    pragma Export (C, u00026, "system__parametersS");
21277    pragma Export (C, u00027, "system__soft_linksB");
21278    pragma Export (C, u00028, "system__soft_linksS");
21279    pragma Export (C, u00029, "system__stack_checkingB");
21280    pragma Export (C, u00030, "system__stack_checkingS");
21281    pragma Export (C, u00031, "system__tracebackB");
21282    pragma Export (C, u00032, "system__tracebackS");
21283    pragma Export (C, u00033, "ada__streamsS");
21284    pragma Export (C, u00034, "ada__tagsB");
21285    pragma Export (C, u00035, "ada__tagsS");
21286    pragma Export (C, u00036, "system__string_opsB");
21287    pragma Export (C, u00037, "system__string_opsS");
21288    pragma Export (C, u00038, "interfacesS");
21289    pragma Export (C, u00039, "interfaces__c_streamsB");
21290    pragma Export (C, u00040, "interfaces__c_streamsS");
21291    pragma Export (C, u00041, "system__file_ioB");
21292    pragma Export (C, u00042, "system__file_ioS");
21293    pragma Export (C, u00043, "ada__finalizationB");
21294    pragma Export (C, u00044, "ada__finalizationS");
21295    pragma Export (C, u00045, "system__finalization_rootB");
21296    pragma Export (C, u00046, "system__finalization_rootS");
21297    pragma Export (C, u00047, "system__finalization_implementationB");
21298    pragma Export (C, u00048, "system__finalization_implementationS");
21299    pragma Export (C, u00049, "system__string_ops_concat_3B");
21300    pragma Export (C, u00050, "system__string_ops_concat_3S");
21301    pragma Export (C, u00051, "system__stream_attributesB");
21302    pragma Export (C, u00052, "system__stream_attributesS");
21303    pragma Export (C, u00053, "ada__io_exceptionsS");
21304    pragma Export (C, u00054, "system__unsigned_typesS");
21305    pragma Export (C, u00055, "system__file_control_blockS");
21306    pragma Export (C, u00056, "ada__finalization__list_controllerB");
21307    pragma Export (C, u00057, "ada__finalization__list_controllerS");
21308
21309    -- BEGIN ELABORATION ORDER
21310    -- ada (spec)
21311    -- gnat (spec)
21312    -- gnat.heap_sort_a (spec)
21313    -- gnat.heap_sort_a (body)
21314    -- gnat.htable (spec)
21315    -- gnat.htable (body)
21316    -- interfaces (spec)
21317    -- system (spec)
21318    -- system.machine_code (spec)
21319    -- system.parameters (spec)
21320    -- system.parameters (body)
21321    -- interfaces.c_streams (spec)
21322    -- interfaces.c_streams (body)
21323    -- system.standard_library (spec)
21324    -- ada.exceptions (spec)
21325    -- system.exception_table (spec)
21326    -- system.exception_table (body)
21327    -- ada.io_exceptions (spec)
21328    -- system.exceptions (spec)
21329    -- system.storage_elements (spec)
21330    -- system.storage_elements (body)
21331    -- system.machine_state_operations (spec)
21332    -- system.machine_state_operations (body)
21333    -- system.secondary_stack (spec)
21334    -- system.stack_checking (spec)
21335    -- system.soft_links (spec)
21336    -- system.soft_links (body)
21337    -- system.stack_checking (body)
21338    -- system.secondary_stack (body)
21339    -- system.standard_library (body)
21340    -- system.string_ops (spec)
21341    -- system.string_ops (body)
21342    -- ada.tags (spec)
21343    -- ada.tags (body)
21344    -- ada.streams (spec)
21345    -- system.finalization_root (spec)
21346    -- system.finalization_root (body)
21347    -- system.string_ops_concat_3 (spec)
21348    -- system.string_ops_concat_3 (body)
21349    -- system.traceback (spec)
21350    -- system.traceback (body)
21351    -- ada.exceptions (body)
21352    -- system.unsigned_types (spec)
21353    -- system.stream_attributes (spec)
21354    -- system.stream_attributes (body)
21355    -- system.finalization_implementation (spec)
21356    -- system.finalization_implementation (body)
21357    -- ada.finalization (spec)
21358    -- ada.finalization (body)
21359    -- ada.finalization.list_controller (spec)
21360    -- ada.finalization.list_controller (body)
21361    -- system.file_control_block (spec)
21362    -- system.file_io (spec)
21363    -- system.file_io (body)
21364    -- ada.text_io (spec)
21365    -- ada.text_io (body)
21366    -- hello (body)
21367    -- END ELABORATION ORDER
21368
21369 end ada_main;
21370
21371 --  The following source file name pragmas allow the generated file
21372 --  names to be unique for different main programs. They are needed
21373 --  since the package name will always be Ada_Main.
21374
21375 pragma Source_File_Name (ada_main, Spec_File_Name => "b~hello.ads");
21376 pragma Source_File_Name (ada_main, Body_File_Name => "b~hello.adb");
21377
21378 --  Generated package body for Ada_Main starts here
21379
21380 package body ada_main is
21381
21382    --  The actual finalization is performed by calling the
21383    --  library routine in System.Standard_Library.Adafinal
21384
21385    procedure Do_Finalize;
21386    pragma Import (C, Do_Finalize, "system__standard_library__adafinal");
21387
21388    -------------
21389    -- adainit --
21390    -------------
21391
21392 @findex adainit
21393    procedure adainit is
21394
21395       --  These booleans are set to True once the associated unit has
21396       --  been elaborated. It is also used to avoid elaborating the
21397       --  same unit twice.
21398
21399       E040 : Boolean;
21400       pragma Import (Ada, E040, "interfaces__c_streams_E");
21401
21402       E008 : Boolean;
21403       pragma Import (Ada, E008, "ada__exceptions_E");
21404
21405       E014 : Boolean;
21406       pragma Import (Ada, E014, "system__exception_table_E");
21407
21408       E053 : Boolean;
21409       pragma Import (Ada, E053, "ada__io_exceptions_E");
21410
21411       E017 : Boolean;
21412       pragma Import (Ada, E017, "system__exceptions_E");
21413
21414       E024 : Boolean;
21415       pragma Import (Ada, E024, "system__secondary_stack_E");
21416
21417       E030 : Boolean;
21418       pragma Import (Ada, E030, "system__stack_checking_E");
21419
21420       E028 : Boolean;
21421       pragma Import (Ada, E028, "system__soft_links_E");
21422
21423       E035 : Boolean;
21424       pragma Import (Ada, E035, "ada__tags_E");
21425
21426       E033 : Boolean;
21427       pragma Import (Ada, E033, "ada__streams_E");
21428
21429       E046 : Boolean;
21430       pragma Import (Ada, E046, "system__finalization_root_E");
21431
21432       E048 : Boolean;
21433       pragma Import (Ada, E048, "system__finalization_implementation_E");
21434
21435       E044 : Boolean;
21436       pragma Import (Ada, E044, "ada__finalization_E");
21437
21438       E057 : Boolean;
21439       pragma Import (Ada, E057, "ada__finalization__list_controller_E");
21440
21441       E055 : Boolean;
21442       pragma Import (Ada, E055, "system__file_control_block_E");
21443
21444       E042 : Boolean;
21445       pragma Import (Ada, E042, "system__file_io_E");
21446
21447       E006 : Boolean;
21448       pragma Import (Ada, E006, "ada__text_io_E");
21449
21450       --  Set_Globals is a library routine that stores away the
21451       --  value of the indicated set of global values in global
21452       --  variables within the library.
21453
21454       procedure Set_Globals
21455         (Main_Priority            : Integer;
21456          Time_Slice_Value         : Integer;
21457          WC_Encoding              : Character;
21458          Locking_Policy           : Character;
21459          Queuing_Policy           : Character;
21460          Task_Dispatching_Policy  : Character;
21461          Adafinal                 : System.Address;
21462          Unreserve_All_Interrupts : Integer;
21463          Exception_Tracebacks     : Integer);
21464 @findex __gnat_set_globals
21465       pragma Import (C, Set_Globals, "__gnat_set_globals");
21466
21467       --  SDP_Table_Build is a library routine used to build the
21468       --  exception tables. See unit Ada.Exceptions in files
21469       --  a-except.ads/adb for full details of how zero cost
21470       --  exception handling works. This procedure, the call to
21471       --  it, and the two following tables are all omitted if the
21472       --  build is in longjmp/setjump exception mode.
21473
21474 @findex SDP_Table_Build
21475 @findex Zero Cost Exceptions
21476       procedure SDP_Table_Build
21477         (SDP_Addresses   : System.Address;
21478          SDP_Count       : Natural;
21479          Elab_Addresses  : System.Address;
21480          Elab_Addr_Count : Natural);
21481       pragma Import (C, SDP_Table_Build, "__gnat_SDP_Table_Build");
21482
21483       --  Table of Unit_Exception_Table addresses. Used for zero
21484       --  cost exception handling to build the top level table.
21485
21486       ST : aliased constant array (1 .. 23) of System.Address := (
21487         Hello'UET_Address,
21488         Ada.Text_Io'UET_Address,
21489         Ada.Exceptions'UET_Address,
21490         Gnat.Heap_Sort_A'UET_Address,
21491         System.Exception_Table'UET_Address,
21492         System.Machine_State_Operations'UET_Address,
21493         System.Secondary_Stack'UET_Address,
21494         System.Parameters'UET_Address,
21495         System.Soft_Links'UET_Address,
21496         System.Stack_Checking'UET_Address,
21497         System.Traceback'UET_Address,
21498         Ada.Streams'UET_Address,
21499         Ada.Tags'UET_Address,
21500         System.String_Ops'UET_Address,
21501         Interfaces.C_Streams'UET_Address,
21502         System.File_Io'UET_Address,
21503         Ada.Finalization'UET_Address,
21504         System.Finalization_Root'UET_Address,
21505         System.Finalization_Implementation'UET_Address,
21506         System.String_Ops_Concat_3'UET_Address,
21507         System.Stream_Attributes'UET_Address,
21508         System.File_Control_Block'UET_Address,
21509         Ada.Finalization.List_Controller'UET_Address);
21510
21511       --  Table of addresses of elaboration routines. Used for
21512       --  zero cost exception handling to make sure these
21513       --  addresses are included in the top level procedure
21514       --  address table.
21515
21516       EA : aliased constant array (1 .. 23) of System.Address := (
21517         adainit'Code_Address,
21518         Do_Finalize'Code_Address,
21519         Ada.Exceptions'Elab_Spec'Address,
21520         System.Exceptions'Elab_Spec'Address,
21521         Interfaces.C_Streams'Elab_Spec'Address,
21522         System.Exception_Table'Elab_Body'Address,
21523         Ada.Io_Exceptions'Elab_Spec'Address,
21524         System.Stack_Checking'Elab_Spec'Address,
21525         System.Soft_Links'Elab_Body'Address,
21526         System.Secondary_Stack'Elab_Body'Address,
21527         Ada.Tags'Elab_Spec'Address,
21528         Ada.Tags'Elab_Body'Address,
21529         Ada.Streams'Elab_Spec'Address,
21530         System.Finalization_Root'Elab_Spec'Address,
21531         Ada.Exceptions'Elab_Body'Address,
21532         System.Finalization_Implementation'Elab_Spec'Address,
21533         System.Finalization_Implementation'Elab_Body'Address,
21534         Ada.Finalization'Elab_Spec'Address,
21535         Ada.Finalization.List_Controller'Elab_Spec'Address,
21536         System.File_Control_Block'Elab_Spec'Address,
21537         System.File_Io'Elab_Body'Address,
21538         Ada.Text_Io'Elab_Spec'Address,
21539         Ada.Text_Io'Elab_Body'Address);
21540
21541    --  Start of processing for adainit
21542
21543    begin
21544
21545       --  Call SDP_Table_Build to build the top level procedure
21546       --  table for zero cost exception handling (omitted in
21547       --  longjmp/setjump mode).
21548
21549       SDP_Table_Build (ST'Address, 23, EA'Address, 23);
21550
21551       --  Call Set_Globals to record various information for
21552       --  this partition.  The values are derived by the binder
21553       --  from information stored in the ali files by the compiler.
21554
21555 @findex __gnat_set_globals
21556       Set_Globals
21557         (Main_Priority            => -1,
21558          --  Priority of main program, -1 if no pragma Priority used
21559
21560          Time_Slice_Value         => -1,
21561          --  Time slice from Time_Slice pragma, -1 if none used
21562
21563          WC_Encoding              => 'b',
21564          --  Wide_Character encoding used, default is brackets
21565
21566          Locking_Policy           => ' ',
21567          --  Locking_Policy used, default of space means not
21568          --  specified, otherwise it is the first character of
21569          --  the policy name.
21570
21571          Queuing_Policy           => ' ',
21572          --  Queuing_Policy used, default of space means not
21573          --  specified, otherwise it is the first character of
21574          --  the policy name.
21575
21576          Task_Dispatching_Policy  => ' ',
21577          --  Task_Dispatching_Policy used, default of space means
21578          --  not specified, otherwise first character of the
21579          --  policy name.
21580
21581          Adafinal                 => System.Null_Address,
21582          --  Address of Adafinal routine, not used anymore
21583
21584          Unreserve_All_Interrupts => 0,
21585          --  Set true if pragma Unreserve_All_Interrupts was used
21586
21587          Exception_Tracebacks     => 0);
21588          --  Indicates if exception tracebacks are enabled
21589
21590       Elab_Final_Code := 1;
21591
21592       --  Now we have the elaboration calls for all units in the partition.
21593       --  The Elab_Spec and Elab_Body attributes generate references to the
21594       --  implicit elaboration procedures generated by the compiler for
21595       --  each unit that requires elaboration.
21596
21597       if not E040 then
21598          Interfaces.C_Streams'Elab_Spec;
21599       end if;
21600       E040 := True;
21601       if not E008 then
21602          Ada.Exceptions'Elab_Spec;
21603       end if;
21604       if not E014 then
21605          System.Exception_Table'Elab_Body;
21606          E014 := True;
21607       end if;
21608       if not E053 then
21609          Ada.Io_Exceptions'Elab_Spec;
21610          E053 := True;
21611       end if;
21612       if not E017 then
21613          System.Exceptions'Elab_Spec;
21614          E017 := True;
21615       end if;
21616       if not E030 then
21617          System.Stack_Checking'Elab_Spec;
21618       end if;
21619       if not E028 then
21620          System.Soft_Links'Elab_Body;
21621          E028 := True;
21622       end if;
21623       E030 := True;
21624       if not E024 then
21625          System.Secondary_Stack'Elab_Body;
21626          E024 := True;
21627       end if;
21628       if not E035 then
21629          Ada.Tags'Elab_Spec;
21630       end if;
21631       if not E035 then
21632          Ada.Tags'Elab_Body;
21633          E035 := True;
21634       end if;
21635       if not E033 then
21636          Ada.Streams'Elab_Spec;
21637          E033 := True;
21638       end if;
21639       if not E046 then
21640          System.Finalization_Root'Elab_Spec;
21641       end if;
21642       E046 := True;
21643       if not E008 then
21644          Ada.Exceptions'Elab_Body;
21645          E008 := True;
21646       end if;
21647       if not E048 then
21648          System.Finalization_Implementation'Elab_Spec;
21649       end if;
21650       if not E048 then
21651          System.Finalization_Implementation'Elab_Body;
21652          E048 := True;
21653       end if;
21654       if not E044 then
21655          Ada.Finalization'Elab_Spec;
21656       end if;
21657       E044 := True;
21658       if not E057 then
21659          Ada.Finalization.List_Controller'Elab_Spec;
21660       end if;
21661       E057 := True;
21662       if not E055 then
21663          System.File_Control_Block'Elab_Spec;
21664          E055 := True;
21665       end if;
21666       if not E042 then
21667          System.File_Io'Elab_Body;
21668          E042 := True;
21669       end if;
21670       if not E006 then
21671          Ada.Text_Io'Elab_Spec;
21672       end if;
21673       if not E006 then
21674          Ada.Text_Io'Elab_Body;
21675          E006 := True;
21676       end if;
21677
21678       Elab_Final_Code := 0;
21679    end adainit;
21680
21681    --------------
21682    -- adafinal --
21683    --------------
21684
21685 @findex adafinal
21686    procedure adafinal is
21687    begin
21688       Do_Finalize;
21689    end adafinal;
21690
21691    ----------
21692    -- main --
21693    ----------
21694
21695    --  main is actually a function, as in the ANSI C standard,
21696    --  defined to return the exit status. The three parameters
21697    --  are the argument count, argument values and environment
21698    --  pointer.
21699
21700 @findex Main Program
21701    function main
21702      (argc : Integer;
21703       argv : System.Address;
21704       envp : System.Address)
21705       return Integer
21706    is
21707       --  The initialize routine performs low level system
21708       --  initialization using a standard library routine which
21709       --  sets up signal handling and performs any other
21710       --  required setup. The routine can be found in file
21711       --  a-init.c.
21712
21713 @findex __gnat_initialize
21714       procedure initialize;
21715       pragma Import (C, initialize, "__gnat_initialize");
21716
21717       --  The finalize routine performs low level system
21718       --  finalization using a standard library routine. The
21719       --  routine is found in file a-final.c and in the standard
21720       --  distribution is a dummy routine that does nothing, so
21721       --  really this is a hook for special user finalization.
21722
21723 @findex __gnat_finalize
21724       procedure finalize;
21725       pragma Import (C, finalize, "__gnat_finalize");
21726
21727       --  We get to the main program of the partition by using
21728       --  pragma Import because if we try to with the unit and
21729       --  call it Ada style, then not only do we waste time
21730       --  recompiling it, but also, we don't really know the right
21731       --  switches (e.g. identifier character set) to be used
21732       --  to compile it.
21733
21734       procedure Ada_Main_Program;
21735       pragma Import (Ada, Ada_Main_Program, "_ada_hello");
21736
21737    --  Start of processing for main
21738
21739    begin
21740       --  Save global variables
21741
21742       gnat_argc := argc;
21743       gnat_argv := argv;
21744       gnat_envp := envp;
21745
21746       --  Call low level system initialization
21747
21748       Initialize;
21749
21750       --  Call our generated Ada initialization routine
21751
21752       adainit;
21753
21754       --  This is the point at which we want the debugger to get
21755       --  control
21756
21757       Break_Start;
21758
21759       --  Now we call the main program of the partition
21760
21761       Ada_Main_Program;
21762
21763       --  Perform Ada finalization
21764
21765       adafinal;
21766
21767       --  Perform low level system finalization
21768
21769       Finalize;
21770
21771       --  Return the proper exit status
21772       return (gnat_exit_status);
21773    end;
21774
21775 --  This section is entirely comments, so it has no effect on the
21776 --  compilation of the Ada_Main package. It provides the list of
21777 --  object files and linker options, as well as some standard
21778 --  libraries needed for the link. The gnatlink utility parses
21779 --  this b~hello.adb file to read these comment lines to generate
21780 --  the appropriate command line arguments for the call to the
21781 --  system linker. The BEGIN/END lines are used for sentinels for
21782 --  this parsing operation.
21783
21784 --  The exact file names will of course depend on the environment,
21785 --  host/target and location of files on the host system.
21786
21787 @findex Object file list
21788 -- BEGIN Object file/option list
21789    --   ./hello.o
21790    --   -L./
21791    --   -L/usr/local/gnat/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/2.8.1/adalib/
21792    --   /usr/local/gnat/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/2.8.1/adalib/libgnat.a
21793 -- END Object file/option list
21794
21795 end ada_main;
21796 @end smallexample
21797
21798 @noindent
21799 The Ada code in the above example is exactly what is generated by the
21800 binder. We have added comments to more clearly indicate the function
21801 of each part of the generated @code{Ada_Main} package.
21802
21803 The code is standard Ada in all respects, and can be processed by any
21804 tools that handle Ada. In particular, it is possible to use the debugger
21805 in Ada mode to debug the generated @code{Ada_Main} package. For example,
21806 suppose that for reasons that you do not understand, your program is crashing
21807 during elaboration of the body of @code{Ada.Text_IO}. To locate this bug,
21808 you can place a breakpoint on the call:
21809
21810 @smallexample @c ada
21811 Ada.Text_Io'Elab_Body;
21812 @end smallexample
21813
21814 @noindent
21815 and trace the elaboration routine for this package to find out where
21816 the problem might be (more usually of course you would be debugging
21817 elaboration code in your own application).
21818
21819
21820 @node Elaboration Order Handling in GNAT
21821 @appendix Elaboration Order Handling in GNAT
21822 @cindex Order of elaboration
21823 @cindex Elaboration control
21824
21825 @menu
21826 * Elaboration Code in Ada 95::
21827 * Checking the Elaboration Order in Ada 95::
21828 * Controlling the Elaboration Order in Ada 95::
21829 * Controlling Elaboration in GNAT - Internal Calls::
21830 * Controlling Elaboration in GNAT - External Calls::
21831 * Default Behavior in GNAT - Ensuring Safety::
21832 * Treatment of Pragma Elaborate::
21833 * Elaboration Issues for Library Tasks::
21834 * Mixing Elaboration Models::
21835 * What to Do If the Default Elaboration Behavior Fails::
21836 * Elaboration for Access-to-Subprogram Values::
21837 * Summary of Procedures for Elaboration Control::
21838 * Other Elaboration Order Considerations::
21839 @end menu
21840
21841 @noindent
21842 This chapter describes the handling of elaboration code in Ada 95 and
21843 in GNAT, and discusses how the order of elaboration of program units can
21844 be controlled in GNAT, either automatically or with explicit programming
21845 features.
21846
21847 @node Elaboration Code in Ada 95
21848 @section Elaboration Code in Ada 95
21849
21850 @noindent
21851 Ada 95 provides rather general mechanisms for executing code at elaboration
21852 time, that is to say before the main program starts executing. Such code arises
21853 in three contexts:
21854
21855 @table @asis
21856 @item Initializers for variables.
21857 Variables declared at the library level, in package specs or bodies, can
21858 require initialization that is performed at elaboration time, as in:
21859 @smallexample @c ada
21860 @cartouche
21861 Sqrt_Half : Float := Sqrt (0.5);
21862 @end cartouche
21863 @end smallexample
21864
21865 @item Package initialization code
21866 Code in a @code{BEGIN-END} section at the outer level of a package body is
21867 executed as part of the package body elaboration code.
21868
21869 @item Library level task allocators
21870 Tasks that are declared using task allocators at the library level
21871 start executing immediately and hence can execute at elaboration time.
21872 @end table
21873
21874 @noindent
21875 Subprogram calls are possible in any of these contexts, which means that
21876 any arbitrary part of the program may be executed as part of the elaboration
21877 code. It is even possible to write a program which does all its work at
21878 elaboration time, with a null main program, although stylistically this
21879 would usually be considered an inappropriate way to structure
21880 a program.
21881
21882 An important concern arises in the context of elaboration code:
21883 we have to be sure that it is executed in an appropriate order. What we
21884 have is a series of elaboration code sections, potentially one section
21885 for each unit in the program. It is important that these execute
21886 in the correct order. Correctness here means that, taking the above
21887 example of the declaration of @code{Sqrt_Half},
21888 if some other piece of
21889 elaboration code references @code{Sqrt_Half},
21890 then it must run after the
21891 section of elaboration code that contains the declaration of
21892 @code{Sqrt_Half}.
21893
21894 There would never be any order of elaboration problem if we made a rule
21895 that whenever you @code{with} a unit, you must elaborate both the spec and body
21896 of that unit before elaborating the unit doing the @code{with}'ing:
21897
21898 @smallexample @c ada
21899 @group
21900 @cartouche
21901 with Unit_1;
21902 package Unit_2 is ...
21903 @end cartouche
21904 @end group
21905 @end smallexample
21906
21907 @noindent
21908 would require that both the body and spec of @code{Unit_1} be elaborated
21909 before the spec of @code{Unit_2}. However, a rule like that would be far too
21910 restrictive. In particular, it would make it impossible to have routines
21911 in separate packages that were mutually recursive.
21912
21913 You might think that a clever enough compiler could look at the actual
21914 elaboration code and determine an appropriate correct order of elaboration,
21915 but in the general case, this is not possible. Consider the following
21916 example.
21917
21918 In the body of @code{Unit_1}, we have a procedure @code{Func_1}
21919 that references
21920 the variable @code{Sqrt_1}, which is declared in the elaboration code
21921 of the body of @code{Unit_1}:
21922
21923 @smallexample @c ada
21924 @cartouche
21925 Sqrt_1 : Float := Sqrt (0.1);
21926 @end cartouche
21927 @end smallexample
21928
21929 @noindent
21930 The elaboration code of the body of @code{Unit_1} also contains:
21931
21932 @smallexample @c ada
21933 @group
21934 @cartouche
21935 if expression_1 = 1 then
21936    Q := Unit_2.Func_2;
21937 end if;
21938 @end cartouche
21939 @end group
21940 @end smallexample
21941
21942 @noindent
21943 @code{Unit_2} is exactly parallel,
21944 it has a procedure @code{Func_2} that references
21945 the variable @code{Sqrt_2}, which is declared in the elaboration code of
21946 the body @code{Unit_2}:
21947
21948 @smallexample @c ada
21949 @cartouche
21950 Sqrt_2 : Float := Sqrt (0.1);
21951 @end cartouche
21952 @end smallexample
21953
21954 @noindent
21955 The elaboration code of the body of @code{Unit_2} also contains:
21956
21957 @smallexample @c ada
21958 @group
21959 @cartouche
21960 if expression_2 = 2 then
21961    Q := Unit_1.Func_1;
21962 end if;
21963 @end cartouche
21964 @end group
21965 @end smallexample
21966
21967 @noindent
21968 Now the question is, which of the following orders of elaboration is
21969 acceptable:
21970
21971 @smallexample
21972 @group
21973 Spec of Unit_1
21974 Spec of Unit_2
21975 Body of Unit_1
21976 Body of Unit_2
21977 @end group
21978 @end smallexample
21979
21980 @noindent
21981 or
21982
21983 @smallexample
21984 @group
21985 Spec of Unit_2
21986 Spec of Unit_1
21987 Body of Unit_2
21988 Body of Unit_1
21989 @end group
21990 @end smallexample
21991
21992 @noindent
21993 If you carefully analyze the flow here, you will see that you cannot tell
21994 at compile time the answer to this question.
21995 If @code{expression_1} is not equal to 1,
21996 and @code{expression_2} is not equal to 2,
21997 then either order is acceptable, because neither of the function calls is
21998 executed. If both tests evaluate to true, then neither order is acceptable
21999 and in fact there is no correct order.
22000
22001 If one of the two expressions is true, and the other is false, then one
22002 of the above orders is correct, and the other is incorrect. For example,
22003 if @code{expression_1} = 1 and @code{expression_2} /= 2,
22004 then the call to @code{Func_2}
22005 will occur, but not the call to @code{Func_1.}
22006 This means that it is essential
22007 to elaborate the body of @code{Unit_1} before
22008 the body of @code{Unit_2}, so the first
22009 order of elaboration is correct and the second is wrong.
22010
22011 By making @code{expression_1} and @code{expression_2}
22012 depend on input data, or perhaps
22013 the time of day, we can make it impossible for the compiler or binder
22014 to figure out which of these expressions will be true, and hence it
22015 is impossible to guarantee a safe order of elaboration at run time.
22016
22017 @node Checking the Elaboration Order in Ada 95
22018 @section Checking the Elaboration Order in Ada 95
22019
22020 @noindent
22021 In some languages that involve the same kind of elaboration problems,
22022 e.g. Java and C++, the programmer is expected to worry about these
22023 ordering problems himself, and it is common to
22024 write a program in which an incorrect elaboration order  gives
22025 surprising results, because it references variables before they
22026 are initialized.
22027 Ada 95 is designed to be a safe language, and a programmer-beware approach is
22028 clearly not sufficient. Consequently, the language provides three lines
22029 of defense:
22030
22031 @table @asis
22032 @item Standard rules
22033 Some standard rules restrict the possible choice of elaboration
22034 order. In particular, if you @code{with} a unit, then its spec is always
22035 elaborated before the unit doing the @code{with}. Similarly, a parent
22036 spec is always elaborated before the child spec, and finally
22037 a spec is always elaborated before its corresponding body.
22038
22039 @item Dynamic elaboration checks
22040 @cindex Elaboration checks
22041 @cindex Checks, elaboration
22042 Dynamic checks are made at run time, so that if some entity is accessed
22043 before it is elaborated (typically  by means of a subprogram call)
22044 then the exception (@code{Program_Error}) is raised.
22045
22046 @item Elaboration control
22047 Facilities are provided for the programmer to specify the desired order
22048 of elaboration.
22049 @end table
22050
22051 Let's look at these facilities in more detail. First, the rules for
22052 dynamic checking. One possible rule would be simply to say that the
22053 exception is raised if you access a variable which has not yet been
22054 elaborated. The trouble with this approach is that it could require
22055 expensive checks on every variable reference. Instead Ada 95 has two
22056 rules which are a little more restrictive, but easier to check, and
22057 easier to state:
22058
22059 @table @asis
22060 @item Restrictions on calls
22061 A subprogram can only be called at elaboration time if its body
22062 has been elaborated. The rules for elaboration given above guarantee
22063 that the spec of the subprogram has been elaborated before the
22064 call, but not the body. If this rule is violated, then the
22065 exception @code{Program_Error} is raised.
22066
22067 @item Restrictions on instantiations
22068 A generic unit can only be instantiated if the body of the generic
22069 unit has been elaborated. Again, the rules for elaboration given above
22070 guarantee that the spec of the generic unit has been elaborated
22071 before the instantiation, but not the body. If this rule is
22072 violated, then the exception @code{Program_Error} is raised.
22073 @end table
22074
22075 @noindent
22076 The idea is that if the body has been elaborated, then any variables
22077 it references must have been elaborated; by checking for the body being
22078 elaborated we guarantee that none of its references causes any
22079 trouble. As we noted above, this is a little too restrictive, because a
22080 subprogram that has no non-local references in its body may in fact be safe
22081 to call. However, it really would be unsafe to rely on this, because
22082 it would mean that the caller was aware of details of the implementation
22083 in the body. This goes against the basic tenets of Ada.
22084
22085 A plausible implementation can be described as follows.
22086 A Boolean variable is associated with each subprogram
22087 and each generic unit. This variable is initialized to False, and is set to
22088 True at the point body is elaborated. Every call or instantiation checks the
22089 variable, and raises @code{Program_Error} if the variable is False.
22090
22091 Note that one might think that it would be good enough to have one Boolean
22092 variable for each package, but that would not deal with cases of trying
22093 to call a body in the same package as the call
22094 that has not been elaborated yet.
22095 Of course a compiler may be able to do enough analysis to optimize away
22096 some of the Boolean variables as unnecessary, and @code{GNAT} indeed
22097 does such optimizations, but still the easiest conceptual model is to
22098 think of there being one variable per subprogram.
22099
22100 @node Controlling the Elaboration Order in Ada 95
22101 @section Controlling the Elaboration Order in Ada 95
22102
22103 @noindent
22104 In the previous section we discussed the rules in Ada 95 which ensure
22105 that @code{Program_Error} is raised if an incorrect elaboration order is
22106 chosen. This prevents erroneous executions, but we need mechanisms to
22107 specify a correct execution and avoid the exception altogether.
22108 To achieve this, Ada 95 provides a number of features for controlling
22109 the order of elaboration. We discuss these features in this section.
22110
22111 First, there are several ways of indicating to the compiler that a given
22112 unit has no elaboration problems:
22113
22114 @table @asis
22115 @item packages that do not require a body
22116 In Ada 95, a library package that does not require a body does not permit
22117 a body. This means that if we have a such a package, as in:
22118
22119 @smallexample @c ada
22120 @group
22121 @cartouche
22122 package Definitions is
22123    generic
22124       type m is new integer;
22125    package Subp is
22126       type a is array (1 .. 10) of m;
22127       type b is array (1 .. 20) of m;
22128    end Subp;
22129 end Definitions;
22130 @end cartouche
22131 @end group
22132 @end smallexample
22133
22134 @noindent
22135 A package that @code{with}'s @code{Definitions} may safely instantiate
22136 @code{Definitions.Subp} because the compiler can determine that there
22137 definitely is no package body to worry about in this case
22138
22139 @item pragma Pure
22140 @cindex pragma Pure
22141 @findex Pure
22142 Places sufficient restrictions on a unit to guarantee that
22143 no call to any subprogram in the unit can result in an
22144 elaboration problem. This means that the compiler does not need
22145 to worry about the point of elaboration of such units, and in
22146 particular, does not need to check any calls to any subprograms
22147 in this unit.
22148
22149 @item pragma Preelaborate
22150 @findex Preelaborate
22151 @cindex pragma Preelaborate
22152 This pragma places slightly less stringent restrictions on a unit than
22153 does pragma Pure,
22154 but these restrictions are still sufficient to ensure that there
22155 are no elaboration problems with any calls to the unit.
22156
22157 @item pragma Elaborate_Body
22158 @findex Elaborate_Body
22159 @cindex pragma Elaborate_Body
22160 This pragma requires that the body of a unit be elaborated immediately
22161 after its spec. Suppose a unit @code{A} has such a pragma,
22162 and unit @code{B} does
22163 a @code{with} of unit @code{A}. Recall that the standard rules require
22164 the spec of unit @code{A}
22165 to be elaborated before the @code{with}'ing unit; given the pragma in
22166 @code{A}, we also know that the body of @code{A}
22167 will be elaborated before @code{B}, so
22168 that calls to @code{A} are safe and do not need a check.
22169 @end table
22170
22171 @noindent
22172 Note that,
22173 unlike pragma @code{Pure} and pragma @code{Preelaborate},
22174 the use of
22175 @code{Elaborate_Body} does not guarantee that the program is
22176 free of elaboration problems, because it may not be possible
22177 to satisfy the requested elaboration order.
22178 Let's go back to the example with @code{Unit_1} and @code{Unit_2}.
22179 If a programmer
22180 marks @code{Unit_1} as @code{Elaborate_Body},
22181 and not @code{Unit_2,} then the order of
22182 elaboration will be:
22183
22184 @smallexample
22185 @group
22186 Spec of Unit_2
22187 Spec of Unit_1
22188 Body of Unit_1
22189 Body of Unit_2
22190 @end group
22191 @end smallexample
22192
22193 @noindent
22194 Now that means that the call to @code{Func_1} in @code{Unit_2}
22195 need not be checked,
22196 it must be safe. But the call to @code{Func_2} in
22197 @code{Unit_1} may still fail if
22198 @code{Expression_1} is equal to 1,
22199 and the programmer must still take
22200 responsibility for this not being the case.
22201
22202 If all units carry a pragma @code{Elaborate_Body}, then all problems are
22203 eliminated, except for calls entirely within a body, which are
22204 in any case fully under programmer control. However, using the pragma
22205 everywhere is not always possible.
22206 In particular, for our @code{Unit_1}/@code{Unit_2} example, if
22207 we marked both of them as having pragma @code{Elaborate_Body}, then
22208 clearly there would be no possible elaboration order.
22209
22210 The above pragmas allow a server to guarantee safe use by clients, and
22211 clearly this is the preferable approach. Consequently a good rule in
22212 Ada 95 is to mark units as @code{Pure} or @code{Preelaborate} if possible,
22213 and if this is not possible,
22214 mark them as @code{Elaborate_Body} if possible.
22215 As we have seen, there are situations where neither of these
22216 three pragmas can be used.
22217 So we also provide methods for clients to control the
22218 order of elaboration of the servers on which they depend:
22219
22220 @table @asis
22221 @item pragma Elaborate (unit)
22222 @findex Elaborate
22223 @cindex pragma Elaborate
22224 This pragma is placed in the context clause, after a @code{with} clause,
22225 and it requires that the body of the named unit be elaborated before
22226 the unit in which the pragma occurs. The idea is to use this pragma
22227 if the current unit calls at elaboration time, directly or indirectly,
22228 some subprogram in the named unit.
22229
22230 @item pragma Elaborate_All (unit)
22231 @findex Elaborate_All
22232 @cindex pragma Elaborate_All
22233 This is a stronger version of the Elaborate pragma. Consider the
22234 following example:
22235
22236 @smallexample
22237 Unit A @code{with}'s unit B and calls B.Func in elab code
22238 Unit B @code{with}'s unit C, and B.Func calls C.Func
22239 @end smallexample
22240
22241 @noindent
22242 Now if we put a pragma @code{Elaborate (B)}
22243 in unit @code{A}, this ensures that the
22244 body of @code{B} is elaborated before the call, but not the
22245 body of @code{C}, so
22246 the call to @code{C.Func} could still cause @code{Program_Error} to
22247 be raised.
22248
22249 The effect of a pragma @code{Elaborate_All} is stronger, it requires
22250 not only that the body of the named unit be elaborated before the
22251 unit doing the @code{with}, but also the bodies of all units that the
22252 named unit uses, following @code{with} links transitively. For example,
22253 if we put a pragma @code{Elaborate_All (B)} in unit @code{A},
22254 then it requires
22255 not only that the body of @code{B} be elaborated before @code{A},
22256 but also the
22257 body of @code{C}, because @code{B} @code{with}'s @code{C}.
22258 @end table
22259
22260 @noindent
22261 We are now in a position to give a usage rule in Ada 95 for avoiding
22262 elaboration problems, at least if dynamic dispatching and access to
22263 subprogram values are not used. We will handle these cases separately
22264 later.
22265
22266 The rule is simple. If a unit has elaboration code that can directly or
22267 indirectly make a call to a subprogram in a @code{with}'ed unit, or instantiate
22268 a generic unit in a @code{with}'ed unit,
22269 then if the @code{with}'ed unit does not have
22270 pragma @code{Pure} or @code{Preelaborate}, then the client should have
22271 a pragma @code{Elaborate_All}
22272 for the @code{with}'ed unit. By following this rule a client is
22273 assured that calls can be made without risk of an exception.
22274 If this rule is not followed, then a program may be in one of four
22275 states:
22276
22277 @table @asis
22278 @item No order exists
22279 No order of elaboration exists which follows the rules, taking into
22280 account any @code{Elaborate}, @code{Elaborate_All},
22281 or @code{Elaborate_Body} pragmas. In
22282 this case, an Ada 95 compiler must diagnose the situation at bind
22283 time, and refuse to build an executable program.
22284
22285 @item One or more orders exist, all incorrect
22286 One or more acceptable elaboration orders exists, and all of them
22287 generate an elaboration order problem. In this case, the binder
22288 can build an executable program, but @code{Program_Error} will be raised
22289 when the program is run.
22290
22291 @item Several orders exist, some right, some incorrect
22292 One or more acceptable elaboration orders exists, and some of them
22293 work, and some do not. The programmer has not controlled
22294 the order of elaboration, so the binder may or may not pick one of
22295 the correct orders, and the program may or may not raise an
22296 exception when it is run. This is the worst case, because it means
22297 that the program may fail when moved to another compiler, or even
22298 another version of the same compiler.
22299
22300 @item One or more orders exists, all correct
22301 One ore more acceptable elaboration orders exist, and all of them
22302 work. In this case the program runs successfully. This state of
22303 affairs can be guaranteed by following the rule we gave above, but
22304 may be true even if the rule is not followed.
22305 @end table
22306
22307 @noindent
22308 Note that one additional advantage of following our Elaborate_All rule
22309 is that the program continues to stay in the ideal (all orders OK) state
22310 even if maintenance
22311 changes some bodies of some subprograms. Conversely, if a program that does
22312 not follow this rule happens to be safe at some point, this state of affairs
22313 may deteriorate silently as a result of maintenance changes.
22314
22315 You may have noticed that the above discussion did not mention
22316 the use of @code{Elaborate_Body}. This was a deliberate omission. If you
22317 @code{with} an @code{Elaborate_Body} unit, it still may be the case that
22318 code in the body makes calls to some other unit, so it is still necessary
22319 to use @code{Elaborate_All} on such units.
22320
22321 @node Controlling Elaboration in GNAT - Internal Calls
22322 @section Controlling Elaboration in GNAT - Internal Calls
22323
22324 @noindent
22325 In the case of internal calls, i.e. calls within a single package, the
22326 programmer has full control over the order of elaboration, and it is up
22327 to the programmer to elaborate declarations in an appropriate order. For
22328 example writing:
22329
22330 @smallexample @c ada
22331 @group
22332 @cartouche
22333 function One return Float;
22334
22335 Q : Float := One;
22336
22337 function One return Float is
22338 begin
22339      return 1.0;
22340 end One;
22341 @end cartouche
22342 @end group
22343 @end smallexample
22344
22345 @noindent
22346 will obviously raise @code{Program_Error} at run time, because function
22347 One will be called before its body is elaborated. In this case GNAT will
22348 generate a warning that the call will raise @code{Program_Error}:
22349
22350 @smallexample
22351 @group
22352 @cartouche
22353  1. procedure y is
22354  2.    function One return Float;
22355  3.
22356  4.    Q : Float := One;
22357                     |
22358     >>> warning: cannot call "One" before body is elaborated
22359     >>> warning: Program_Error will be raised at run time
22360
22361  5.
22362  6.    function One return Float is
22363  7.    begin
22364  8.         return 1.0;
22365  9.    end One;
22366 10.
22367 11. begin
22368 12.    null;
22369 13. end;
22370 @end cartouche
22371 @end group
22372 @end smallexample
22373
22374 @noindent
22375 Note that in this particular case, it is likely that the call is safe, because
22376 the function @code{One} does not access any global variables.
22377 Nevertheless in Ada 95, we do not want the validity of the check to depend on
22378 the contents of the body (think about the separate compilation case), so this
22379 is still wrong, as we discussed in the previous sections.
22380
22381 The error is easily corrected by rearranging the declarations so that the
22382 body of One appears before the declaration containing the call
22383 (note that in Ada 95,
22384 declarations can appear in any order, so there is no restriction that
22385 would prevent this reordering, and if we write:
22386
22387 @smallexample @c ada
22388 @group
22389 @cartouche
22390 function One return Float;
22391
22392 function One return Float is
22393 begin
22394      return 1.0;
22395 end One;
22396
22397 Q : Float := One;
22398 @end cartouche
22399 @end group
22400 @end smallexample
22401
22402 @noindent
22403 then all is well, no warning is generated, and no
22404 @code{Program_Error} exception
22405 will be raised.
22406 Things are more complicated when a chain of subprograms is executed:
22407
22408 @smallexample @c ada
22409 @group
22410 @cartouche
22411 function A return Integer;
22412 function B return Integer;
22413 function C return Integer;
22414
22415 function B return Integer is begin return A; end;
22416 function C return Integer is begin return B; end;
22417
22418 X : Integer := C;
22419
22420 function A return Integer is begin return 1; end;
22421 @end cartouche
22422 @end group
22423 @end smallexample
22424
22425 @noindent
22426 Now the call to @code{C}
22427 at elaboration time in the declaration of @code{X} is correct, because
22428 the body of @code{C} is already elaborated,
22429 and the call to @code{B} within the body of
22430 @code{C} is correct, but the call
22431 to @code{A} within the body of @code{B} is incorrect, because the body
22432 of @code{A} has not been elaborated, so @code{Program_Error}
22433 will be raised on the call to @code{A}.
22434 In this case GNAT will generate a
22435 warning that @code{Program_Error} may be
22436 raised at the point of the call. Let's look at the warning:
22437
22438 @smallexample
22439 @group
22440 @cartouche
22441  1. procedure x is
22442  2.    function A return Integer;
22443  3.    function B return Integer;
22444  4.    function C return Integer;
22445  5.
22446  6.    function B return Integer is begin return A; end;
22447                                                     |
22448     >>> warning: call to "A" before body is elaborated may
22449                  raise Program_Error
22450     >>> warning: "B" called at line 7
22451     >>> warning: "C" called at line 9
22452
22453  7.    function C return Integer is begin return B; end;
22454  8.
22455  9.    X : Integer := C;
22456 10.
22457 11.    function A return Integer is begin return 1; end;
22458 12.
22459 13. begin
22460 14.    null;
22461 15. end;
22462 @end cartouche
22463 @end group
22464 @end smallexample
22465
22466 @noindent
22467 Note that the message here says ``may raise'', instead of the direct case,
22468 where the message says ``will be raised''. That's because whether
22469 @code{A} is
22470 actually called depends in general on run-time flow of control.
22471 For example, if the body of @code{B} said
22472
22473 @smallexample @c ada
22474 @group
22475 @cartouche
22476 function B return Integer is
22477 begin
22478    if some-condition-depending-on-input-data then
22479       return A;
22480    else
22481       return 1;
22482    end if;
22483 end B;
22484 @end cartouche
22485 @end group
22486 @end smallexample
22487
22488 @noindent
22489 then we could not know until run time whether the incorrect call to A would
22490 actually occur, so @code{Program_Error} might
22491 or might not be raised. It is possible for a compiler to
22492 do a better job of analyzing bodies, to
22493 determine whether or not @code{Program_Error}
22494 might be raised, but it certainly
22495 couldn't do a perfect job (that would require solving the halting problem
22496 and is provably impossible), and because this is a warning anyway, it does
22497 not seem worth the effort to do the analysis. Cases in which it
22498 would be relevant are rare.
22499
22500 In practice, warnings of either of the forms given
22501 above will usually correspond to
22502 real errors, and should be examined carefully and eliminated.
22503 In the rare case where a warning is bogus, it can be suppressed by any of
22504 the following methods:
22505
22506 @itemize @bullet
22507 @item
22508 Compile with the @option{-gnatws} switch set
22509
22510 @item
22511 Suppress @code{Elaboration_Check} for the called subprogram
22512
22513 @item
22514 Use pragma @code{Warnings_Off} to turn warnings off for the call
22515 @end itemize
22516
22517 @noindent
22518 For the internal elaboration check case,
22519 GNAT by default generates the
22520 necessary run-time checks to ensure
22521 that @code{Program_Error} is raised if any
22522 call fails an elaboration check. Of course this can only happen if a
22523 warning has been issued as described above. The use of pragma
22524 @code{Suppress (Elaboration_Check)} may (but is not guaranteed to) suppress
22525 some of these checks, meaning that it may be possible (but is not
22526 guaranteed) for a program to be able to call a subprogram whose body
22527 is not yet elaborated, without raising a @code{Program_Error} exception.
22528
22529 @node Controlling Elaboration in GNAT - External Calls
22530 @section Controlling Elaboration in GNAT - External Calls
22531
22532 @noindent
22533 The previous section discussed the case in which the execution of a
22534 particular thread of elaboration code occurred entirely within a
22535 single unit. This is the easy case to handle, because a programmer
22536 has direct and total control over the order of elaboration, and
22537 furthermore, checks need only be generated in cases which are rare
22538 and which the compiler can easily detect.
22539 The situation is more complex when separate compilation is taken into account.
22540 Consider the following:
22541
22542 @smallexample @c ada
22543 @cartouche
22544 @group
22545 package Math is
22546    function Sqrt (Arg : Float) return Float;
22547 end Math;
22548
22549 package body Math is
22550    function Sqrt (Arg : Float) return Float is
22551    begin
22552          ...
22553    end Sqrt;
22554 end Math;
22555 @end group
22556 @group
22557 with Math;
22558 package Stuff is
22559    X : Float := Math.Sqrt (0.5);
22560 end Stuff;
22561
22562 with Stuff;
22563 procedure Main is
22564 begin
22565    ...
22566 end Main;
22567 @end group
22568 @end cartouche
22569 @end smallexample
22570
22571 @noindent
22572 where @code{Main} is the main program. When this program is executed, the
22573 elaboration code must first be executed, and one of the jobs of the
22574 binder is to determine the order in which the units of a program are
22575 to be elaborated. In this case we have four units: the spec and body
22576 of @code{Math},
22577 the spec of @code{Stuff} and the body of @code{Main}).
22578 In what order should the four separate sections of elaboration code
22579 be executed?
22580
22581 There are some restrictions in the order of elaboration that the binder
22582 can choose. In particular, if unit U has a @code{with}
22583 for a package @code{X}, then you
22584 are assured that the spec of @code{X}
22585 is elaborated before U , but you are
22586 not assured that the body of @code{X}
22587 is elaborated before U.
22588 This means that in the above case, the binder is allowed to choose the
22589 order:
22590
22591 @smallexample
22592 spec of Math
22593 spec of Stuff
22594 body of Math
22595 body of Main
22596 @end smallexample
22597
22598 @noindent
22599 but that's not good, because now the call to @code{Math.Sqrt}
22600 that happens during
22601 the elaboration of the @code{Stuff}
22602 spec happens before the body of @code{Math.Sqrt} is
22603 elaborated, and hence causes @code{Program_Error} exception to be raised.
22604 At first glance, one might say that the binder is misbehaving, because
22605 obviously you want to elaborate the body of something you @code{with}
22606 first, but
22607 that is not a general rule that can be followed in all cases. Consider
22608
22609 @smallexample @c ada
22610 @group
22611 @cartouche
22612 package X is ...
22613
22614 package Y is ...
22615
22616 with X;
22617 package body Y is ...
22618
22619 with Y;
22620 package body X is ...
22621 @end cartouche
22622 @end group
22623 @end smallexample
22624
22625 @noindent
22626 This is a common arrangement, and, apart from the order of elaboration
22627 problems that might arise in connection with elaboration code, this works fine.
22628 A rule that says that you must first elaborate the body of anything you
22629 @code{with} cannot work in this case:
22630 the body of @code{X} @code{with}'s @code{Y},
22631 which means you would have to
22632 elaborate the body of @code{Y} first, but that @code{with}'s @code{X},
22633 which means
22634 you have to elaborate the body of @code{X} first, but ... and we have a
22635 loop that cannot be broken.
22636
22637 It is true that the binder can in many cases guess an order of elaboration
22638 that is unlikely to cause a @code{Program_Error}
22639 exception to be raised, and it tries to do so (in the
22640 above example of @code{Math/Stuff/Spec}, the GNAT binder will
22641 by default
22642 elaborate the body of @code{Math} right after its spec, so all will be well).
22643
22644 However, a program that blindly relies on the binder to be helpful can
22645 get into trouble, as we discussed in the previous sections, so
22646 GNAT
22647 provides a number of facilities for assisting the programmer in
22648 developing programs that are robust with respect to elaboration order.
22649
22650 @node Default Behavior in GNAT - Ensuring Safety
22651 @section Default Behavior in GNAT - Ensuring Safety
22652
22653 @noindent
22654 The default behavior in GNAT ensures elaboration safety. In its
22655 default mode GNAT implements the
22656 rule we previously described as the right approach. Let's restate it:
22657
22658 @itemize
22659 @item
22660 @emph{If a unit has elaboration code that can directly or indirectly make a
22661 call to a subprogram in a @code{with}'ed unit, or instantiate a generic unit
22662 in a @code{with}'ed unit, then if the @code{with}'ed unit
22663 does not have pragma @code{Pure} or
22664 @code{Preelaborate}, then the client should have an
22665 @code{Elaborate_All} for the @code{with}'ed unit.}
22666 @end itemize
22667
22668 @noindent
22669 By following this rule a client is assured that calls and instantiations
22670 can be made without risk of an exception.
22671
22672 In this mode GNAT traces all calls that are potentially made from
22673 elaboration code, and puts in any missing implicit @code{Elaborate_All}
22674 pragmas.
22675 The advantage of this approach is that no elaboration problems
22676 are possible if the binder can find an elaboration order that is
22677 consistent with these implicit @code{Elaborate_All} pragmas. The
22678 disadvantage of this approach is that no such order may exist.
22679
22680 If the binder does not generate any diagnostics, then it means that it
22681 has found an elaboration order that is guaranteed to be safe. However,
22682 the binder may still be relying on implicitly generated
22683 @code{Elaborate_All} pragmas so portability to other compilers than
22684 GNAT is not guaranteed.
22685
22686 If it is important to guarantee portability, then the compilations should
22687 use the
22688 @option{-gnatwl}
22689 (warn on elaboration problems) switch. This will cause warning messages
22690 to be generated indicating the missing @code{Elaborate_All} pragmas.
22691 Consider the following source program:
22692
22693 @smallexample @c ada
22694 @group
22695 @cartouche
22696 with k;
22697 package j is
22698   m : integer := k.r;
22699 end;
22700 @end cartouche
22701 @end group
22702 @end smallexample
22703
22704 @noindent
22705 where it is clear that there
22706 should be a pragma @code{Elaborate_All}
22707 for unit @code{k}. An implicit pragma will be generated, and it is
22708 likely that the binder will be able to honor it. However, if you want
22709 to port this program to some other Ada compiler than GNAT.
22710 it is safer to include the pragma explicitly in the source. If this
22711 unit is compiled with the
22712 @option{-gnatwl}
22713 switch, then the compiler outputs a warning:
22714
22715 @smallexample
22716 @group
22717 @cartouche
22718 1. with k;
22719 2. package j is
22720 3.   m : integer := k.r;
22721                      |
22722    >>> warning: call to "r" may raise Program_Error
22723    >>> warning: missing pragma Elaborate_All for "k"
22724
22725 4. end;
22726 @end cartouche
22727 @end group
22728 @end smallexample
22729
22730 @noindent
22731 and these warnings can be used as a guide for supplying manually
22732 the missing pragmas. It is usually a bad idea to use this warning
22733 option during development. That's because it will warn you when
22734 you need to put in a pragma, but cannot warn you when it is time
22735 to take it out. So the use of pragma Elaborate_All may lead to
22736 unnecessary dependencies and even false circularities.
22737
22738 This default mode is more restrictive than the Ada Reference
22739 Manual, and it is possible to construct programs which will compile
22740 using the dynamic model described there, but will run into a
22741 circularity using the safer static model we have described.
22742
22743 Of course any Ada compiler must be able to operate in a mode
22744 consistent with the requirements of the Ada Reference Manual,
22745 and in particular must have the capability of implementing the
22746 standard dynamic model of elaboration with run-time checks.
22747
22748 In GNAT, this standard mode can be achieved either by the use of
22749 the @option{-gnatE} switch on the compiler (@code{gcc} or @code{gnatmake})
22750 command, or by the use of the configuration pragma:
22751
22752 @smallexample @c ada
22753 pragma Elaboration_Checks (RM);
22754 @end smallexample
22755
22756 @noindent
22757 Either approach will cause the unit affected to be compiled using the
22758 standard dynamic run-time elaboration checks described in the Ada
22759 Reference Manual. The static model is generally preferable, since it
22760 is clearly safer to rely on compile and link time checks rather than
22761 run-time checks. However, in the case of legacy code, it may be
22762 difficult to meet the requirements of the static model. This
22763 issue is further discussed in
22764 @ref{What to Do If the Default Elaboration Behavior Fails}.
22765
22766 Note that the static model provides a strict subset of the allowed
22767 behavior and programs of the Ada Reference Manual, so if you do
22768 adhere to the static model and no circularities exist,
22769 then you are assured that your program will
22770 work using the dynamic model, providing that you remove any
22771 pragma Elaborate statements from the source.
22772
22773 @node Treatment of Pragma Elaborate
22774 @section Treatment of Pragma Elaborate
22775 @cindex Pragma Elaborate
22776
22777 @noindent
22778 The use of @code{pragma Elaborate}
22779 should generally be avoided in Ada 95 programs.
22780 The reason for this is that there is no guarantee that transitive calls
22781 will be properly handled. Indeed at one point, this pragma was placed
22782 in Annex J (Obsolescent Features), on the grounds that it is never useful.
22783
22784 Now that's a bit restrictive. In practice, the case in which
22785 @code{pragma Elaborate} is useful is when the caller knows that there
22786 are no transitive calls, or that the called unit contains all necessary
22787 transitive @code{pragma Elaborate} statements, and legacy code often
22788 contains such uses.
22789
22790 Strictly speaking the static mode in GNAT should ignore such pragmas,
22791 since there is no assurance at compile time that the necessary safety
22792 conditions are met. In practice, this would cause GNAT to be incompatible
22793 with correctly written Ada 83 code that had all necessary
22794 @code{pragma Elaborate} statements in place. Consequently, we made the
22795 decision that GNAT in its default mode will believe that if it encounters
22796 a @code{pragma Elaborate} then the programmer knows what they are doing,
22797 and it will trust that no elaboration errors can occur.
22798
22799 The result of this decision is two-fold. First to be safe using the
22800 static mode, you should remove all @code{pragma Elaborate} statements.
22801 Second, when fixing circularities in existing code, you can selectively
22802 use @code{pragma Elaborate} statements to convince the static mode of
22803 GNAT that it need not generate an implicit @code{pragma Elaborate_All}
22804 statement.
22805
22806 When using the static mode with @option{-gnatwl}, any use of
22807 @code{pragma Elaborate} will generate a warning about possible
22808 problems.
22809
22810 @node Elaboration Issues for Library Tasks
22811 @section Elaboration Issues for Library Tasks
22812 @cindex Library tasks, elaboration issues
22813 @cindex Elaboration of library tasks
22814
22815 @noindent
22816 In this section we examine special elaboration issues that arise for
22817 programs that declare library level tasks.
22818
22819 Generally the model of execution of an Ada program is that all units are
22820 elaborated, and then execution of the program starts. However, the
22821 declaration of library tasks definitely does not fit this model. The
22822 reason for this is that library tasks start as soon as they are declared
22823 (more precisely, as soon as the statement part of the enclosing package
22824 body is reached), that is to say before elaboration
22825 of the program is complete. This means that if such a task calls a
22826 subprogram, or an entry in another task, the callee may or may not be
22827 elaborated yet, and in the standard
22828 Reference Manual model of dynamic elaboration checks, you can even
22829 get timing dependent Program_Error exceptions, since there can be
22830 a race between the elaboration code and the task code.
22831
22832 The static model of elaboration in GNAT seeks to avoid all such
22833 dynamic behavior, by being conservative, and the conservative
22834 approach in this particular case is to assume that all the code
22835 in a task body is potentially executed at elaboration time if
22836 a task is declared at the library level.
22837
22838 This can definitely result in unexpected circularities. Consider
22839 the following example
22840
22841 @smallexample @c ada
22842 package Decls is
22843   task Lib_Task is
22844      entry Start;
22845   end Lib_Task;
22846
22847   type My_Int is new Integer;
22848
22849   function Ident (M : My_Int) return My_Int;
22850 end Decls;
22851
22852 with Utils;
22853 package body Decls is
22854   task body Lib_Task is
22855   begin
22856      accept Start;
22857      Utils.Put_Val (2);
22858   end Lib_Task;
22859
22860   function Ident (M : My_Int) return My_Int is
22861   begin
22862      return M;
22863   end Ident;
22864 end Decls;
22865
22866 with Decls;
22867 package Utils is
22868   procedure Put_Val (Arg : Decls.My_Int);
22869 end Utils;
22870
22871 with Text_IO;
22872 package body Utils is
22873   procedure Put_Val (Arg : Decls.My_Int) is
22874   begin
22875      Text_IO.Put_Line (Decls.My_Int'Image (Decls.Ident (Arg)));
22876   end Put_Val;
22877 end Utils;
22878
22879 with Decls;
22880 procedure Main is
22881 begin
22882    Decls.Lib_Task.Start;
22883 end;
22884 @end smallexample
22885
22886 @noindent
22887 If the above example is compiled in the default static elaboration
22888 mode, then a circularity occurs. The circularity comes from the call
22889 @code{Utils.Put_Val} in the task body of @code{Decls.Lib_Task}. Since
22890 this call occurs in elaboration code, we need an implicit pragma
22891 @code{Elaborate_All} for @code{Utils}. This means that not only must
22892 the spec and body of @code{Utils} be elaborated before the body
22893 of @code{Decls}, but also the spec and body of any unit that is
22894 @code{with'ed} by the body of @code{Utils} must also be elaborated before
22895 the body of @code{Decls}. This is the transitive implication of
22896 pragma @code{Elaborate_All} and it makes sense, because in general
22897 the body of @code{Put_Val} might have a call to something in a
22898 @code{with'ed} unit.
22899
22900 In this case, the body of Utils (actually its spec) @code{with's}
22901 @code{Decls}. Unfortunately this means that the body of @code{Decls}
22902 must be elaborated before itself, in case there is a call from the
22903 body of @code{Utils}.
22904
22905 Here is the exact chain of events we are worrying about:
22906
22907 @enumerate
22908 @item
22909 In the body of @code{Decls} a call is made from within the body of a library
22910 task to a subprogram in the package @code{Utils}. Since this call may
22911 occur at elaboration time (given that the task is activated at elaboration
22912 time), we have to assume the worst, i.e. that the
22913 call does happen at elaboration time.
22914
22915 @item
22916 This means that the body and spec of @code{Util} must be elaborated before
22917 the body of @code{Decls} so that this call does not cause an access before
22918 elaboration.
22919
22920 @item
22921 Within the body of @code{Util}, specifically within the body of
22922 @code{Util.Put_Val} there may be calls to any unit @code{with}'ed
22923 by this package.
22924
22925 @item
22926 One such @code{with}'ed package is package @code{Decls}, so there
22927 might be a call to a subprogram in @code{Decls} in @code{Put_Val}.
22928 In fact there is such a call in this example, but we would have to
22929 assume that there was such a call even if it were not there, since
22930 we are not supposed to write the body of @code{Decls} knowing what
22931 is in the body of @code{Utils}; certainly in the case of the
22932 static elaboration model, the compiler does not know what is in
22933 other bodies and must assume the worst.
22934
22935 @item
22936 This means that the spec and body of @code{Decls} must also be
22937 elaborated before we elaborate the unit containing the call, but
22938 that unit is @code{Decls}! This means that the body of @code{Decls}
22939 must be elaborated before itself, and that's a circularity.
22940 @end enumerate
22941
22942 @noindent
22943 Indeed, if you add an explicit pragma Elaborate_All for @code{Utils} in
22944 the body of @code{Decls} you will get a true Ada Reference Manual
22945 circularity that makes the program illegal.
22946
22947 In practice, we have found that problems with the static model of
22948 elaboration in existing code often arise from library tasks, so
22949 we must address this particular situation.
22950
22951 Note that if we compile and run the program above, using the dynamic model of
22952 elaboration (that is to say use the @option{-gnatE} switch),
22953 then it compiles, binds,
22954 links, and runs, printing the expected result of 2. Therefore in some sense
22955 the circularity here is only apparent, and we need to capture
22956 the properties of this program that  distinguish it from other library-level
22957 tasks that have real elaboration problems.
22958
22959 We have four possible answers to this question:
22960
22961 @itemize @bullet
22962
22963 @item
22964 Use the dynamic model of elaboration.
22965
22966 If we use the @option{-gnatE} switch, then as noted above, the program works.
22967 Why is this? If we examine the task body, it is apparent that the task cannot
22968 proceed past the
22969 @code{accept} statement until after elaboration has been completed, because
22970 the corresponding entry call comes from the main program, not earlier.
22971 This is why the dynamic model works here. But that's really giving
22972 up on a precise analysis, and we prefer to take this approach only if we cannot
22973 solve the
22974 problem in any other manner. So let us examine two ways to reorganize
22975 the program to avoid the potential elaboration problem.
22976
22977 @item
22978 Split library tasks into separate packages.
22979
22980 Write separate packages, so that library tasks are isolated from
22981 other declarations as much as possible. Let us look at a variation on
22982 the above program.
22983
22984 @smallexample @c ada
22985 package Decls1 is
22986   task Lib_Task is
22987      entry Start;
22988   end Lib_Task;
22989 end Decls1;
22990
22991 with Utils;
22992 package body Decls1 is
22993   task body Lib_Task is
22994   begin
22995      accept Start;
22996      Utils.Put_Val (2);
22997   end Lib_Task;
22998 end Decls1;
22999
23000 package Decls2 is
23001   type My_Int is new Integer;
23002   function Ident (M : My_Int) return My_Int;
23003 end Decls2;
23004
23005 with Utils;
23006 package body Decls2 is
23007   function Ident (M : My_Int) return My_Int is
23008   begin
23009      return M;
23010   end Ident;
23011 end Decls2;
23012
23013 with Decls2;
23014 package Utils is
23015   procedure Put_Val (Arg : Decls2.My_Int);
23016 end Utils;
23017
23018 with Text_IO;
23019 package body Utils is
23020   procedure Put_Val (Arg : Decls2.My_Int) is
23021   begin
23022      Text_IO.Put_Line (Decls2.My_Int'Image (Decls2.Ident (Arg)));
23023   end Put_Val;
23024 end Utils;
23025
23026 with Decls1;
23027 procedure Main is
23028 begin
23029    Decls1.Lib_Task.Start;
23030 end;
23031 @end smallexample
23032
23033 @noindent
23034 All we have done is to split @code{Decls} into two packages, one
23035 containing the library task, and one containing everything else. Now
23036 there is no cycle, and the program compiles, binds, links and executes
23037 using the default static model of elaboration.
23038
23039 @item
23040 Declare separate task types.
23041
23042 A significant part of the problem arises because of the use of the
23043 single task declaration form. This means that the elaboration of
23044 the task type, and the elaboration of the task itself (i.e. the
23045 creation of the task) happen at the same time. A good rule
23046 of style in Ada 95 is to always create explicit task types. By
23047 following the additional step of placing task objects in separate
23048 packages from the task type declaration, many elaboration problems
23049 are avoided. Here is another modified example of the example program:
23050
23051 @smallexample @c ada
23052 package Decls is
23053   task type Lib_Task_Type is
23054      entry Start;
23055   end Lib_Task_Type;
23056
23057   type My_Int is new Integer;
23058
23059   function Ident (M : My_Int) return My_Int;
23060 end Decls;
23061
23062 with Utils;
23063 package body Decls is
23064   task body Lib_Task_Type is
23065   begin
23066      accept Start;
23067      Utils.Put_Val (2);
23068   end Lib_Task_Type;
23069
23070   function Ident (M : My_Int) return My_Int is
23071   begin
23072      return M;
23073   end Ident;
23074 end Decls;
23075
23076 with Decls;
23077 package Utils is
23078   procedure Put_Val (Arg : Decls.My_Int);
23079 end Utils;
23080
23081 with Text_IO;
23082 package body Utils is
23083   procedure Put_Val (Arg : Decls.My_Int) is
23084   begin
23085      Text_IO.Put_Line (Decls.My_Int'Image (Decls.Ident (Arg)));
23086   end Put_Val;
23087 end Utils;
23088
23089 with Decls;
23090 package Declst is
23091    Lib_Task : Decls.Lib_Task_Type;
23092 end Declst;
23093
23094 with Declst;
23095 procedure Main is
23096 begin
23097    Declst.Lib_Task.Start;
23098 end;
23099 @end smallexample
23100
23101 @noindent
23102 What we have done here is to replace the @code{task} declaration in
23103 package @code{Decls} with a @code{task type} declaration. Then we
23104 introduce a separate package @code{Declst} to contain the actual
23105 task object. This separates the elaboration issues for
23106 the @code{task type}
23107 declaration, which causes no trouble, from the elaboration issues
23108 of the task object, which is also unproblematic, since it is now independent
23109 of the elaboration of  @code{Utils}.
23110 This separation of concerns also corresponds to
23111 a generally sound engineering principle of separating declarations
23112 from instances. This version of the program also compiles, binds, links,
23113 and executes, generating the expected output.
23114
23115 @item
23116 Use No_Entry_Calls_In_Elaboration_Code restriction.
23117 @cindex No_Entry_Calls_In_Elaboration_Code
23118
23119 The previous two approaches described how a program can be restructured
23120 to avoid the special problems caused by library task bodies. in practice,
23121 however, such restructuring may be difficult to apply to existing legacy code,
23122 so we must consider solutions that do not require massive rewriting.
23123
23124 Let us consider more carefully why our original sample program works
23125 under the dynamic model of elaboration. The reason is that the code
23126 in the task body blocks immediately on the @code{accept}
23127 statement. Now of course there is nothing to prohibit elaboration
23128 code from making entry calls (for example from another library level task),
23129 so we cannot tell in isolation that
23130 the task will not execute the accept statement  during elaboration.
23131
23132 However, in practice it is very unusual to see elaboration code
23133 make any entry calls, and the pattern of tasks starting
23134 at elaboration time and then immediately blocking on @code{accept} or
23135 @code{select} statements is very common. What this means is that
23136 the compiler is being too pessimistic when it analyzes the
23137 whole package body as though it might be executed at elaboration
23138 time.
23139
23140 If we know that the elaboration code contains no entry calls, (a very safe
23141 assumption most of the time, that could almost be made the default
23142 behavior), then we can compile all units of the program under control
23143 of the following configuration pragma:
23144
23145 @smallexample
23146 pragma Restrictions (No_Entry_Calls_In_Elaboration_Code);
23147 @end smallexample
23148
23149 @noindent
23150 This pragma can be placed in the @file{gnat.adc} file in the usual
23151 manner. If we take our original unmodified program and compile it
23152 in the presence of a @file{gnat.adc} containing the above pragma,
23153 then once again, we can compile, bind, link, and execute, obtaining
23154 the expected result. In the presence of this pragma, the compiler does
23155 not trace calls in a task body, that appear after the first @code{accept}
23156 or @code{select} statement, and therefore does not report a potential
23157 circularity in the original program.
23158
23159 The compiler will check to the extent it can that the above
23160 restriction is not violated, but it is not always possible to do a
23161 complete check at compile time, so it is important to use this
23162 pragma only if the stated restriction is in fact met, that is to say
23163 no task receives an entry call before elaboration of all units is completed.
23164
23165 @end itemize
23166
23167 @node Mixing Elaboration Models
23168 @section Mixing Elaboration Models
23169 @noindent
23170 So far, we have assumed that the entire program is either compiled
23171 using the dynamic model or static model, ensuring consistency. It
23172 is possible to mix the two models, but rules have to be followed
23173 if this mixing is done to ensure that elaboration checks are not
23174 omitted.
23175
23176 The basic rule is that @emph{a unit compiled with the static model cannot
23177 be @code{with'ed} by a unit compiled with the dynamic model}. The
23178 reason for this is that in the static model, a unit assumes that
23179 its clients guarantee to use (the equivalent of) pragma
23180 @code{Elaborate_All} so that no elaboration checks are required
23181 in inner subprograms, and this assumption is violated if the
23182 client is compiled with dynamic checks.
23183
23184 The precise rule is as follows. A unit that is compiled with dynamic
23185 checks can only @code{with} a unit that meets at least one of the
23186 following criteria:
23187
23188 @itemize @bullet
23189
23190 @item
23191 The @code{with'ed} unit is itself compiled with dynamic elaboration
23192 checks (that is with the @option{-gnatE} switch.
23193
23194 @item
23195 The @code{with'ed} unit is an internal GNAT implementation unit from
23196 the System, Interfaces, Ada, or GNAT hierarchies.
23197
23198 @item
23199 The @code{with'ed} unit has pragma Preelaborate or pragma Pure.
23200
23201 @item
23202 The @code{with'ing} unit (that is the client) has an explicit pragma
23203 @code{Elaborate_All} for the @code{with'ed} unit.
23204
23205 @end itemize
23206
23207 @noindent
23208 If this rule is violated, that is if a unit with dynamic elaboration
23209 checks @code{with's} a unit that does not meet one of the above four
23210 criteria, then the binder (@code{gnatbind}) will issue a warning
23211 similar to that in the following example:
23212
23213 @smallexample
23214 warning: "x.ads" has dynamic elaboration checks and with's
23215 warning:   "y.ads" which has static elaboration checks
23216 @end smallexample
23217
23218 @noindent
23219 These warnings indicate that the rule has been violated, and that as a result
23220 elaboration checks may be missed in the resulting executable file.
23221 This warning may be suppressed using the @option{-ws} binder switch
23222 in the usual manner.
23223
23224 One useful application of this mixing rule is in the case of a subsystem
23225 which does not itself @code{with} units from the remainder of the
23226 application. In this case, the entire subsystem can be compiled with
23227 dynamic checks to resolve a circularity in the subsystem, while
23228 allowing the main application that uses this subsystem to be compiled
23229 using the more reliable default static model.
23230
23231 @node What to Do If the Default Elaboration Behavior Fails
23232 @section What to Do If the Default Elaboration Behavior Fails
23233
23234 @noindent
23235 If the binder cannot find an acceptable order, it outputs detailed
23236 diagnostics. For example:
23237 @smallexample
23238 @group
23239 @iftex
23240 @leftskip=0cm
23241 @end iftex
23242 error: elaboration circularity detected
23243 info:   "proc (body)" must be elaborated before "pack (body)"
23244 info:     reason: Elaborate_All probably needed in unit "pack (body)"
23245 info:     recompile "pack (body)" with -gnatwl
23246 info:                             for full details
23247 info:       "proc (body)"
23248 info:         is needed by its spec:
23249 info:       "proc (spec)"
23250 info:         which is withed by:
23251 info:       "pack (body)"
23252 info:  "pack (body)" must be elaborated before "proc (body)"
23253 info:     reason: pragma Elaborate in unit "proc (body)"
23254 @end group
23255
23256 @end smallexample
23257
23258 @noindent
23259 In this case we have a cycle that the binder cannot break. On the one
23260 hand, there is an explicit pragma Elaborate in @code{proc} for
23261 @code{pack}. This means that the body of @code{pack} must be elaborated
23262 before the body of @code{proc}. On the other hand, there is elaboration
23263 code in @code{pack} that calls a subprogram in @code{proc}. This means
23264 that for maximum safety, there should really be a pragma
23265 Elaborate_All in @code{pack} for @code{proc} which would require that
23266 the body of @code{proc} be elaborated before the body of
23267 @code{pack}. Clearly both requirements cannot be satisfied.
23268 Faced with a circularity of this kind, you have three different options.
23269
23270 @table @asis
23271 @item Fix the program
23272 The most desirable option from the point of view of long-term maintenance
23273 is to rearrange the program so that the elaboration problems are avoided.
23274 One useful technique is to place the elaboration code into separate
23275 child packages. Another is to move some of the initialization code to
23276 explicitly called subprograms, where the program controls the order
23277 of initialization explicitly. Although this is the most desirable option,
23278 it may be impractical and involve too much modification, especially in
23279 the case of complex legacy code.
23280
23281 @item Perform dynamic checks
23282 If the compilations are done using the
23283 @option{-gnatE}
23284 (dynamic elaboration check) switch, then GNAT behaves in
23285 a quite different manner. Dynamic checks are generated for all calls
23286 that could possibly result in raising an exception. With this switch,
23287 the compiler does not generate implicit @code{Elaborate_All} pragmas.
23288 The behavior then is exactly as specified in the Ada 95 Reference Manual.
23289 The binder will generate an executable program that may or may not
23290 raise @code{Program_Error}, and then it is the programmer's job to ensure
23291 that it does not raise an exception. Note that it is important to
23292 compile all units with the switch, it cannot be used selectively.
23293
23294 @item Suppress checks
23295 The drawback of dynamic checks is that they generate a
23296 significant overhead at run time, both in space and time. If you
23297 are absolutely sure that your program cannot raise any elaboration
23298 exceptions, and you still want to use the dynamic elaboration model,
23299 then you can use the configuration pragma
23300 @code{Suppress (Elaboration_Check)} to suppress all such checks. For
23301 example this pragma could be placed in the @file{gnat.adc} file.
23302
23303 @item Suppress checks selectively
23304 When you know that certain calls in elaboration code cannot possibly
23305 lead to an elaboration error, and the binder nevertheless generates warnings
23306 on those calls and inserts Elaborate_All pragmas that lead to elaboration
23307 circularities, it is possible to remove those warnings locally and obtain
23308 a program that will bind. Clearly this can be unsafe, and it is the
23309 responsibility of the programmer to make sure that the resulting program has
23310 no elaboration anomalies. The pragma @code{Suppress (Elaboration_Check)} can
23311 be used with different granularity to suppress warnings and break
23312 elaboration circularities:
23313
23314 @itemize @bullet
23315 @item
23316 Place the pragma that names the called subprogram in the declarative part
23317 that contains the call.
23318
23319 @item
23320 Place the pragma in the declarative part, without naming an entity. This
23321 disables warnings on all calls in the corresponding  declarative region.
23322
23323 @item
23324 Place the pragma in the package spec that declares the called subprogram,
23325 and name the subprogram. This disables warnings on all elaboration calls to
23326 that subprogram.
23327
23328 @item
23329 Place the pragma in the package spec that declares the called subprogram,
23330 without naming any entity. This disables warnings on all elaboration calls to
23331 all subprograms declared in this spec.
23332
23333 @item Use Pragma Elaborate
23334 As previously described in section @xref{Treatment of Pragma Elaborate},
23335 GNAT in static mode assumes that a @code{pragma} Elaborate indicates correctly
23336 that no elaboration checks are required on calls to the designated unit.
23337 There may be cases in which the caller knows that no transitive calls
23338 can occur, so that a @code{pragma Elaborate} will be sufficient in a
23339 case where @code{pragma Elaborate_All} would cause a circularity.
23340 @end itemize
23341
23342 @noindent
23343 These five cases are listed in order of decreasing safety, and therefore
23344 require increasing programmer care in their application. Consider the
23345 following program:
23346
23347 @smallexample @c adanocomment
23348 package Pack1 is
23349   function F1 return Integer;
23350   X1 : Integer;
23351 end Pack1;
23352
23353 package Pack2 is
23354   function F2 return Integer;
23355   function Pure (x : integer) return integer;
23356   --  pragma Suppress (Elaboration_Check, On => Pure);  -- (3)
23357   --  pragma Suppress (Elaboration_Check);              -- (4)
23358 end Pack2;
23359
23360 with Pack2;
23361 package body Pack1 is
23362   function F1 return Integer is
23363   begin
23364     return 100;
23365   end F1;
23366   Val : integer := Pack2.Pure (11);    --  Elab. call (1)
23367 begin
23368   declare
23369     --  pragma Suppress(Elaboration_Check, Pack2.F2);   -- (1)
23370     --  pragma Suppress(Elaboration_Check);             -- (2)
23371   begin
23372     X1 := Pack2.F2 + 1;                --  Elab. call (2)
23373   end;
23374 end Pack1;
23375
23376 with Pack1;
23377 package body Pack2 is
23378   function F2 return Integer is
23379   begin
23380      return Pack1.F1;
23381   end F2;
23382   function Pure (x : integer) return integer is
23383   begin
23384      return x ** 3 - 3 * x;
23385   end;
23386 end Pack2;
23387
23388 with Pack1, Ada.Text_IO;
23389 procedure Proc3 is
23390 begin
23391   Ada.Text_IO.Put_Line(Pack1.X1'Img); -- 101
23392 end Proc3;
23393 @end smallexample
23394 In the absence of any pragmas, an attempt to bind this program produces
23395 the following diagnostics:
23396 @smallexample
23397 @group
23398 @iftex
23399 @leftskip=.5cm
23400 @end iftex
23401 error: elaboration circularity detected
23402 info:    "pack1 (body)" must be elaborated before "pack1 (body)"
23403 info:       reason: Elaborate_All probably needed in unit "pack1 (body)"
23404 info:       recompile "pack1 (body)" with -gnatwl for full details
23405 info:          "pack1 (body)"
23406 info:             must be elaborated along with its spec:
23407 info:          "pack1 (spec)"
23408 info:             which is withed by:
23409 info:          "pack2 (body)"
23410 info:             which must be elaborated along with its spec:
23411 info:          "pack2 (spec)"
23412 info:             which is withed by:
23413 info:          "pack1 (body)"
23414 @end group
23415 @end smallexample
23416 The sources of the circularity are the two calls to @code{Pack2.Pure} and
23417 @code{Pack2.F2} in the body of @code{Pack1}. We can see that the call to
23418 F2 is safe, even though F2 calls F1, because the call appears after the
23419 elaboration of the body of F1. Therefore the pragma (1) is safe, and will
23420 remove the warning on the call. It is also possible to use pragma (2)
23421 because there are no other potentially unsafe calls in the block.
23422
23423 @noindent
23424 The call to @code{Pure} is safe because this function does not depend on the
23425 state of @code{Pack2}. Therefore any call to this function is safe, and it
23426 is correct to place pragma (3) in the corresponding package spec.
23427
23428 @noindent
23429 Finally, we could place pragma (4) in the spec of @code{Pack2} to disable
23430 warnings on all calls to functions declared therein. Note that this is not
23431 necessarily safe, and requires more detailed examination of the subprogram
23432 bodies involved. In particular, a call to @code{F2} requires that @code{F1}
23433 be already elaborated.
23434 @end table
23435
23436 @noindent
23437 It is hard to generalize on which of these four approaches should be
23438 taken. Obviously if it is possible to fix the program so that the default
23439 treatment works, this is preferable, but this may not always be practical.
23440 It is certainly simple enough to use
23441 @option{-gnatE}
23442 but the danger in this case is that, even if the GNAT binder
23443 finds a correct elaboration order, it may not always do so,
23444 and certainly a binder from another Ada compiler might not. A
23445 combination of testing and analysis (for which the warnings generated
23446 with the
23447 @option{-gnatwl}
23448 switch can be useful) must be used to ensure that the program is free
23449 of errors. One switch that is useful in this testing is the
23450 @option{^-p (pessimistic elaboration order)^/PESSIMISTIC_ELABORATION_ORDER^}
23451 switch for
23452 @code{gnatbind}.
23453 Normally the binder tries to find an order that has the best chance of
23454 of avoiding elaboration problems. With this switch, the binder
23455 plays a devil's advocate role, and tries to choose the order that
23456 has the best chance of failing. If your program works even with this
23457 switch, then it has a better chance of being error free, but this is still
23458 not a guarantee.
23459
23460 For an example of this approach in action, consider the C-tests (executable
23461 tests) from the ACVC suite. If these are compiled and run with the default
23462 treatment, then all but one of them succeed without generating any error
23463 diagnostics from the binder. However, there is one test that fails, and
23464 this is not surprising, because the whole point of this test is to ensure
23465 that the compiler can handle cases where it is impossible to determine
23466 a correct order statically, and it checks that an exception is indeed
23467 raised at run time.
23468
23469 This one test must be compiled and run using the
23470 @option{-gnatE}
23471 switch, and then it passes. Alternatively, the entire suite can
23472 be run using this switch. It is never wrong to run with the dynamic
23473 elaboration switch if your code is correct, and we assume that the
23474 C-tests are indeed correct (it is less efficient, but efficiency is
23475 not a factor in running the ACVC tests.)
23476
23477 @node Elaboration for Access-to-Subprogram Values
23478 @section Elaboration for Access-to-Subprogram Values
23479 @cindex Access-to-subprogram
23480
23481 @noindent
23482 The introduction of access-to-subprogram types in Ada 95 complicates
23483 the handling of elaboration. The trouble is that it becomes
23484 impossible to tell at compile time which procedure
23485 is being called. This means that it is not possible for the binder
23486 to analyze the elaboration requirements in this case.
23487
23488 If at the point at which the access value is created
23489 (i.e., the evaluation of @code{P'Access} for a subprogram @code{P}),
23490 the body of the subprogram is
23491 known to have been elaborated, then the access value is safe, and its use
23492 does not require a check. This may be achieved by appropriate arrangement
23493 of the order of declarations if the subprogram is in the current unit,
23494 or, if the subprogram is in another unit, by using pragma
23495 @code{Pure}, @code{Preelaborate}, or @code{Elaborate_Body}
23496 on the referenced unit.
23497
23498 If the referenced body is not known to have been elaborated at the point
23499 the access value is created, then any use of the access value must do a
23500 dynamic check, and this dynamic check will fail and raise a
23501 @code{Program_Error} exception if the body has not been elaborated yet.
23502 GNAT will generate the necessary checks, and in addition, if the
23503 @option{-gnatwl}
23504 switch is set, will generate warnings that such checks are required.
23505
23506 The use of dynamic dispatching for tagged types similarly generates
23507 a requirement for dynamic checks, and premature calls to any primitive
23508 operation of a tagged type before the body of the operation has been
23509 elaborated, will result in the raising of @code{Program_Error}.
23510
23511 @node Summary of Procedures for Elaboration Control
23512 @section Summary of Procedures for Elaboration Control
23513 @cindex Elaboration control
23514
23515 @noindent
23516 First, compile your program with the default options, using none of
23517 the special elaboration control switches. If the binder successfully
23518 binds your program, then you can be confident that, apart from issues
23519 raised by the use of access-to-subprogram types and dynamic dispatching,
23520 the program is free of elaboration errors. If it is important that the
23521 program be portable, then use the
23522 @option{-gnatwl}
23523 switch to generate warnings about missing @code{Elaborate_All}
23524 pragmas, and supply the missing pragmas.
23525
23526 If the program fails to bind using the default static elaboration
23527 handling, then you can fix the program to eliminate the binder
23528 message, or recompile the entire program with the
23529 @option{-gnatE} switch to generate dynamic elaboration checks,
23530 and, if you are sure there really are no elaboration problems,
23531 use a global pragma @code{Suppress (Elaboration_Check)}.
23532
23533 @node Other Elaboration Order Considerations
23534 @section Other Elaboration Order Considerations
23535 @noindent
23536 This section has been entirely concerned with the issue of finding a valid
23537 elaboration order, as defined by the Ada Reference Manual. In a case
23538 where several elaboration orders are valid, the task is to find one
23539 of the possible valid elaboration orders (and the static model in GNAT
23540 will ensure that this is achieved).
23541
23542 The purpose of the elaboration rules in the Ada Reference Manual is to
23543 make sure that no entity is accessed before it has been elaborated. For
23544 a subprogram, this means that the spec and body must have been elaborated
23545 before the subprogram is called. For an object, this means that the object
23546 must have been elaborated before its value is read or written. A violation
23547 of either of these two requirements is an access before elaboration order,
23548 and this section has been all about avoiding such errors.
23549
23550 In the case where more than one order of elaboration is possible, in the
23551 sense that access before elaboration errors are avoided, then any one of
23552 the orders is ``correct'' in the sense that it meets the requirements of
23553 the Ada Reference Manual, and no such error occurs.
23554
23555 However, it may be the case for a given program, that there are
23556 constraints on the order of elaboration that come not from consideration
23557 of avoiding elaboration errors, but rather from extra-lingual logic
23558 requirements. Consider this example:
23559
23560 @smallexample @c ada
23561 with Init_Constants;
23562 package Constants is
23563    X : Integer := 0;
23564    Y : Integer := 0;
23565 end Constants;
23566
23567 package Init_Constants is
23568    procedure P; -- require a body
23569 end Init_Constants;
23570
23571 with Constants;
23572 package body Init_Constants is
23573    procedure P is begin null; end;
23574 begin
23575    Constants.X := 3;
23576    Constants.Y := 4;
23577 end Init_Constants;
23578
23579 with Constants;
23580 package Calc is
23581    Z : Integer := Constants.X + Constants.Y;
23582 end Calc;
23583
23584 with Calc;
23585 with Text_IO; use Text_IO;
23586 procedure Main is
23587 begin
23588    Put_Line (Calc.Z'Img);
23589 end Main;
23590 @end smallexample
23591
23592 @noindent
23593 In this example, there is more than one valid order of elaboration. For
23594 example both the following are correct orders:
23595
23596 @smallexample
23597 Init_Constants spec
23598 Constants spec
23599 Calc spec
23600 Init_Constants body
23601 Main body
23602
23603   and
23604
23605 Init_Constants spec
23606 Init_Constants body
23607 Constants spec
23608 Calc spec
23609 Main body
23610 @end smallexample
23611
23612 @noindent
23613 There is no language rule to prefer one or the other, both are correct
23614 from an order of elaboration point of view. But the programmatic effects
23615 of the two orders are very different. In the first, the elaboration routine
23616 of @code{Calc} initializes @code{Z} to zero, and then the main program
23617 runs with this value of zero. But in the second order, the elaboration
23618 routine of @code{Calc} runs after the body of Init_Constants has set
23619 @code{X} and @code{Y} and thus @code{Z} is set to 7 before @code{Main}
23620 runs.
23621
23622 One could perhaps by applying pretty clever non-artificial intelligence
23623 to the situation guess that it is more likely that the second order of
23624 elaboration is the one desired, but there is no formal linguistic reason
23625 to prefer one over the other. In fact in this particular case, GNAT will
23626 prefer the second order, because of the rule that bodies are elaborated
23627 as soon as possible, but it's just luck that this is what was wanted
23628 (if indeed the second order was preferred).
23629
23630 If the program cares about the order of elaboration routines in a case like
23631 this, it is important to specify the order required. In this particular
23632 case, that could have been achieved by adding to the spec of Calc:
23633
23634 @smallexample @c ada
23635 pragma Elaborate_All (Constants);
23636 @end smallexample
23637
23638 @noindent
23639 which requires that the body (if any) and spec of @code{Constants},
23640 as well as the body and spec of any unit @code{with}'ed by
23641 @code{Constants} be elaborated before @code{Calc} is elaborated.
23642
23643 Clearly no automatic method can always guess which alternative you require,
23644 and if you are working with legacy code that had constraints of this kind
23645 which were not properly specified by adding @code{Elaborate} or
23646 @code{Elaborate_All} pragmas, then indeed it is possible that two different
23647 compilers can choose different orders.
23648
23649 The @code{gnatbind}
23650 @option{^-p^/PESSIMISTIC_ELABORATION^} switch may be useful in smoking
23651 out problems. This switch causes bodies to be elaborated as late as possible
23652 instead of as early as possible. In the example above, it would have forced
23653 the choice of the first elaboration order. If you get different results
23654 when using this switch, and particularly if one set of results is right,
23655 and one is wrong as far as you are concerned, it shows that you have some
23656 missing @code{Elaborate} pragmas. For the example above, we have the
23657 following output:
23658
23659 @smallexample
23660 gnatmake -f -q main
23661 main
23662  7
23663 gnatmake -f -q main -bargs -p
23664 main
23665  0
23666 @end smallexample
23667
23668 @noindent
23669 It is of course quite unlikely that both these results are correct, so
23670 it is up to you in a case like this to investigate the source of the
23671 difference, by looking at the two elaboration orders that are chosen,
23672 and figuring out which is correct, and then adding the necessary
23673 @code{Elaborate_All} pragmas to ensure the desired order.
23674
23675
23676 @node Inline Assembler
23677 @appendix Inline Assembler
23678
23679 @noindent
23680 If you need to write low-level software that interacts directly
23681 with the hardware, Ada provides two ways to incorporate assembly
23682 language code into your program.  First, you can import and invoke
23683 external routines written in assembly language, an Ada feature fully
23684 supported by GNAT.  However, for small sections of code it may be simpler
23685 or more efficient to include assembly language statements directly
23686 in your Ada source program, using the facilities of the implementation-defined
23687 package @code{System.Machine_Code}, which incorporates the gcc
23688 Inline Assembler.  The Inline Assembler approach offers a number of advantages,
23689 including the following:
23690
23691 @itemize @bullet
23692 @item No need to use non-Ada tools
23693 @item Consistent interface over different targets
23694 @item Automatic usage of the proper calling conventions
23695 @item Access to Ada constants and variables
23696 @item Definition of intrinsic routines
23697 @item Possibility of inlining a subprogram comprising assembler code
23698 @item Code optimizer can take Inline Assembler code into account
23699 @end itemize
23700
23701 This chapter presents a series of examples to show you how to use
23702 the Inline Assembler.  Although it focuses on the Intel x86,
23703 the general approach applies also to other processors.
23704 It is assumed that you are familiar with Ada
23705 and with assembly language programming.
23706
23707 @menu
23708 * Basic Assembler Syntax::
23709 * A Simple Example of Inline Assembler::
23710 * Output Variables in Inline Assembler::
23711 * Input Variables in Inline Assembler::
23712 * Inlining Inline Assembler Code::
23713 * Other Asm Functionality::
23714 * A Complete Example::
23715 @end menu
23716
23717 @c ---------------------------------------------------------------------------
23718 @node Basic Assembler Syntax
23719 @section Basic Assembler Syntax
23720
23721 @noindent
23722 The assembler used by GNAT and gcc is based not on the Intel assembly
23723 language, but rather on a language that descends from the AT&T Unix
23724 assembler @emph{as} (and which is often referred to as ``AT&T syntax'').
23725 The following table summarizes the main features of @emph{as} syntax
23726 and points out the differences from the Intel conventions.
23727 See the gcc @emph{as} and @emph{gas} (an @emph{as} macro
23728 pre-processor) documentation for further information.
23729
23730 @table @asis
23731 @item Register names
23732 gcc / @emph{as}: Prefix with ``%''; for example @code{%eax}
23733 @*
23734 Intel: No extra punctuation; for example @code{eax}
23735
23736 @item Immediate operand
23737 gcc / @emph{as}: Prefix with ``$''; for example @code{$4}
23738 @*
23739 Intel: No extra punctuation; for example @code{4}
23740
23741 @item Address
23742 gcc / @emph{as}: Prefix with ``$''; for example @code{$loc}
23743 @*
23744 Intel: No extra punctuation; for example @code{loc}
23745
23746 @item Memory contents
23747 gcc / @emph{as}: No extra punctuation; for example @code{loc}
23748 @*
23749 Intel: Square brackets; for example @code{[loc]}
23750
23751 @item Register contents
23752 gcc / @emph{as}: Parentheses; for example @code{(%eax)}
23753 @*
23754 Intel: Square brackets; for example @code{[eax]}
23755
23756 @item Hexadecimal numbers
23757 gcc / @emph{as}: Leading ``0x'' (C language syntax); for example @code{0xA0}
23758 @*
23759 Intel: Trailing ``h''; for example @code{A0h}
23760
23761 @item Operand size
23762 gcc / @emph{as}: Explicit in op code; for example @code{movw} to move
23763 a 16-bit word
23764 @*
23765 Intel: Implicit, deduced by assembler; for example @code{mov}
23766
23767 @item Instruction repetition
23768 gcc / @emph{as}: Split into two lines; for example
23769 @*
23770 @code{rep}
23771 @*
23772 @code{stosl}
23773 @*
23774 Intel: Keep on one line; for example @code{rep stosl}
23775
23776 @item Order of operands
23777 gcc / @emph{as}: Source first; for example @code{movw $4, %eax}
23778 @*
23779 Intel: Destination first; for example @code{mov eax, 4}
23780 @end table
23781
23782 @c ---------------------------------------------------------------------------
23783 @node A Simple Example of Inline Assembler
23784 @section A Simple Example of Inline Assembler
23785
23786 @noindent
23787 The following example will generate a single assembly language statement,
23788 @code{nop}, which does nothing.  Despite its lack of run-time effect,
23789 the example will be useful in illustrating the basics of
23790 the Inline Assembler facility.
23791
23792 @smallexample @c ada
23793 @group
23794 with System.Machine_Code; use System.Machine_Code;
23795 procedure Nothing is
23796 begin
23797    Asm ("nop");
23798 end Nothing;
23799 @end group
23800 @end smallexample
23801
23802 @code{Asm} is a procedure declared in package @code{System.Machine_Code};
23803 here it takes one parameter, a @emph{template string} that must be a static
23804 expression and that will form the generated instruction.
23805 @code{Asm} may be regarded as a compile-time procedure that parses
23806 the template string and additional parameters (none here),
23807 from which it generates a sequence of assembly language instructions.
23808
23809 The examples in this chapter will illustrate several of the forms
23810 for invoking @code{Asm}; a complete specification of the syntax
23811 is found in the @cite{GNAT Reference Manual}.
23812
23813 Under the standard GNAT conventions, the @code{Nothing} procedure
23814 should be in a file named @file{nothing.adb}.
23815 You can build the executable in the usual way:
23816 @smallexample
23817 gnatmake nothing
23818 @end smallexample
23819 However, the interesting aspect of this example is not its run-time behavior
23820 but rather the generated assembly code.
23821 To see this output, invoke the compiler as follows:
23822 @smallexample
23823    gcc -c -S -fomit-frame-pointer -gnatp @file{nothing.adb}
23824 @end smallexample
23825 where the options are:
23826
23827 @table @code
23828 @item -c
23829 compile only (no bind or link)
23830 @item -S
23831 generate assembler listing
23832 @item -fomit-frame-pointer
23833 do not set up separate stack frames
23834 @item -gnatp
23835 do not add runtime checks
23836 @end table
23837
23838 This gives a human-readable assembler version of the code. The resulting
23839 file will have the same name as the Ada source file, but with a @code{.s}
23840 extension. In our example, the file @file{nothing.s} has the following
23841 contents:
23842
23843 @smallexample
23844 @group
23845 .file "nothing.adb"
23846 gcc2_compiled.:
23847 ___gnu_compiled_ada:
23848 .text
23849    .align 4
23850 .globl __ada_nothing
23851 __ada_nothing:
23852 #APP
23853    nop
23854 #NO_APP
23855    jmp L1
23856    .align 2,0x90
23857 L1:
23858    ret
23859 @end group
23860 @end smallexample
23861
23862 The assembly code you included is clearly indicated by
23863 the compiler, between the @code{#APP} and @code{#NO_APP}
23864 delimiters. The character before the 'APP' and 'NOAPP'
23865 can differ on different targets. For example, GNU/Linux uses '#APP' while
23866 on NT you will see '/APP'.
23867
23868 If you make a mistake in your assembler code (such as using the
23869 wrong size modifier, or using a wrong operand for the instruction) GNAT
23870 will report this error in a temporary file, which will be deleted when
23871 the compilation is finished.  Generating an assembler file will help
23872 in such cases, since you can assemble this file separately using the
23873 @emph{as} assembler that comes with gcc.
23874
23875 Assembling the file using the command
23876
23877 @smallexample
23878 as @file{nothing.s}
23879 @end smallexample
23880 @noindent
23881 will give you error messages whose lines correspond to the assembler
23882 input file, so you can easily find and correct any mistakes you made.
23883 If there are no errors, @emph{as} will generate an object file
23884 @file{nothing.out}.
23885
23886 @c ---------------------------------------------------------------------------
23887 @node Output Variables in Inline Assembler
23888 @section Output Variables in Inline Assembler
23889
23890 @noindent
23891 The examples in this section, showing how to access the processor flags,
23892 illustrate how to specify the destination operands for assembly language
23893 statements.
23894
23895 @smallexample @c ada
23896 @group
23897 with Interfaces; use Interfaces;
23898 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
23899 with System.Machine_Code; use System.Machine_Code;
23900 procedure Get_Flags is
23901    Flags : Unsigned_32;
23902    use ASCII;
23903 begin
23904    Asm ("pushfl"          & LF & HT & -- push flags on stack
23905         "popl %%eax"      & LF & HT & -- load eax with flags
23906         "movl %%eax, %0",             -- store flags in variable
23907         Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Flags));
23908    Put_Line ("Flags register:" & Flags'Img);
23909 end Get_Flags;
23910 @end group
23911 @end smallexample
23912
23913 In order to have a nicely aligned assembly listing, we have separated
23914 multiple assembler statements in the Asm template string with linefeed
23915 (ASCII.LF) and horizontal tab (ASCII.HT) characters.
23916 The resulting section of the assembly output file is:
23917
23918 @smallexample
23919 @group
23920 #APP
23921    pushfl
23922    popl %eax
23923    movl %eax, -40(%ebp)
23924 #NO_APP
23925 @end group
23926 @end smallexample
23927
23928 It would have been legal to write the Asm invocation as:
23929
23930 @smallexample
23931 Asm ("pushfl popl %%eax movl %%eax, %0")
23932 @end smallexample
23933
23934 but in the generated assembler file, this would come out as:
23935
23936 @smallexample
23937 #APP
23938    pushfl popl %eax movl %eax, -40(%ebp)
23939 #NO_APP
23940 @end smallexample
23941
23942 which is not so convenient for the human reader.
23943
23944 We use Ada comments
23945 at the end of each line to explain what the assembler instructions
23946 actually do.  This is a useful convention.
23947
23948 When writing Inline Assembler instructions, you need to precede each register
23949 and variable name with a percent sign.  Since the assembler already requires
23950 a percent sign at the beginning of a register name, you need two consecutive
23951 percent signs for such names in the Asm template string, thus @code{%%eax}.
23952 In the generated assembly code, one of the percent signs will be stripped off.
23953
23954 Names such as @code{%0}, @code{%1}, @code{%2}, etc., denote input or output
23955 variables: operands you later define using @code{Input} or @code{Output}
23956 parameters to @code{Asm}.
23957 An output variable is illustrated in
23958 the third statement in the Asm template string:
23959 @smallexample
23960 movl %%eax, %0
23961 @end smallexample
23962 The intent is to store the contents of the eax register in a variable that can
23963 be accessed in Ada.  Simply writing @code{movl %%eax, Flags} would not
23964 necessarily work, since the compiler might optimize by using a register
23965 to hold Flags, and the expansion of the @code{movl} instruction would not be
23966 aware of this optimization.  The solution is not to store the result directly
23967 but rather to advise the compiler to choose the correct operand form;
23968 that is the purpose of the @code{%0} output variable.
23969
23970 Information about the output variable is supplied in the @code{Outputs}
23971 parameter to @code{Asm}:
23972 @smallexample
23973 Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Flags));
23974 @end smallexample
23975
23976 The output is defined by the @code{Asm_Output} attribute of the target type;
23977 the general format is
23978 @smallexample
23979 Type'Asm_Output (constraint_string, variable_name)
23980 @end smallexample
23981
23982 The constraint string directs the compiler how
23983 to store/access the associated variable.  In the example
23984 @smallexample
23985 Unsigned_32'Asm_Output ("=m", Flags);
23986 @end smallexample
23987 the @code{"m"} (memory) constraint tells the compiler that the variable
23988 @code{Flags} should be stored in a memory variable, thus preventing
23989 the optimizer from keeping it in a register.  In contrast,
23990 @smallexample
23991 Unsigned_32'Asm_Output ("=r", Flags);
23992 @end smallexample
23993 uses the @code{"r"} (register) constraint, telling the compiler to
23994 store the variable in a register.
23995
23996 If the constraint is preceded by the equal character (@strong{=}), it tells
23997 the compiler that the variable will be used to store data into it.
23998
23999 In the @code{Get_Flags} example, we used the @code{"g"} (global) constraint,
24000 allowing the optimizer to choose whatever it deems best.
24001
24002 There are a fairly large number of constraints, but the ones that are
24003 most useful (for the Intel x86 processor) are the following:
24004
24005 @table @code
24006 @item =
24007 output constraint
24008 @item g
24009 global (i.e. can be stored anywhere)
24010 @item m
24011 in memory
24012 @item I
24013 a constant
24014 @item a
24015 use eax
24016 @item b
24017 use ebx
24018 @item c
24019 use ecx
24020 @item d
24021 use edx
24022 @item S
24023 use esi
24024 @item D
24025 use edi
24026 @item r
24027 use one of eax, ebx, ecx or edx
24028 @item q
24029 use one of eax, ebx, ecx, edx, esi or edi
24030 @end table
24031
24032 The full set of constraints is described in the gcc and @emph{as}
24033 documentation; note that it is possible to combine certain constraints
24034 in one constraint string.
24035
24036 You specify the association of an output variable with an assembler operand
24037 through the @code{%}@emph{n} notation, where @emph{n} is a non-negative
24038 integer.  Thus in
24039 @smallexample @c ada
24040 @group
24041 Asm ("pushfl"          & LF & HT & -- push flags on stack
24042      "popl %%eax"      & LF & HT & -- load eax with flags
24043      "movl %%eax, %0",             -- store flags in variable
24044      Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Flags));
24045 @end group
24046 @end smallexample
24047 @noindent
24048 @code{%0} will be replaced in the expanded code by the appropriate operand,
24049 whatever
24050 the compiler decided for the @code{Flags} variable.
24051
24052 In general, you may have any number of output variables:
24053 @itemize @bullet
24054 @item
24055 Count the operands starting at 0; thus @code{%0}, @code{%1}, etc.
24056 @item
24057 Specify the @code{Outputs} parameter as a parenthesized comma-separated list
24058 of @code{Asm_Output} attributes
24059 @end itemize
24060
24061 For example:
24062 @smallexample @c ada
24063 @group
24064 Asm ("movl %%eax, %0" & LF & HT &
24065      "movl %%ebx, %1" & LF & HT &
24066      "movl %%ecx, %2",
24067      Outputs => (Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Var_A),   --  %0 = Var_A
24068                  Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Var_B),   --  %1 = Var_B
24069                  Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Var_C))); --  %2 = Var_C
24070 @end group
24071 @end smallexample
24072 @noindent
24073 where @code{Var_A}, @code{Var_B}, and @code{Var_C} are variables
24074 in the Ada program.
24075
24076 As a variation on the @code{Get_Flags} example, we can use the constraints
24077 string to direct the compiler to store the eax register into the @code{Flags}
24078 variable, instead of including the store instruction explicitly in the
24079 @code{Asm} template string:
24080
24081 @smallexample @c ada
24082 @group
24083 with Interfaces; use Interfaces;
24084 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
24085 with System.Machine_Code; use System.Machine_Code;
24086 procedure Get_Flags_2 is
24087    Flags : Unsigned_32;
24088    use ASCII;
24089 begin
24090    Asm ("pushfl"      & LF & HT & -- push flags on stack
24091         "popl %%eax",             -- save flags in eax
24092         Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=a", Flags));
24093    Put_Line ("Flags register:" & Flags'Img);
24094 end Get_Flags_2;
24095 @end group
24096 @end smallexample
24097
24098 @noindent
24099 The @code{"a"} constraint tells the compiler that the @code{Flags}
24100 variable will come from the eax register. Here is the resulting code:
24101
24102 @smallexample
24103 @group
24104 #APP
24105    pushfl
24106    popl %eax
24107 #NO_APP
24108    movl %eax,-40(%ebp)
24109 @end group
24110 @end smallexample
24111
24112 @noindent
24113 The compiler generated the store of eax into Flags after
24114 expanding the assembler code.
24115
24116 Actually, there was no need to pop the flags into the eax register;
24117 more simply, we could just pop the flags directly into the program variable:
24118
24119 @smallexample @c ada
24120 @group
24121 with Interfaces; use Interfaces;
24122 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
24123 with System.Machine_Code; use System.Machine_Code;
24124 procedure Get_Flags_3 is
24125    Flags : Unsigned_32;
24126    use ASCII;
24127 begin
24128    Asm ("pushfl"  & LF & HT & -- push flags on stack
24129         "pop %0",             -- save flags in Flags
24130         Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Flags));
24131    Put_Line ("Flags register:" & Flags'Img);
24132 end Get_Flags_3;
24133 @end group
24134 @end smallexample
24135
24136 @c ---------------------------------------------------------------------------
24137 @node Input Variables in Inline Assembler
24138 @section Input Variables in Inline Assembler
24139
24140 @noindent
24141 The example in this section illustrates how to specify the source operands
24142 for assembly language statements.
24143 The program simply increments its input value by 1:
24144
24145 @smallexample @c ada
24146 @group
24147 with Interfaces; use Interfaces;
24148 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
24149 with System.Machine_Code; use System.Machine_Code;
24150 procedure Increment is
24151
24152    function Incr (Value : Unsigned_32) return Unsigned_32 is
24153       Result : Unsigned_32;
24154    begin
24155       Asm ("incl %0",
24156            Inputs  => Unsigned_32'Asm_Input ("a", Value),
24157            Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=a", Result));
24158       return Result;
24159    end Incr;
24160
24161    Value : Unsigned_32;
24162
24163 begin
24164    Value := 5;
24165    Put_Line ("Value before is" & Value'Img);
24166    Value := Incr (Value);
24167    Put_Line ("Value after is" & Value'Img);
24168 end Increment;
24169 @end group
24170 @end smallexample
24171
24172 The @code{Outputs} parameter to @code{Asm} specifies
24173 that the result will be in the eax register and that it is to be stored
24174 in the @code{Result} variable.
24175
24176 The @code{Inputs} parameter looks much like the @code{Outputs} parameter,
24177 but with an @code{Asm_Input} attribute.
24178 The @code{"="} constraint, indicating an output value, is not present.
24179
24180 You can have multiple input variables, in the same way that you can have more
24181 than one output variable.
24182
24183 The parameter count (%0, %1) etc, now starts at the first input
24184 statement, and continues with the output statements.
24185 When both parameters use the same variable, the
24186 compiler will treat them as the same %n operand, which is the case here.
24187
24188 Just as the @code{Outputs} parameter causes the register to be stored into the
24189 target variable after execution of the assembler statements, so does the
24190 @code{Inputs} parameter cause its variable to be loaded into the register
24191 before execution of the assembler statements.
24192
24193 Thus the effect of the @code{Asm} invocation is:
24194 @enumerate
24195 @item load the 32-bit value of @code{Value} into eax
24196 @item execute the @code{incl %eax} instruction
24197 @item store the contents of eax into the @code{Result} variable
24198 @end enumerate
24199
24200 The resulting assembler file (with @option{-O2} optimization) contains:
24201 @smallexample
24202 @group
24203 _increment__incr.1:
24204    subl $4,%esp
24205    movl 8(%esp),%eax
24206 #APP
24207    incl %eax
24208 #NO_APP
24209    movl %eax,%edx
24210    movl %ecx,(%esp)
24211    addl $4,%esp
24212    ret
24213 @end group
24214 @end smallexample
24215
24216 @c ---------------------------------------------------------------------------
24217 @node Inlining Inline Assembler Code
24218 @section Inlining Inline Assembler Code
24219
24220 @noindent
24221 For a short subprogram such as the @code{Incr} function in the previous
24222 section, the overhead of the call and return (creating / deleting the stack
24223 frame) can be significant, compared to the amount of code in the subprogram
24224 body.  A solution is to apply Ada's @code{Inline} pragma to the subprogram,
24225 which directs the compiler to expand invocations of the subprogram at the
24226 point(s) of call, instead of setting up a stack frame for out-of-line calls.
24227 Here is the resulting program:
24228
24229 @smallexample @c ada
24230 @group
24231 with Interfaces; use Interfaces;
24232 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
24233 with System.Machine_Code; use System.Machine_Code;
24234 procedure Increment_2 is
24235
24236    function Incr (Value : Unsigned_32) return Unsigned_32 is
24237       Result : Unsigned_32;
24238    begin
24239       Asm ("incl %0",
24240            Inputs  => Unsigned_32'Asm_Input ("a", Value),
24241            Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=a", Result));
24242       return Result;
24243    end Incr;
24244    pragma Inline (Increment);
24245
24246    Value : Unsigned_32;
24247
24248 begin
24249    Value := 5;
24250    Put_Line ("Value before is" & Value'Img);
24251    Value := Increment (Value);
24252    Put_Line ("Value after is" & Value'Img);
24253 end Increment_2;
24254 @end group
24255 @end smallexample
24256
24257 Compile the program with both optimization (@option{-O2}) and inlining
24258 enabled (@option{-gnatpn} instead of @option{-gnatp}).
24259
24260 The @code{Incr} function is still compiled as usual, but at the
24261 point in @code{Increment} where our function used to be called:
24262
24263 @smallexample
24264 @group
24265 pushl %edi
24266 call _increment__incr.1
24267 @end group
24268 @end smallexample
24269
24270 @noindent
24271 the code for the function body directly appears:
24272
24273 @smallexample
24274 @group
24275 movl %esi,%eax
24276 #APP
24277    incl %eax
24278 #NO_APP
24279    movl %eax,%edx
24280 @end group
24281 @end smallexample
24282
24283 @noindent
24284 thus saving the overhead of stack frame setup and an out-of-line call.
24285
24286 @c ---------------------------------------------------------------------------
24287 @node Other Asm Functionality
24288 @section Other @code{Asm} Functionality
24289
24290 @noindent
24291 This section describes two important parameters to the @code{Asm}
24292 procedure: @code{Clobber}, which identifies register usage;
24293 and @code{Volatile}, which inhibits unwanted optimizations.
24294
24295 @menu
24296 * The Clobber Parameter::
24297 * The Volatile Parameter::
24298 @end menu
24299
24300 @c ---------------------------------------------------------------------------
24301 @node The Clobber Parameter
24302 @subsection The @code{Clobber} Parameter
24303
24304 @noindent
24305 One of the dangers of intermixing assembly language and a compiled language
24306 such as Ada is that the compiler needs to be aware of which registers are
24307 being used by the assembly code.  In some cases, such as the earlier examples,
24308 the constraint string is sufficient to indicate register usage (e.g.,
24309 @code{"a"} for
24310 the eax register).  But more generally, the compiler needs an explicit
24311 identification of the registers that are used by the Inline Assembly
24312 statements.
24313
24314 Using a register that the compiler doesn't know about
24315 could be a side effect of an instruction (like @code{mull}
24316 storing its result in both eax and edx).
24317 It can also arise from explicit register usage in your
24318 assembly code; for example:
24319 @smallexample
24320 @group
24321 Asm ("movl %0, %%ebx" & LF & HT &
24322      "movl %%ebx, %1",
24323      Inputs  => Unsigned_32'Asm_Input  ("g", Var_In),
24324      Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Var_Out));
24325 @end group
24326 @end smallexample
24327 @noindent
24328 where the compiler (since it does not analyze the @code{Asm} template string)
24329 does not know you are using the ebx register.
24330
24331 In such cases you need to supply the @code{Clobber} parameter to @code{Asm},
24332 to identify the registers that will be used by your assembly code:
24333
24334 @smallexample
24335 @group
24336 Asm ("movl %0, %%ebx" & LF & HT &
24337      "movl %%ebx, %1",
24338      Inputs  => Unsigned_32'Asm_Input  ("g", Var_In),
24339      Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Var_Out),
24340      Clobber => "ebx");
24341 @end group
24342 @end smallexample
24343
24344 The Clobber parameter is a static string expression specifying the
24345 register(s) you are using.  Note that register names are @emph{not} prefixed
24346 by a percent sign. Also, if more than one register is used then their names
24347 are separated by commas; e.g., @code{"eax, ebx"}
24348
24349 The @code{Clobber} parameter has several additional uses:
24350 @enumerate
24351 @item Use ``register'' name @code{cc} to indicate that flags might have changed
24352 @item Use ``register'' name @code{memory} if you changed a memory location
24353 @end enumerate
24354
24355 @c ---------------------------------------------------------------------------
24356 @node The Volatile Parameter
24357 @subsection The @code{Volatile} Parameter
24358 @cindex Volatile parameter
24359
24360 @noindent
24361 Compiler optimizations in the presence of Inline Assembler may sometimes have
24362 unwanted effects.  For example, when an @code{Asm} invocation with an input
24363 variable is inside a loop, the compiler might move the loading of the input
24364 variable outside the loop, regarding it as a one-time initialization.
24365
24366 If this effect is not desired, you can disable such optimizations by setting
24367 the @code{Volatile} parameter to @code{True}; for example:
24368
24369 @smallexample @c ada
24370 @group
24371 Asm ("movl %0, %%ebx" & LF & HT &
24372      "movl %%ebx, %1",
24373      Inputs   => Unsigned_32'Asm_Input  ("g", Var_In),
24374      Outputs  => Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Var_Out),
24375      Clobber  => "ebx",
24376      Volatile => True);
24377 @end group
24378 @end smallexample
24379
24380 By default, @code{Volatile} is set to @code{False} unless there is no
24381 @code{Outputs} parameter.
24382
24383 Although setting @code{Volatile} to @code{True} prevents unwanted
24384 optimizations, it will also disable other optimizations that might be
24385 important for efficiency. In general, you should set @code{Volatile}
24386 to @code{True} only if the compiler's optimizations have created
24387 problems.
24388
24389 @c ---------------------------------------------------------------------------
24390 @node A Complete Example
24391 @section A Complete Example
24392
24393 @noindent
24394 This section contains a complete program illustrating a realistic usage
24395 of GNAT's Inline Assembler capabilities.  It comprises a main procedure
24396 @code{Check_CPU} and a package @code{Intel_CPU}.
24397 The package declares a collection of functions that detect the properties
24398 of the 32-bit x86 processor that is running the program.
24399 The main procedure invokes these functions and displays the information.
24400
24401 The Intel_CPU package could be enhanced by adding functions to
24402 detect the type of x386 co-processor, the processor caching options and
24403 special operations such as the SIMD extensions.
24404
24405 Although the Intel_CPU package has been written for 32-bit Intel
24406 compatible CPUs, it is OS neutral. It has been tested on DOS,
24407 Windows/NT and GNU/Linux.
24408
24409 @menu
24410 * Check_CPU Procedure::
24411 * Intel_CPU Package Specification::
24412 * Intel_CPU Package Body::
24413 @end menu
24414
24415 @c ---------------------------------------------------------------------------
24416 @node Check_CPU Procedure
24417 @subsection @code{Check_CPU} Procedure
24418 @cindex Check_CPU procedure
24419
24420 @smallexample @c adanocomment
24421 ---------------------------------------------------------------------
24422 --                                                                 --
24423 --  Uses the Intel_CPU package to identify the CPU the program is  --
24424 --  running on, and some of the features it supports.              --
24425 --                                                                 --
24426 ---------------------------------------------------------------------
24427
24428 with Intel_CPU;                     --  Intel CPU detection functions
24429 with Ada.Text_IO;                   --  Standard text I/O
24430 with Ada.Command_Line;              --  To set the exit status
24431
24432 procedure Check_CPU is
24433
24434    Type_Found : Boolean := False;
24435    --  Flag to indicate that processor was identified
24436
24437    Features   : Intel_CPU.Processor_Features;
24438    --  The processor features
24439
24440    Signature  : Intel_CPU.Processor_Signature;
24441    --  The processor type signature
24442
24443 begin
24444
24445    -----------------------------------
24446    --  Display the program banner.  --
24447    -----------------------------------
24448
24449    Ada.Text_IO.Put_Line (Ada.Command_Line.Command_Name &
24450                          ": check Intel CPU version and features, v1.0");
24451    Ada.Text_IO.Put_Line ("distribute freely, but no warranty whatsoever");
24452    Ada.Text_IO.New_Line;
24453
24454    -----------------------------------------------------------------------
24455    --  We can safely start with the assumption that we are on at least  --
24456    --  a x386 processor. If the CPUID instruction is present, then we   --
24457    --  have a later processor type.                                     --
24458    -----------------------------------------------------------------------
24459
24460    if Intel_CPU.Has_CPUID = False then
24461
24462       --  No CPUID instruction, so we assume this is indeed a x386
24463       --  processor. We can still check if it has a FP co-processor.
24464       if Intel_CPU.Has_FPU then
24465          Ada.Text_IO.Put_Line
24466            ("x386-type processor with a FP co-processor");
24467       else
24468          Ada.Text_IO.Put_Line
24469            ("x386-type processor without a FP co-processor");
24470       end if;  --  check for FPU
24471
24472       --  Program done
24473       Ada.Command_Line.Set_Exit_Status (Ada.Command_Line.Success);
24474       return;
24475
24476    end if;  --  check for CPUID
24477
24478    -----------------------------------------------------------------------
24479    --  If CPUID is supported, check if this is a true Intel processor,  --
24480    --  if it is not, display a warning.                                 --
24481    -----------------------------------------------------------------------
24482
24483    if Intel_CPU.Vendor_ID /= Intel_CPU.Intel_Processor then
24484       Ada.Text_IO.Put_Line ("*** This is a Intel compatible processor");
24485       Ada.Text_IO.Put_Line ("*** Some information may be incorrect");
24486    end if;  --  check if Intel
24487
24488    ----------------------------------------------------------------------
24489    --  With the CPUID instruction present, we can assume at least a    --
24490    --  x486 processor. If the CPUID support level is < 1 then we have  --
24491    --  to leave it at that.                                            --
24492    ----------------------------------------------------------------------
24493
24494    if Intel_CPU.CPUID_Level < 1 then
24495
24496       --  Ok, this is a x486 processor. we still can get the Vendor ID
24497       Ada.Text_IO.Put_Line ("x486-type processor");
24498       Ada.Text_IO.Put_Line ("Vendor ID is " & Intel_CPU.Vendor_ID);
24499
24500       --  We can also check if there is a FPU present
24501       if Intel_CPU.Has_FPU then
24502          Ada.Text_IO.Put_Line ("Floating-Point support");
24503       else
24504          Ada.Text_IO.Put_Line ("No Floating-Point support");
24505       end if;  --  check for FPU
24506
24507       --  Program done
24508       Ada.Command_Line.Set_Exit_Status (Ada.Command_Line.Success);
24509       return;
24510
24511    end if;  --  check CPUID level
24512
24513    ---------------------------------------------------------------------
24514    --  With a CPUID level of 1 we can use the processor signature to  --
24515    --  determine it's exact type.                                     --
24516    ---------------------------------------------------------------------
24517
24518    Signature := Intel_CPU.Signature;
24519
24520    ----------------------------------------------------------------------
24521    --  Ok, now we go into a lot of messy comparisons to get the        --
24522    --  processor type. For clarity, no attememt to try to optimize the --
24523    --  comparisons has been made. Note that since Intel_CPU does not   --
24524    --  support getting cache info, we cannot distinguish between P5    --
24525    --  and Celeron types yet.                                          --
24526    ----------------------------------------------------------------------
24527
24528    --  x486SL
24529    if Signature.Processor_Type = 2#00#   and
24530      Signature.Family          = 2#0100# and
24531      Signature.Model           = 2#0100# then
24532       Type_Found := True;
24533       Ada.Text_IO.Put_Line ("x486SL processor");
24534    end if;
24535
24536    --  x486DX2 Write-Back
24537    if Signature.Processor_Type = 2#00#   and
24538      Signature.Family          = 2#0100# and
24539      Signature.Model           = 2#0111# then
24540       Type_Found := True;
24541       Ada.Text_IO.Put_Line ("Write-Back Enhanced x486DX2 processor");
24542    end if;
24543
24544    --  x486DX4
24545    if Signature.Processor_Type = 2#00#   and
24546      Signature.Family          = 2#0100# and
24547      Signature.Model           = 2#1000# then
24548       Type_Found := True;
24549       Ada.Text_IO.Put_Line ("x486DX4 processor");
24550    end if;
24551
24552    --  x486DX4 Overdrive
24553    if Signature.Processor_Type = 2#01#   and
24554      Signature.Family          = 2#0100# and
24555      Signature.Model           = 2#1000# then
24556       Type_Found := True;
24557       Ada.Text_IO.Put_Line ("x486DX4 OverDrive processor");
24558    end if;
24559
24560    --  Pentium (60, 66)
24561    if Signature.Processor_Type = 2#00#   and
24562      Signature.Family          = 2#0101# and
24563      Signature.Model           = 2#0001# then
24564       Type_Found := True;
24565       Ada.Text_IO.Put_Line ("Pentium processor (60, 66)");
24566    end if;
24567
24568    --  Pentium (75, 90, 100, 120, 133, 150, 166, 200)
24569    if Signature.Processor_Type = 2#00#   and
24570      Signature.Family          = 2#0101# and
24571      Signature.Model           = 2#0010# then
24572       Type_Found := True;
24573       Ada.Text_IO.Put_Line
24574         ("Pentium processor (75, 90, 100, 120, 133, 150, 166, 200)");
24575    end if;
24576
24577    --  Pentium OverDrive (60, 66)
24578    if Signature.Processor_Type = 2#01#   and
24579      Signature.Family          = 2#0101# and
24580      Signature.Model           = 2#0001# then
24581       Type_Found := True;
24582       Ada.Text_IO.Put_Line ("Pentium OverDrive processor (60, 66)");
24583    end if;
24584
24585    --  Pentium OverDrive (75, 90, 100, 120, 133, 150, 166, 200)
24586    if Signature.Processor_Type = 2#01#   and
24587      Signature.Family          = 2#0101# and
24588      Signature.Model           = 2#0010# then
24589       Type_Found := True;
24590       Ada.Text_IO.Put_Line
24591         ("Pentium OverDrive cpu (75, 90, 100, 120, 133, 150, 166, 200)");
24592    end if;
24593
24594    --  Pentium OverDrive processor for x486 processor-based systems
24595    if Signature.Processor_Type = 2#01#   and
24596      Signature.Family          = 2#0101# and
24597      Signature.Model           = 2#0011# then
24598       Type_Found := True;
24599       Ada.Text_IO.Put_Line
24600         ("Pentium OverDrive processor for x486 processor-based systems");
24601    end if;
24602
24603    --  Pentium processor with MMX technology (166, 200)
24604    if Signature.Processor_Type = 2#00#   and
24605      Signature.Family          = 2#0101# and
24606      Signature.Model           = 2#0100# then
24607       Type_Found := True;
24608       Ada.Text_IO.Put_Line
24609         ("Pentium processor with MMX technology (166, 200)");
24610    end if;
24611
24612    --  Pentium OverDrive with MMX for Pentium (75, 90, 100, 120, 133)
24613    if Signature.Processor_Type = 2#01#   and
24614      Signature.Family          = 2#0101# and
24615      Signature.Model           = 2#0100# then
24616       Type_Found := True;
24617       Ada.Text_IO.Put_Line
24618         ("Pentium OverDrive processor with MMX " &
24619          "technology for Pentium processor (75, 90, 100, 120, 133)");
24620    end if;
24621
24622    --  Pentium Pro processor
24623    if Signature.Processor_Type = 2#00#   and
24624      Signature.Family          = 2#0110# and
24625      Signature.Model           = 2#0001# then
24626       Type_Found := True;
24627       Ada.Text_IO.Put_Line ("Pentium Pro processor");
24628    end if;
24629
24630    --  Pentium II processor, model 3
24631    if Signature.Processor_Type = 2#00#   and
24632      Signature.Family          = 2#0110# and
24633      Signature.Model           = 2#0011# then
24634       Type_Found := True;
24635       Ada.Text_IO.Put_Line ("Pentium II processor, model 3");
24636    end if;
24637
24638    --  Pentium II processor, model 5 or Celeron processor
24639    if Signature.Processor_Type = 2#00#   and
24640      Signature.Family          = 2#0110# and
24641      Signature.Model           = 2#0101# then
24642       Type_Found := True;
24643       Ada.Text_IO.Put_Line
24644         ("Pentium II processor, model 5 or Celeron processor");
24645    end if;
24646
24647    --  Pentium Pro OverDrive processor
24648    if Signature.Processor_Type = 2#01#   and
24649      Signature.Family          = 2#0110# and
24650      Signature.Model           = 2#0011# then
24651       Type_Found := True;
24652       Ada.Text_IO.Put_Line ("Pentium Pro OverDrive processor");
24653    end if;
24654
24655    --  If no type recognized, we have an unknown. Display what
24656    --  we _do_ know
24657    if Type_Found = False then
24658       Ada.Text_IO.Put_Line ("Unknown processor");
24659    end if;
24660
24661    -----------------------------------------
24662    --  Display processor stepping level.  --
24663    -----------------------------------------
24664
24665    Ada.Text_IO.Put_Line ("Stepping level:" & Signature.Stepping'Img);
24666
24667    ---------------------------------
24668    --  Display vendor ID string.  --
24669    ---------------------------------
24670
24671    Ada.Text_IO.Put_Line ("Vendor ID: " & Intel_CPU.Vendor_ID);
24672
24673    ------------------------------------
24674    --  Get the processors features.  --
24675    ------------------------------------
24676
24677    Features := Intel_CPU.Features;
24678
24679    -----------------------------
24680    --  Check for a FPU unit.  --
24681    -----------------------------
24682
24683    if Features.FPU = True then
24684       Ada.Text_IO.Put_Line ("Floating-Point unit available");
24685    else
24686       Ada.Text_IO.Put_Line ("no Floating-Point unit");
24687    end if;  --  check for FPU
24688
24689    --------------------------------
24690    --  List processor features.  --
24691    --------------------------------
24692
24693    Ada.Text_IO.Put_Line ("Supported features: ");
24694
24695    --  Virtual Mode Extension
24696    if Features.VME = True then
24697       Ada.Text_IO.Put_Line ("    VME    - Virtual Mode Extension");
24698    end if;
24699
24700    --  Debugging Extension
24701    if Features.DE = True then
24702       Ada.Text_IO.Put_Line ("    DE     - Debugging Extension");
24703    end if;
24704
24705    --  Page Size Extension
24706    if Features.PSE = True then
24707       Ada.Text_IO.Put_Line ("    PSE    - Page Size Extension");
24708    end if;
24709
24710    --  Time Stamp Counter
24711    if Features.TSC = True then
24712       Ada.Text_IO.Put_Line ("    TSC    - Time Stamp Counter");
24713    end if;
24714
24715    --  Model Specific Registers
24716    if Features.MSR = True then
24717       Ada.Text_IO.Put_Line ("    MSR    - Model Specific Registers");
24718    end if;
24719
24720    --  Physical Address Extension
24721    if Features.PAE = True then
24722       Ada.Text_IO.Put_Line ("    PAE    - Physical Address Extension");
24723    end if;
24724
24725    --  Machine Check Extension
24726    if Features.MCE = True then
24727       Ada.Text_IO.Put_Line ("    MCE    - Machine Check Extension");
24728    end if;
24729
24730    --  CMPXCHG8 instruction supported
24731    if Features.CX8 = True then
24732       Ada.Text_IO.Put_Line ("    CX8    - CMPXCHG8 instruction");
24733    end if;
24734
24735    --  on-chip APIC hardware support
24736    if Features.APIC = True then
24737       Ada.Text_IO.Put_Line ("    APIC   - on-chip APIC hardware support");
24738    end if;
24739
24740    --  Fast System Call
24741    if Features.SEP = True then
24742       Ada.Text_IO.Put_Line ("    SEP    - Fast System Call");
24743    end if;
24744
24745    --  Memory Type Range Registers
24746    if Features.MTRR = True then
24747       Ada.Text_IO.Put_Line ("    MTTR   - Memory Type Range Registers");
24748    end if;
24749
24750    --  Page Global Enable
24751    if Features.PGE = True then
24752       Ada.Text_IO.Put_Line ("    PGE    - Page Global Enable");
24753    end if;
24754
24755    --  Machine Check Architecture
24756    if Features.MCA = True then
24757       Ada.Text_IO.Put_Line ("    MCA    - Machine Check Architecture");
24758    end if;
24759
24760    --  Conditional Move Instruction Supported
24761    if Features.CMOV = True then
24762       Ada.Text_IO.Put_Line
24763         ("    CMOV   - Conditional Move Instruction Supported");
24764    end if;
24765
24766    --  Page Attribute Table
24767    if Features.PAT = True then
24768       Ada.Text_IO.Put_Line ("    PAT    - Page Attribute Table");
24769    end if;
24770
24771    --  36-bit Page Size Extension
24772    if Features.PSE_36 = True then
24773       Ada.Text_IO.Put_Line ("    PSE_36 - 36-bit Page Size Extension");
24774    end if;
24775
24776    --  MMX technology supported
24777    if Features.MMX = True then
24778       Ada.Text_IO.Put_Line ("    MMX    - MMX technology supported");
24779    end if;
24780
24781    --  Fast FP Save and Restore
24782    if Features.FXSR = True then
24783       Ada.Text_IO.Put_Line ("    FXSR   - Fast FP Save and Restore");
24784    end if;
24785
24786    ---------------------
24787    --  Program done.  --
24788    ---------------------
24789
24790    Ada.Command_Line.Set_Exit_Status (Ada.Command_Line.Success);
24791
24792 exception
24793
24794    when others =>
24795       Ada.Command_Line.Set_Exit_Status (Ada.Command_Line.Failure);
24796       raise;
24797
24798 end Check_CPU;
24799 @end smallexample
24800
24801 @c ---------------------------------------------------------------------------
24802 @node Intel_CPU Package Specification
24803 @subsection @code{Intel_CPU} Package Specification
24804 @cindex Intel_CPU package specification
24805
24806 @smallexample @c adanocomment
24807 -------------------------------------------------------------------------
24808 --                                                                     --
24809 --  file: intel_cpu.ads                                                --
24810 --                                                                     --
24811 --           *********************************************             --
24812 --           * WARNING: for 32-bit Intel processors only *             --
24813 --           *********************************************             --
24814 --                                                                     --
24815 --  This package contains a number of subprograms that are useful in   --
24816 --  determining the Intel x86 CPU (and the features it supports) on    --
24817 --  which the program is running.                                      --
24818 --                                                                     --
24819 --  The package is based upon the information given in the Intel       --
24820 --  Application Note AP-485: "Intel Processor Identification and the   --
24821 --  CPUID Instruction" as of April 1998. This application note can be  --
24822 --  found on www.intel.com.                                            --
24823 --                                                                     --
24824 --  It currently deals with 32-bit processors only, will not detect    --
24825 --  features added after april 1998, and does not guarantee proper     --
24826 --  results on Intel-compatible processors.                            --
24827 --                                                                     --
24828 --  Cache info and x386 fpu type detection are not supported.          --
24829 --                                                                     --
24830 --  This package does not use any privileged instructions, so should   --
24831 --  work on any OS running on a 32-bit Intel processor.                --
24832 --                                                                     --
24833 -------------------------------------------------------------------------
24834
24835 with Interfaces;             use Interfaces;
24836 --  for using unsigned types
24837
24838 with System.Machine_Code;    use System.Machine_Code;
24839 --  for using inline assembler code
24840
24841 with Ada.Characters.Latin_1; use Ada.Characters.Latin_1;
24842 --  for inserting control characters
24843
24844 package Intel_CPU is
24845
24846    ----------------------
24847    --  Processor bits  --
24848    ----------------------
24849
24850    subtype Num_Bits is Natural range 0 .. 31;
24851    --  the number of processor bits (32)
24852
24853    --------------------------
24854    --  Processor register  --
24855    --------------------------
24856
24857    --  define a processor register type for easy access to
24858    --  the individual bits
24859
24860    type Processor_Register is array (Num_Bits) of Boolean;
24861    pragma Pack (Processor_Register);
24862    for Processor_Register'Size use 32;
24863
24864    -------------------------
24865    --  Unsigned register  --
24866    -------------------------
24867
24868    --  define a processor register type for easy access to
24869    --  the individual bytes
24870
24871    type Unsigned_Register is
24872       record
24873          L1 : Unsigned_8;
24874          H1 : Unsigned_8;
24875          L2 : Unsigned_8;
24876          H2 : Unsigned_8;
24877       end record;
24878
24879    for Unsigned_Register use
24880       record
24881          L1 at 0 range  0 ..  7;
24882          H1 at 0 range  8 .. 15;
24883          L2 at 0 range 16 .. 23;
24884          H2 at 0 range 24 .. 31;
24885       end record;
24886
24887    for Unsigned_Register'Size use 32;
24888
24889    ---------------------------------
24890    --  Intel processor vendor ID  --
24891    ---------------------------------
24892
24893    Intel_Processor : constant String (1 .. 12) := "GenuineIntel";
24894    --  indicates an Intel manufactured processor
24895
24896    ------------------------------------
24897    --  Processor signature register  --
24898    ------------------------------------
24899
24900    --  a register type to hold the processor signature
24901
24902    type Processor_Signature is
24903       record
24904          Stepping       : Natural range 0 .. 15;
24905          Model          : Natural range 0 .. 15;
24906          Family         : Natural range 0 .. 15;
24907          Processor_Type : Natural range 0 .. 3;
24908          Reserved       : Natural range 0 .. 262143;
24909       end record;
24910
24911    for Processor_Signature use
24912       record
24913          Stepping       at 0 range  0 ..  3;
24914          Model          at 0 range  4 ..  7;
24915          Family         at 0 range  8 .. 11;
24916          Processor_Type at 0 range 12 .. 13;
24917          Reserved       at 0 range 14 .. 31;
24918       end record;
24919
24920    for Processor_Signature'Size use 32;
24921
24922    -----------------------------------
24923    --  Processor features register  --
24924    -----------------------------------
24925
24926    --  a processor register to hold the processor feature flags
24927
24928    type Processor_Features is
24929       record
24930          FPU    : Boolean;                --  floating point unit on chip
24931          VME    : Boolean;                --  virtual mode extension
24932          DE     : Boolean;                --  debugging extension
24933          PSE    : Boolean;                --  page size extension
24934          TSC    : Boolean;                --  time stamp counter
24935          MSR    : Boolean;                --  model specific registers
24936          PAE    : Boolean;                --  physical address extension
24937          MCE    : Boolean;                --  machine check extension
24938          CX8    : Boolean;                --  cmpxchg8 instruction
24939          APIC   : Boolean;                --  on-chip apic hardware
24940          Res_1  : Boolean;                --  reserved for extensions
24941          SEP    : Boolean;                --  fast system call
24942          MTRR   : Boolean;                --  memory type range registers
24943          PGE    : Boolean;                --  page global enable
24944          MCA    : Boolean;                --  machine check architecture
24945          CMOV   : Boolean;                --  conditional move supported
24946          PAT    : Boolean;                --  page attribute table
24947          PSE_36 : Boolean;                --  36-bit page size extension
24948          Res_2  : Natural range 0 .. 31;  --  reserved for extensions
24949          MMX    : Boolean;                --  MMX technology supported
24950          FXSR   : Boolean;                --  fast FP save and restore
24951          Res_3  : Natural range 0 .. 127; --  reserved for extensions
24952       end record;
24953
24954    for Processor_Features use
24955       record
24956          FPU    at 0 range  0 ..  0;
24957          VME    at 0 range  1 ..  1;
24958          DE     at 0 range  2 ..  2;
24959          PSE    at 0 range  3 ..  3;
24960          TSC    at 0 range  4 ..  4;
24961          MSR    at 0 range  5 ..  5;
24962          PAE    at 0 range  6 ..  6;
24963          MCE    at 0 range  7 ..  7;
24964          CX8    at 0 range  8 ..  8;
24965          APIC   at 0 range  9 ..  9;
24966          Res_1  at 0 range 10 .. 10;
24967          SEP    at 0 range 11 .. 11;
24968          MTRR   at 0 range 12 .. 12;
24969          PGE    at 0 range 13 .. 13;
24970          MCA    at 0 range 14 .. 14;
24971          CMOV   at 0 range 15 .. 15;
24972          PAT    at 0 range 16 .. 16;
24973          PSE_36 at 0 range 17 .. 17;
24974          Res_2  at 0 range 18 .. 22;
24975          MMX    at 0 range 23 .. 23;
24976          FXSR   at 0 range 24 .. 24;
24977          Res_3  at 0 range 25 .. 31;
24978       end record;
24979
24980    for Processor_Features'Size use 32;
24981
24982    -------------------
24983    --  Subprograms  --
24984    -------------------
24985
24986    function Has_FPU return Boolean;
24987    --  return True if a FPU is found
24988    --  use only if CPUID is not supported
24989
24990    function Has_CPUID return Boolean;
24991    --  return True if the processor supports the CPUID instruction
24992
24993    function CPUID_Level return Natural;
24994    --  return the CPUID support level (0, 1 or 2)
24995    --  can only be called if the CPUID instruction is supported
24996
24997    function Vendor_ID return String;
24998    --  return the processor vendor identification string
24999    --  can only be called if the CPUID instruction is supported
25000
25001    function Signature return Processor_Signature;
25002    --  return the processor signature
25003    --  can only be called if the CPUID instruction is supported
25004
25005    function Features return Processor_Features;
25006    --  return the processors features
25007    --  can only be called if the CPUID instruction is supported
25008
25009 private
25010
25011    ------------------------
25012    --  EFLAGS bit names  --
25013    ------------------------
25014
25015    ID_Flag : constant Num_Bits := 21;
25016    --  ID flag bit
25017
25018 end Intel_CPU;
25019 @end smallexample
25020
25021 @c ---------------------------------------------------------------------------
25022 @node Intel_CPU Package Body
25023 @subsection @code{Intel_CPU} Package Body
25024 @cindex Intel_CPU package body
25025
25026 @smallexample @c adanocomment
25027 package body Intel_CPU is
25028
25029    ---------------------------
25030    --  Detect FPU presence  --
25031    ---------------------------
25032
25033    --  There is a FPU present if we can set values to the FPU Status
25034    --  and Control Words.
25035
25036    function Has_FPU return Boolean is
25037
25038       Register : Unsigned_16;
25039       --  processor register to store a word
25040
25041    begin
25042
25043       --  check if we can change the status word
25044       Asm (
25045
25046            --  the assembler code
25047            "finit"              & LF & HT &    --  reset status word
25048            "movw $0x5A5A, %%ax" & LF & HT &    --  set value status word
25049            "fnstsw %0"          & LF & HT &    --  save status word
25050            "movw %%ax, %0",                    --  store status word
25051
25052            --  output stored in Register
25053            --  register must be a memory location
25054            Outputs => Unsigned_16'Asm_output ("=m", Register),
25055
25056            --  tell compiler that we used eax
25057            Clobber => "eax");
25058
25059       --  if the status word is zero, there is no FPU
25060       if Register = 0 then
25061          return False;   --  no status word
25062       end if;  --  check status word value
25063
25064       --  check if we can get the control word
25065       Asm (
25066
25067            --  the assembler code
25068            "fnstcw %0",   --  save the control word
25069
25070            --  output into Register
25071            --  register must be a memory location
25072            Outputs => Unsigned_16'Asm_output ("=m", Register));
25073
25074       --  check the relevant bits
25075       if (Register and 16#103F#) /= 16#003F# then
25076          return False;   --  no control word
25077       end if;  --  check control word value
25078
25079       --  FPU found
25080       return True;
25081
25082    end Has_FPU;
25083
25084    --------------------------------
25085    --  Detect CPUID instruction  --
25086    --------------------------------
25087
25088    --  The processor supports the CPUID instruction if it is possible
25089    --  to change the value of ID flag bit in the EFLAGS register.
25090
25091    function Has_CPUID return Boolean is
25092
25093       Original_Flags, Modified_Flags : Processor_Register;
25094       --  EFLAG contents before and after changing the ID flag
25095
25096    begin
25097
25098       --  try flipping the ID flag in the EFLAGS register
25099       Asm (
25100
25101            --  the assembler code
25102            "pushfl"               & LF & HT &     --  push EFLAGS on stack
25103            "pop %%eax"            & LF & HT &     --  pop EFLAGS into eax
25104            "movl %%eax, %0"       & LF & HT &     --  save EFLAGS content
25105            "xor $0x200000, %%eax" & LF & HT &     --  flip ID flag
25106            "push %%eax"           & LF & HT &     --  push EFLAGS on stack
25107            "popfl"                & LF & HT &     --  load EFLAGS register
25108            "pushfl"               & LF & HT &     --  push EFLAGS on stack
25109            "pop %1",                              --  save EFLAGS content
25110
25111            --  output values, may be anything
25112            --  Original_Flags is %0
25113            --  Modified_Flags is %1
25114            Outputs =>
25115               (Processor_Register'Asm_output ("=g", Original_Flags),
25116                Processor_Register'Asm_output ("=g", Modified_Flags)),
25117
25118            --  tell compiler eax is destroyed
25119            Clobber => "eax");
25120
25121       --  check if CPUID is supported
25122       if Original_Flags(ID_Flag) /= Modified_Flags(ID_Flag) then
25123          return True;   --  ID flag was modified
25124       else
25125          return False;  --  ID flag unchanged
25126       end if;  --  check for CPUID
25127
25128    end Has_CPUID;
25129
25130    -------------------------------
25131    --  Get CPUID support level  --
25132    -------------------------------
25133
25134    function CPUID_Level return Natural is
25135
25136       Level : Unsigned_32;
25137       --  returned support level
25138
25139    begin
25140
25141       --  execute CPUID, storing the results in the Level register
25142       Asm (
25143
25144            --  the assembler code
25145            "cpuid",    --  execute CPUID
25146
25147            --  zero is stored in eax
25148            --  returning the support level in eax
25149            Inputs => Unsigned_32'Asm_input ("a", 0),
25150
25151            --  eax is stored in Level
25152            Outputs => Unsigned_32'Asm_output ("=a", Level),
25153
25154            --  tell compiler ebx, ecx and edx registers are destroyed
25155            Clobber => "ebx, ecx, edx");
25156
25157       --  return the support level
25158       return Natural (Level);
25159
25160    end CPUID_Level;
25161
25162    --------------------------------
25163    --  Get CPU Vendor ID String  --
25164    --------------------------------
25165
25166    --  The vendor ID string is returned in the ebx, ecx and edx register
25167    --  after executing the CPUID instruction with eax set to zero.
25168    --  In case of a true Intel processor the string returned is
25169    --  "GenuineIntel"
25170
25171    function Vendor_ID return String is
25172
25173       Ebx, Ecx, Edx : Unsigned_Register;
25174       --  registers containing the vendor ID string
25175
25176       Vendor_ID : String (1 .. 12);
25177       -- the vendor ID string
25178
25179    begin
25180
25181       --  execute CPUID, storing the results in the processor registers
25182       Asm (
25183
25184            --  the assembler code
25185            "cpuid",    --  execute CPUID
25186
25187            --  zero stored in eax
25188            --  vendor ID string returned in ebx, ecx and edx
25189            Inputs => Unsigned_32'Asm_input ("a", 0),
25190
25191            --  ebx is stored in Ebx
25192            --  ecx is stored in Ecx
25193            --  edx is stored in Edx
25194            Outputs => (Unsigned_Register'Asm_output ("=b", Ebx),
25195                        Unsigned_Register'Asm_output ("=c", Ecx),
25196                        Unsigned_Register'Asm_output ("=d", Edx)));
25197
25198       --  now build the vendor ID string
25199       Vendor_ID( 1) := Character'Val (Ebx.L1);
25200       Vendor_ID( 2) := Character'Val (Ebx.H1);
25201       Vendor_ID( 3) := Character'Val (Ebx.L2);
25202       Vendor_ID( 4) := Character'Val (Ebx.H2);
25203       Vendor_ID( 5) := Character'Val (Edx.L1);
25204       Vendor_ID( 6) := Character'Val (Edx.H1);
25205       Vendor_ID( 7) := Character'Val (Edx.L2);
25206       Vendor_ID( 8) := Character'Val (Edx.H2);
25207       Vendor_ID( 9) := Character'Val (Ecx.L1);
25208       Vendor_ID(10) := Character'Val (Ecx.H1);
25209       Vendor_ID(11) := Character'Val (Ecx.L2);
25210       Vendor_ID(12) := Character'Val (Ecx.H2);
25211
25212       --  return string
25213       return Vendor_ID;
25214
25215    end Vendor_ID;
25216
25217    -------------------------------
25218    --  Get processor signature  --
25219    -------------------------------
25220
25221    function Signature return Processor_Signature is
25222
25223       Result : Processor_Signature;
25224       --  processor signature returned
25225
25226    begin
25227
25228       --  execute CPUID, storing the results in the Result variable
25229       Asm (
25230
25231            --  the assembler code
25232            "cpuid",    --  execute CPUID
25233
25234            --  one is stored in eax
25235            --  processor signature returned in eax
25236            Inputs => Unsigned_32'Asm_input ("a", 1),
25237
25238            --  eax is stored in Result
25239            Outputs => Processor_Signature'Asm_output ("=a", Result),
25240
25241            --  tell compiler that ebx, ecx and edx are also destroyed
25242            Clobber => "ebx, ecx, edx");
25243
25244       --  return processor signature
25245       return Result;
25246
25247    end Signature;
25248
25249    ------------------------------
25250    --  Get processor features  --
25251    ------------------------------
25252
25253    function Features return Processor_Features is
25254
25255       Result : Processor_Features;
25256       --  processor features returned
25257
25258    begin
25259
25260       --  execute CPUID, storing the results in the Result variable
25261       Asm (
25262
25263            --  the assembler code
25264            "cpuid",    --  execute CPUID
25265
25266            --  one stored in eax
25267            --  processor features returned in edx
25268            Inputs => Unsigned_32'Asm_input ("a", 1),
25269
25270            --  edx is stored in Result
25271            Outputs => Processor_Features'Asm_output ("=d", Result),
25272
25273            --  tell compiler that ebx and ecx are also destroyed
25274            Clobber => "ebx, ecx");
25275
25276       --  return processor signature
25277       return Result;
25278
25279    end Features;
25280
25281 end Intel_CPU;
25282 @end smallexample
25283 @c END OF INLINE ASSEMBLER CHAPTER
25284 @c ===============================
25285
25286
25287
25288 @c ***********************************
25289 @c * Compatibility and Porting Guide *
25290 @c ***********************************
25291 @node Compatibility and Porting Guide
25292 @appendix Compatibility and Porting Guide
25293
25294 @noindent
25295 This chapter describes the compatibility issues that may arise between
25296 GNAT and other Ada 83 and Ada 95 compilation systems, and shows how GNAT
25297 can expedite porting
25298 applications developed in other Ada environments.
25299
25300 @menu
25301 * Compatibility with Ada 83::
25302 * Implementation-dependent characteristics::
25303 * Compatibility with DEC Ada 83::
25304 * Compatibility with Other Ada 95 Systems::
25305 * Representation Clauses::
25306 @end menu
25307
25308 @node Compatibility with Ada 83
25309 @section Compatibility with Ada 83
25310 @cindex Compatibility (between Ada 83 and Ada 95)
25311
25312 @noindent
25313 Ada 95 is designed to be highly upwards compatible with Ada 83.  In
25314 particular, the design intention is that the difficulties associated
25315 with moving from Ada 83 to Ada 95 should be no greater than those
25316 that occur when moving from one Ada 83 system to another.
25317
25318 However, there are a number of points at which there are minor
25319 incompatibilities.  The @cite{Ada 95 Annotated Reference Manual} contains
25320 full details of these issues,
25321 and should be consulted for a complete treatment.
25322 In practice the
25323 following subsections treat the most likely issues to be encountered.
25324
25325 @menu
25326 * Legal Ada 83 programs that are illegal in Ada 95::
25327 * More deterministic semantics::
25328 * Changed semantics::
25329 * Other language compatibility issues::
25330 @end menu
25331
25332 @node Legal Ada 83 programs that are illegal in Ada 95
25333 @subsection Legal Ada 83 programs that are illegal in Ada 95
25334
25335 @table @asis
25336 @item Character literals
25337 Some uses of character literals are ambiguous.  Since Ada 95 has introduced
25338 @code{Wide_Character} as a new predefined character type, some uses of
25339 character literals that were legal in Ada 83 are illegal in Ada 95.
25340 For example:
25341 @smallexample @c ada
25342    for Char in 'A' .. 'Z' loop ... end loop;
25343 @end smallexample
25344 @noindent
25345 The problem is that @code{'A'} and @code{'Z'} could be from either
25346 @code{Character} or @code{Wide_Character}.  The simplest correction
25347 is to make the type explicit; e.g.:
25348 @smallexample @c ada
25349    for Char in Character range 'A' .. 'Z' loop ... end loop;
25350 @end smallexample
25351
25352 @item New reserved words
25353 The identifiers @code{abstract}, @code{aliased}, @code{protected},
25354 @code{requeue}, @code{tagged}, and @code{until} are reserved in Ada 95.
25355 Existing Ada 83 code using any of these identifiers must be edited to
25356 use some alternative name.
25357
25358 @item Freezing rules
25359 The rules in Ada 95 are slightly different with regard to the point at
25360 which entities are frozen, and representation pragmas and clauses are
25361 not permitted past the freeze point.  This shows up most typically in
25362 the form of an error message complaining that a representation item
25363 appears too late, and the appropriate corrective action is to move
25364 the item nearer to the declaration of the entity to which it refers.
25365
25366 A particular case is that representation pragmas
25367 @ifset vms
25368 (including the
25369 extended DEC Ada 83 compatibility pragmas such as @code{Export_Procedure})
25370 @end ifset
25371 cannot be applied to a subprogram body.  If necessary, a separate subprogram
25372 declaration must be introduced to which the pragma can be applied.
25373
25374 @item Optional bodies for library packages
25375 In Ada 83, a package that did not require a package body was nevertheless
25376 allowed to have one.  This lead to certain surprises in compiling large
25377 systems (situations in which the body could be unexpectedly ignored by the
25378 binder).  In Ada 95, if a package does not require a body then it is not
25379 permitted to have a body.  To fix this problem, simply remove a redundant
25380 body if it is empty, or, if it is non-empty, introduce a dummy declaration
25381 into the spec that makes the body required.  One approach is to add a private
25382 part to the package declaration (if necessary), and define a parameterless
25383 procedure called @code{Requires_Body}, which must then be given a dummy
25384 procedure body in the package body, which then becomes required.
25385 Another approach (assuming that this does not introduce elaboration
25386 circularities) is to add an @code{Elaborate_Body} pragma to the package spec,
25387 since one effect of this pragma is to require the presence of a package body.
25388
25389 @item @code{Numeric_Error} is now the same as @code{Constraint_Error}
25390 In Ada 95, the exception @code{Numeric_Error} is a renaming of
25391 @code{Constraint_Error}.
25392 This means that it is illegal to have separate exception handlers for
25393 the two exceptions.  The fix is simply to remove the handler for the
25394 @code{Numeric_Error} case (since even in Ada 83, a compiler was free to raise
25395 @code{Constraint_Error} in place of @code{Numeric_Error} in all cases).
25396
25397 @item Indefinite subtypes in generics
25398 In Ada 83, it was permissible to pass an indefinite type (e.g.@: @code{String})
25399 as the actual for a generic formal private type, but then the instantiation
25400 would be illegal if there were any instances of declarations of variables
25401 of this type in the generic body.  In Ada 95, to avoid this clear violation
25402 of the methodological principle known as the ``contract model'',
25403 the generic declaration explicitly indicates whether
25404 or not such instantiations are permitted.  If a generic formal parameter
25405 has explicit unknown discriminants, indicated by using @code{(<>)} after the
25406 type name, then it can be instantiated with indefinite types, but no
25407 stand-alone variables can be declared of this type.  Any attempt to declare
25408 such a variable will result in an illegality at the time the generic is
25409 declared.  If the @code{(<>)} notation is not used, then it is illegal
25410 to instantiate the generic with an indefinite type.
25411 This is the potential incompatibility issue when porting Ada 83 code to Ada 95.
25412 It will show up as a compile time error, and
25413 the fix is usually simply to add the @code{(<>)} to the generic declaration.
25414 @end table
25415
25416 @node More deterministic semantics
25417 @subsection More deterministic semantics
25418
25419 @table @asis
25420 @item Conversions
25421 Conversions from real types to integer types round away from 0.  In Ada 83
25422 the conversion Integer(2.5) could deliver either 2 or 3 as its value.  This
25423 implementation freedom was intended to support unbiased rounding in
25424 statistical applications, but in practice it interfered with portability.
25425 In Ada 95 the conversion semantics are unambiguous, and rounding away from 0
25426 is required.  Numeric code may be affected by this change in semantics.
25427 Note, though, that this issue is no worse than already existed in Ada 83
25428 when porting code from one vendor to another.
25429
25430 @item Tasking
25431 The Real-Time Annex introduces a set of policies that define the behavior of
25432 features that were implementation dependent in Ada 83, such as the order in
25433 which open select branches are executed.
25434 @end table
25435
25436 @node Changed semantics
25437 @subsection Changed semantics
25438
25439 @noindent
25440 The worst kind of incompatibility is one where a program that is legal in
25441 Ada 83 is also legal in Ada 95 but can have an effect in Ada 95 that was not
25442 possible in Ada 83.  Fortunately this is extremely rare, but the one
25443 situation that you should be alert to is the change in the predefined type
25444 @code{Character} from 7-bit ASCII to 8-bit Latin-1.
25445
25446 @table @asis
25447 @item range of @code{Character}
25448 The range of @code{Standard.Character} is now the full 256 characters
25449 of Latin-1, whereas in most Ada 83 implementations it was restricted
25450 to 128 characters. Although some of the effects of
25451 this change will be manifest in compile-time rejection of legal
25452 Ada 83 programs it is possible for a working Ada 83 program to have
25453 a different effect in Ada 95, one that was not permitted in Ada 83.
25454 As an example, the expression
25455 @code{Character'Pos(Character'Last)} returned @code{127} in Ada 83 and now
25456 delivers @code{255} as its value.
25457 In general, you should look at the logic of any
25458 character-processing Ada 83 program and see whether it needs to be adapted
25459 to work correctly with Latin-1.  Note that the predefined Ada 95 API has a
25460 character handling package that may be relevant if code needs to be adapted
25461 to account for the additional Latin-1 elements.
25462 The desirable fix is to
25463 modify the program to accommodate the full character set, but in some cases
25464 it may be convenient to define a subtype or derived type of Character that
25465 covers only the restricted range.
25466 @cindex Latin-1
25467 @end table
25468
25469 @node Other language compatibility issues
25470 @subsection Other language compatibility issues
25471 @table @asis
25472 @item @option{-gnat83 switch}
25473 All implementations of GNAT provide a switch that causes GNAT to operate
25474 in Ada 83 mode.  In this mode, some but not all compatibility problems
25475 of the type described above are handled automatically.  For example, the
25476 new Ada 95 reserved words are treated simply as identifiers as in Ada 83.
25477 However,
25478 in practice, it is usually advisable to make the necessary modifications
25479 to the program to remove the need for using this switch.
25480 See @ref{Compiling Ada 83 Programs}.
25481
25482 @item Support for removed Ada 83 pragmas and attributes
25483 A number of pragmas and attributes from Ada 83 have been removed from Ada 95,
25484 generally because they have been replaced by other mechanisms.  Ada 95
25485 compilers are allowed, but not required, to implement these missing
25486 elements.  In contrast with some other Ada 95 compilers, GNAT implements all
25487 such pragmas and attributes, eliminating this compatibility concern.  These
25488 include @code{pragma Interface} and the floating point type attributes
25489 (@code{Emax}, @code{Mantissa}, etc.), among other items.
25490 @end table
25491
25492
25493 @node Implementation-dependent characteristics
25494 @section Implementation-dependent characteristics
25495 @noindent
25496 Although the Ada language defines the semantics of each construct as
25497 precisely as practical, in some situations (for example for reasons of
25498 efficiency, or where the effect is heavily dependent on the host or target
25499 platform) the implementation is allowed some freedom.  In porting Ada 83
25500 code to GNAT, you need to be aware of whether / how the existing code
25501 exercised such implementation dependencies.  Such characteristics fall into
25502 several categories, and GNAT offers specific support in assisting the
25503 transition from certain Ada 83 compilers.
25504
25505 @menu
25506 * Implementation-defined pragmas::
25507 * Implementation-defined attributes::
25508 * Libraries::
25509 * Elaboration order::
25510 * Target-specific aspects::
25511 @end menu
25512
25513
25514 @node Implementation-defined pragmas
25515 @subsection Implementation-defined pragmas
25516
25517 @noindent
25518 Ada compilers are allowed to supplement the language-defined pragmas, and
25519 these are a potential source of non-portability.  All GNAT-defined pragmas
25520 are described in the GNAT Reference Manual, and these include several that
25521 are specifically intended to correspond to other vendors' Ada 83 pragmas.
25522 For migrating from VADS, the pragma @code{Use_VADS_Size} may be useful.
25523 For
25524 compatibility with DEC Ada 83, GNAT supplies the pragmas
25525 @code{Extend_System}, @code{Ident}, @code{Inline_Generic},
25526 @code{Interface_Name}, @code{Passive}, @code{Suppress_All},
25527 and @code{Volatile}.
25528 Other relevant pragmas include @code{External} and @code{Link_With}.
25529 Some vendor-specific
25530 Ada 83 pragmas (@code{Share_Generic}, @code{Subtitle}, and @code{Title}) are
25531 recognized, thus
25532 avoiding compiler rejection of units that contain such pragmas; they are not
25533 relevant in a GNAT context and hence are not otherwise implemented.
25534
25535 @node Implementation-defined attributes
25536 @subsection Implementation-defined attributes
25537
25538 Analogous to pragmas, the set of attributes may be extended by an
25539 implementation.  All GNAT-defined attributes are described in the
25540 @cite{GNAT Reference Manual}, and these include several that are specifically
25541 intended
25542 to correspond to other vendors' Ada 83 attributes.  For migrating from VADS,
25543 the attribute @code{VADS_Size} may be useful.  For compatibility with DEC
25544 Ada 83, GNAT supplies the attributes @code{Bit}, @code{Machine_Size} and
25545 @code{Type_Class}.
25546
25547 @node Libraries
25548 @subsection Libraries
25549 @noindent
25550 Vendors may supply libraries to supplement the standard Ada API.  If Ada 83
25551 code uses vendor-specific libraries then there are several ways to manage
25552 this in Ada 95:
25553 @enumerate
25554 @item
25555 If the source code for the libraries (specifications and bodies) are
25556 available, then the libraries can be migrated in the same way as the
25557 application.
25558 @item
25559 If the source code for the specifications but not the bodies are
25560 available, then you can reimplement the bodies.
25561 @item
25562 Some new Ada 95 features obviate the need for library support.  For
25563 example most Ada 83 vendors supplied a package for unsigned integers.  The
25564 Ada 95 modular type feature is the preferred way to handle this need, so
25565 instead of migrating or reimplementing the unsigned integer package it may
25566 be preferable to retrofit the application using modular types.
25567 @end enumerate
25568
25569 @node Elaboration order
25570 @subsection Elaboration order
25571 @noindent
25572 The implementation can choose any elaboration order consistent with the unit
25573 dependency relationship.  This freedom means that some orders can result in
25574 Program_Error being raised due to an ``Access Before Elaboration'': an attempt
25575 to invoke a subprogram its body has been elaborated, or to instantiate a
25576 generic before the generic body has been elaborated.  By default GNAT
25577 attempts to choose a safe order (one that will not encounter access before
25578 elaboration problems) by implicitly inserting Elaborate_All pragmas where
25579 needed.  However, this can lead to the creation of elaboration circularities
25580 and a resulting rejection of the program by gnatbind.  This issue is
25581 thoroughly described in @ref{Elaboration Order Handling in GNAT}.
25582 In brief, there are several
25583 ways to deal with this situation:
25584
25585 @itemize @bullet
25586 @item
25587 Modify the program to eliminate the circularities, e.g. by moving
25588 elaboration-time code into explicitly-invoked procedures
25589 @item
25590 Constrain the elaboration order by including explicit @code{Elaborate_Body} or
25591 @code{Elaborate} pragmas, and then inhibit the generation of implicit
25592 @code{Elaborate_All}
25593 pragmas either globally (as an effect of the @option{-gnatE} switch) or locally
25594 (by selectively suppressing elaboration checks via pragma
25595 @code{Suppress(Elaboration_Check)} when it is safe to do so).
25596 @end itemize
25597
25598 @node Target-specific aspects
25599 @subsection Target-specific aspects
25600 @noindent
25601 Low-level applications need to deal with machine addresses, data
25602 representations, interfacing with assembler code, and similar issues.  If
25603 such an Ada 83 application is being ported to different target hardware (for
25604 example where the byte endianness has changed) then you will need to
25605 carefully examine the program logic; the porting effort will heavily depend
25606 on the robustness of the original design.  Moreover, Ada 95 is sometimes
25607 incompatible with typical Ada 83 compiler practices regarding implicit
25608 packing, the meaning of the Size attribute, and the size of access values.
25609 GNAT's approach to these issues is described in @ref{Representation Clauses}.
25610
25611
25612 @node Compatibility with Other Ada 95 Systems
25613 @section Compatibility with Other Ada 95 Systems
25614
25615 @noindent
25616 Providing that programs avoid the use of implementation dependent and
25617 implementation defined features of Ada 95, as documented in the Ada 95
25618 reference manual, there should be a high degree of portability between
25619 GNAT and other Ada 95 systems.  The following are specific items which
25620 have proved troublesome in moving GNAT programs to other Ada 95
25621 compilers, but do not affect porting code to GNAT@.
25622
25623 @table @asis
25624 @item Ada 83 Pragmas and Attributes
25625 Ada 95 compilers are allowed, but not required, to implement the missing
25626 Ada 83 pragmas and attributes that are no longer defined in Ada 95.
25627 GNAT implements all such pragmas and attributes, eliminating this as
25628 a compatibility concern, but some other Ada 95 compilers reject these
25629 pragmas and attributes.
25630
25631 @item Special-needs Annexes
25632 GNAT implements the full set of special needs annexes.  At the
25633 current time, it is the only Ada 95 compiler to do so.  This means that
25634 programs making use of these features may not be portable to other Ada
25635 95 compilation systems.
25636
25637 @item Representation Clauses
25638 Some other Ada 95 compilers implement only the minimal set of
25639 representation clauses required by the Ada 95 reference manual.  GNAT goes
25640 far beyond this minimal set, as described in the next section.
25641 @end table
25642
25643 @node Representation Clauses
25644 @section Representation Clauses
25645
25646 @noindent
25647 The Ada 83 reference manual was quite vague in describing both the minimal
25648 required implementation of representation clauses, and also their precise
25649 effects.  The Ada 95 reference manual is much more explicit, but the minimal
25650 set of capabilities required in Ada 95 is quite limited.
25651
25652 GNAT implements the full required set of capabilities described in the
25653 Ada 95 reference manual, but also goes much beyond this, and in particular
25654 an effort has been made to be compatible with existing Ada 83 usage to the
25655 greatest extent possible.
25656
25657 A few cases exist in which Ada 83 compiler behavior is incompatible with
25658 requirements in the Ada 95 reference manual.  These are instances of
25659 intentional or accidental dependence on specific implementation dependent
25660 characteristics of these Ada 83 compilers.  The following is a list of
25661 the cases most likely to arise in existing legacy Ada 83 code.
25662
25663 @table @asis
25664 @item Implicit Packing
25665 Some Ada 83 compilers allowed a Size specification to cause implicit
25666 packing of an array or record.  This could cause expensive implicit
25667 conversions for change of representation in the presence of derived
25668 types, and the Ada design intends to avoid this possibility.
25669 Subsequent AI's were issued to make it clear that such implicit
25670 change of representation in response to a Size clause is inadvisable,
25671 and this recommendation is represented explicitly in the Ada 95 RM
25672 as implementation advice that is followed by GNAT@.
25673 The problem will show up as an error
25674 message rejecting the size clause.  The fix is simply to provide
25675 the explicit pragma @code{Pack}, or for more fine tuned control, provide
25676 a Component_Size clause.
25677
25678 @item Meaning of Size Attribute
25679 The Size attribute in Ada 95 for discrete types is defined as being the
25680 minimal number of bits required to hold values of the type.  For example,
25681 on a 32-bit machine, the size of Natural will typically be 31 and not
25682 32 (since no sign bit is required).  Some Ada 83 compilers gave 31, and
25683 some 32 in this situation.  This problem will usually show up as a compile
25684 time error, but not always.  It is a good idea to check all uses of the
25685 'Size attribute when porting Ada 83 code.  The GNAT specific attribute
25686 Object_Size can provide a useful way of duplicating the behavior of
25687 some Ada 83 compiler systems.
25688
25689 @item Size of Access Types
25690 A common assumption in Ada 83 code is that an access type is in fact a pointer,
25691 and that therefore it will be the same size as a System.Address value.  This
25692 assumption is true for GNAT in most cases with one exception.  For the case of
25693 a pointer to an unconstrained array type (where the bounds may vary from one
25694 value of the access type to another), the default is to use a ``fat pointer'',
25695 which is represented as two separate pointers, one to the bounds, and one to
25696 the array.  This representation has a number of advantages, including improved
25697 efficiency.  However, it may cause some difficulties in porting existing Ada 83
25698 code which makes the assumption that, for example, pointers fit in 32 bits on
25699 a machine with 32-bit addressing.
25700
25701 To get around this problem, GNAT also permits the use of ``thin pointers'' for
25702 access types in this case (where the designated type is an unconstrained array
25703 type).  These thin pointers are indeed the same size as a System.Address value.
25704 To specify a thin pointer, use a size clause for the type, for example:
25705
25706 @smallexample @c ada
25707 type X is access all String;
25708 for X'Size use Standard'Address_Size;
25709 @end smallexample
25710
25711 @noindent
25712 which will cause the type X to be represented using a single pointer.
25713 When using this representation, the bounds are right behind the array.
25714 This representation is slightly less efficient, and does not allow quite
25715 such flexibility in the use of foreign pointers or in using the
25716 Unrestricted_Access attribute to create pointers to non-aliased objects.
25717 But for any standard portable use of the access type it will work in
25718 a functionally correct manner and allow porting of existing code.
25719 Note that another way of forcing a thin pointer representation
25720 is to use a component size clause for the element size in an array,
25721 or a record representation clause for an access field in a record.
25722 @end table
25723
25724 @node Compatibility with DEC Ada 83
25725 @section Compatibility with DEC Ada 83
25726
25727 @noindent
25728 The VMS version of GNAT fully implements all the pragmas and attributes
25729 provided by DEC Ada 83, as well as providing the standard DEC Ada 83
25730 libraries, including Starlet.  In addition, data layouts and parameter
25731 passing conventions are highly compatible.  This means that porting
25732 existing DEC Ada 83 code to GNAT in VMS systems should be easier than
25733 most other porting efforts.  The following are some of the most
25734 significant differences between GNAT and DEC Ada 83.
25735
25736 @table @asis
25737 @item Default floating-point representation
25738 In GNAT, the default floating-point format is IEEE, whereas in DEC Ada 83,
25739 it is VMS format.  GNAT does implement the necessary pragmas
25740 (Long_Float, Float_Representation) for changing this default.
25741
25742 @item System
25743 The package System in GNAT exactly corresponds to the definition in the
25744 Ada 95 reference manual, which means that it excludes many of the
25745 DEC Ada 83 extensions.  However, a separate package Aux_DEC is provided
25746 that contains the additional definitions, and a special pragma,
25747 Extend_System allows this package to be treated transparently as an
25748 extension of package System.
25749
25750 @item To_Address
25751 The definitions provided by Aux_DEC are exactly compatible with those
25752 in the DEC Ada 83 version of System, with one exception.
25753 DEC Ada provides the following declarations:
25754
25755 @smallexample @c ada
25756 TO_ADDRESS (INTEGER)
25757 TO_ADDRESS (UNSIGNED_LONGWORD)
25758 TO_ADDRESS (universal_integer)
25759 @end smallexample
25760
25761 @noindent
25762 The version of TO_ADDRESS taking a universal integer argument is in fact
25763 an extension to Ada 83 not strictly compatible with the reference manual.
25764 In GNAT, we are constrained to be exactly compatible with the standard,
25765 and this means we cannot provide this capability.  In DEC Ada 83, the
25766 point of this definition is to deal with a call like:
25767
25768 @smallexample @c ada
25769 TO_ADDRESS (16#12777#);
25770 @end smallexample
25771
25772 @noindent
25773 Normally, according to the Ada 83 standard, one would expect this to be
25774 ambiguous, since it matches both the INTEGER and UNSIGNED_LONGWORD forms
25775 of TO_ADDRESS@.  However, in DEC Ada 83, there is no ambiguity, since the
25776 definition using universal_integer takes precedence.
25777
25778 In GNAT, since the version with universal_integer cannot be supplied, it is
25779 not possible to be 100% compatible.  Since there are many programs using
25780 numeric constants for the argument to TO_ADDRESS, the decision in GNAT was
25781 to change the name of the function in the UNSIGNED_LONGWORD case, so the
25782 declarations provided in the GNAT version of AUX_Dec are:
25783
25784 @smallexample @c ada
25785 function To_Address (X : Integer) return Address;
25786 pragma Pure_Function (To_Address);
25787
25788 function To_Address_Long (X : Unsigned_Longword)
25789  return Address;
25790 pragma Pure_Function (To_Address_Long);
25791 @end smallexample
25792
25793 @noindent
25794 This means that programs using TO_ADDRESS for UNSIGNED_LONGWORD must
25795 change the name to TO_ADDRESS_LONG@.
25796
25797 @item Task_Id values
25798 The Task_Id values assigned will be different in the two systems, and GNAT
25799 does not provide a specified value for the Task_Id of the environment task,
25800 which in GNAT is treated like any other declared task.
25801 @end table
25802
25803 For full details on these and other less significant compatibility issues,
25804 see appendix E of the Digital publication entitled @cite{DEC Ada, Technical
25805 Overview and Comparison on DIGITAL Platforms}.
25806
25807 For GNAT running on other than VMS systems, all the DEC Ada 83 pragmas and
25808 attributes are recognized, although only a subset of them can sensibly
25809 be implemented.  The description of pragmas in this reference manual
25810 indicates whether or not they are applicable to non-VMS systems.
25811
25812
25813
25814 @ifset unw
25815 @node Microsoft Windows Topics
25816 @appendix Microsoft Windows Topics
25817 @cindex Windows NT
25818 @cindex Windows 95
25819 @cindex Windows 98
25820
25821 @noindent
25822 This chapter describes topics that are specific to the Microsoft Windows
25823 platforms (NT, 2000, and XP Professional).
25824
25825 @menu
25826 * Using GNAT on Windows::
25827 * Using a network installation of GNAT::
25828 * CONSOLE and WINDOWS subsystems::
25829 * Temporary Files::
25830 * Mixed-Language Programming on Windows::
25831 * Windows Calling Conventions::
25832 * Introduction to Dynamic Link Libraries (DLLs)::
25833 * Using DLLs with GNAT::
25834 * Building DLLs with GNAT::
25835 * GNAT and Windows Resources::
25836 * Debugging a DLL::
25837 * GNAT and COM/DCOM Objects::
25838 @end menu
25839
25840 @node Using GNAT on Windows
25841 @section Using GNAT on Windows
25842
25843 @noindent
25844 One of the strengths of the GNAT technology is that its tool set
25845 (@code{gcc}, @code{gnatbind}, @code{gnatlink}, @code{gnatmake}, the
25846 @code{gdb} debugger, etc.) is used in the same way regardless of the
25847 platform.
25848
25849 On Windows this tool set is complemented by a number of Microsoft-specific
25850 tools that have been provided to facilitate interoperability with Windows
25851 when this is required. With these tools:
25852
25853 @itemize @bullet
25854
25855 @item
25856 You can build applications using the @code{CONSOLE} or @code{WINDOWS}
25857 subsystems.
25858
25859 @item
25860 You can use any Dynamically Linked Library (DLL) in your Ada code (both
25861 relocatable and non-relocatable DLLs are supported).
25862
25863 @item
25864 You can build Ada DLLs for use in other applications. These applications
25865 can be written in a language other than Ada (e.g., C, C++, etc). Again both
25866 relocatable and non-relocatable Ada DLLs are supported.
25867
25868 @item
25869 You can include Windows resources in your Ada application.
25870
25871 @item
25872 You can use or create COM/DCOM objects.
25873 @end itemize
25874
25875 @noindent
25876 Immediately below are listed all known general GNAT-for-Windows restrictions.
25877 Other restrictions about specific features like Windows Resources and DLLs
25878 are listed in separate sections below.
25879
25880 @itemize @bullet
25881
25882 @item
25883 It is not possible to use @code{GetLastError} and @code{SetLastError}
25884 when tasking, protected records, or exceptions are used. In these
25885 cases, in order to implement Ada semantics, the GNAT run-time system
25886 calls certain Win32 routines that set the last error variable to 0 upon
25887 success. It should be possible to use @code{GetLastError} and
25888 @code{SetLastError} when tasking, protected record, and exception
25889 features are not used, but it is not guaranteed to work.
25890
25891 @item
25892 It is not possible to link against Microsoft libraries except for
25893 import libraries. The library must be built to be compatible with
25894 @file{MSVCRT.LIB} (/MD Microsoft compiler option), @file{LIBC.LIB} and
25895 @file{LIBCMT.LIB} (/ML or /MT Microsoft compiler options) are known to
25896 not be compatible with the GNAT runtime. Even if the library is
25897 compatible with @file{MSVCRT.LIB} it is not guaranteed to work.
25898
25899 @item
25900 When the compilation environment is located on FAT32 drives, users may
25901 experience recompilations of the source files that have not changed if
25902 Daylight Saving Time (DST) state has changed since the last time files
25903 were compiled. NTFS drives do not have this problem.
25904
25905 @item
25906 No components of the GNAT toolset use any entries in the Windows
25907 registry. The only entries that can be created are file associations and
25908 PATH settings, provided the user has chosen to create them at installation
25909 time, as well as some minimal book-keeping information needed to correctly
25910 uninstall or integrate different GNAT products.
25911 @end itemize
25912
25913 @node Using a network installation of GNAT
25914 @section Using a network installation of GNAT
25915
25916 @noindent
25917 Make sure the system on which GNAT is installed is accessible from the
25918 current machine, i.e. the install location is shared over the network.
25919 Shared resources are accessed on Windows by means of UNC paths, which
25920 have the format @code{\\server\sharename\path}
25921
25922 In order to use such a network installation, simply add the UNC path of the
25923 @file{bin} directory of your GNAT installation in front of your PATH. For
25924 example, if GNAT is installed in @file{\GNAT} directory of a share location
25925 called @file{c-drive} on a machine @file{LOKI}, the following command will
25926 make it available:
25927
25928 @code{@ @ @ path \\loki\c-drive\gnat\bin;%path%}
25929
25930 Be aware that every compilation using the network installation results in the
25931 transfer of large amounts of data across the network and will likely cause
25932 serious performance penalty.
25933
25934 @node CONSOLE and WINDOWS subsystems
25935 @section CONSOLE and WINDOWS subsystems
25936 @cindex CONSOLE Subsystem
25937 @cindex WINDOWS Subsystem
25938 @cindex -mwindows
25939
25940 @noindent
25941 There are two main subsystems under Windows. The @code{CONSOLE} subsystem
25942 (which is the default subsystem) will always create a console when
25943 launching the application. This is not something desirable when the
25944 application has a Windows GUI. To get rid of this console the
25945 application must be using the @code{WINDOWS} subsystem. To do so
25946 the @option{-mwindows} linker option must be specified.
25947
25948 @smallexample
25949 $ gnatmake winprog -largs -mwindows
25950 @end smallexample
25951
25952 @node Temporary Files
25953 @section Temporary Files
25954 @cindex Temporary files
25955
25956 @noindent
25957 It is possible to control where temporary files gets created by setting
25958 the TMP environment variable. The file will be created:
25959
25960 @itemize
25961 @item Under the directory pointed to by the TMP environment variable if
25962 this directory exists.
25963
25964 @item Under c:\temp, if the TMP environment variable is not set (or not
25965 pointing to a directory) and if this directory exists.
25966
25967 @item Under the current working directory otherwise.
25968 @end itemize
25969
25970 @noindent
25971 This allows you to determine exactly where the temporary
25972 file will be created. This is particularly useful in networked
25973 environments where you may not have write access to some
25974 directories.
25975
25976 @node Mixed-Language Programming on Windows
25977 @section Mixed-Language Programming on Windows
25978
25979 @noindent
25980 Developing pure Ada applications on Windows is no different than on
25981 other GNAT-supported platforms. However, when developing or porting an
25982 application that contains a mix of Ada and C/C++, the choice of your
25983 Windows C/C++ development environment conditions your overall
25984 interoperability strategy.
25985
25986 If you use @code{gcc} to compile the non-Ada part of your application,
25987 there are no Windows-specific restrictions that affect the overall
25988 interoperability with your Ada code. If you plan to use
25989 Microsoft tools (e.g. Microsoft Visual C/C++), you should be aware of
25990 the following limitations:
25991
25992 @itemize @bullet
25993 @item
25994 You cannot link your Ada code with an object or library generated with
25995 Microsoft tools if these use the @code{.tls} section (Thread Local
25996 Storage section) since the GNAT linker does not yet support this section.
25997
25998 @item
25999 You cannot link your Ada code with an object or library generated with
26000 Microsoft tools if these use I/O routines other than those provided in
26001 the Microsoft DLL: @code{msvcrt.dll}. This is because the GNAT run time
26002 uses the services of @code{msvcrt.dll} for its I/Os. Use of other I/O
26003 libraries can cause a conflict with @code{msvcrt.dll} services. For
26004 instance Visual C++ I/O stream routines conflict with those in
26005 @code{msvcrt.dll}.
26006 @end itemize
26007
26008 @noindent
26009 If you do want to use the Microsoft tools for your non-Ada code and hit one
26010 of the above limitations, you have two choices:
26011
26012 @enumerate
26013 @item
26014 Encapsulate your non Ada code in a DLL to be linked with your Ada
26015 application. In this case, use the Microsoft or whatever environment to
26016 build the DLL and use GNAT to build your executable
26017 (@pxref{Using DLLs with GNAT}).
26018
26019 @item
26020 Or you can encapsulate your Ada code in a DLL to be linked with the
26021 other part of your application. In this case, use GNAT to build the DLL
26022 (@pxref{Building DLLs with GNAT}) and use the Microsoft or whatever
26023 environment to build your executable.
26024 @end enumerate
26025
26026 @node Windows Calling Conventions
26027 @section Windows Calling Conventions
26028 @findex Stdcall
26029 @findex APIENTRY
26030
26031 @menu
26032 * C Calling Convention::
26033 * Stdcall Calling Convention::
26034 * DLL Calling Convention::
26035 @end menu
26036
26037 @noindent
26038 When a subprogram @code{F} (caller) calls a subprogram @code{G}
26039 (callee), there are several ways to push @code{G}'s parameters on the
26040 stack and there are several possible scenarios to clean up the stack
26041 upon @code{G}'s return. A calling convention is an agreed upon software
26042 protocol whereby the responsibilities between the caller (@code{F}) and
26043 the callee (@code{G}) are clearly defined. Several calling conventions
26044 are available for Windows:
26045
26046 @itemize @bullet
26047 @item
26048 @code{C} (Microsoft defined)
26049
26050 @item
26051 @code{Stdcall} (Microsoft defined)
26052
26053 @item
26054 @code{DLL} (GNAT specific)
26055 @end itemize
26056
26057 @node C Calling Convention
26058 @subsection @code{C} Calling Convention
26059
26060 @noindent
26061 This is the default calling convention used when interfacing to C/C++
26062 routines compiled with either @code{gcc} or Microsoft Visual C++.
26063
26064 In the @code{C} calling convention subprogram parameters are pushed on the
26065 stack by the caller from right to left. The caller itself is in charge of
26066 cleaning up the stack after the call. In addition, the name of a routine
26067 with @code{C} calling convention is mangled by adding a leading underscore.
26068
26069 The name to use on the Ada side when importing (or exporting) a routine
26070 with @code{C} calling convention is the name of the routine. For
26071 instance the C function:
26072
26073 @smallexample
26074 int get_val (long);
26075 @end smallexample
26076
26077 @noindent
26078 should be imported from Ada as follows:
26079
26080 @smallexample @c ada
26081 @group
26082 function Get_Val (V : Interfaces.C.long) return Interfaces.C.int;
26083 pragma Import (C, Get_Val, External_Name => "get_val");
26084 @end group
26085 @end smallexample
26086
26087 @noindent
26088 Note that in this particular case the @code{External_Name} parameter could
26089 have been omitted since, when missing, this parameter is taken to be the
26090 name of the Ada entity in lower case. When the @code{Link_Name} parameter
26091 is missing, as in the above example, this parameter is set to be the
26092 @code{External_Name} with a leading underscore.
26093
26094 When importing a variable defined in C, you should always use the @code{C}
26095 calling convention unless the object containing the variable is part of a
26096 DLL (in which case you should use the @code{DLL} calling convention,
26097 @pxref{DLL Calling Convention}).
26098
26099 @node Stdcall Calling Convention
26100 @subsection @code{Stdcall} Calling Convention
26101
26102 @noindent
26103 This convention, which was the calling convention used for Pascal
26104 programs, is used by Microsoft for all the routines in the Win32 API for
26105 efficiency reasons. It must be used to import any routine for which this
26106 convention was specified.
26107
26108 In the @code{Stdcall} calling convention subprogram parameters are pushed
26109 on the stack by the caller from right to left. The callee (and not the
26110 caller) is in charge of cleaning the stack on routine exit. In addition,
26111 the name of a routine with @code{Stdcall} calling convention is mangled by
26112 adding a leading underscore (as for the @code{C} calling convention) and a
26113 trailing @code{@@}@code{@i{nn}}, where @i{nn} is the overall size (in
26114 bytes) of the parameters passed to the routine.
26115
26116 The name to use on the Ada side when importing a C routine with a
26117 @code{Stdcall} calling convention is the name of the C routine. The leading
26118 underscore and trailing @code{@@}@code{@i{nn}} are added automatically by
26119 the compiler. For instance the Win32 function:
26120
26121 @smallexample
26122 @b{APIENTRY} int get_val (long);
26123 @end smallexample
26124
26125 @noindent
26126 should be imported from Ada as follows:
26127
26128 @smallexample @c ada
26129 @group
26130 function Get_Val (V : Interfaces.C.long) return Interfaces.C.int;
26131 pragma Import (Stdcall, Get_Val);
26132 --  On the x86 a long is 4 bytes, so the Link_Name is "_get_val@@4"
26133 @end group
26134 @end smallexample
26135
26136 @noindent
26137 As for the @code{C} calling convention, when the @code{External_Name}
26138 parameter is missing, it is taken to be the name of the Ada entity in lower
26139 case. If instead of writing the above import pragma you write:
26140
26141 @smallexample @c ada
26142 @group
26143 function Get_Val (V : Interfaces.C.long) return Interfaces.C.int;
26144 pragma Import (Stdcall, Get_Val, External_Name => "retrieve_val");
26145 @end group
26146 @end smallexample
26147
26148 @noindent
26149 then the imported routine is @code{_retrieve_val@@4}. However, if instead
26150 of specifying the @code{External_Name} parameter you specify the
26151 @code{Link_Name} as in the following example:
26152
26153 @smallexample @c ada
26154 @group
26155 function Get_Val (V : Interfaces.C.long) return Interfaces.C.int;
26156 pragma Import (Stdcall, Get_Val, Link_Name => "retrieve_val");
26157 @end group
26158 @end smallexample
26159
26160 @noindent
26161 then the imported routine is @code{retrieve_val@@4}, that is, there is no
26162 trailing underscore but the appropriate @code{@@}@code{@i{nn}} is always
26163 added at the end of the @code{Link_Name} by the compiler.
26164
26165 @noindent
26166 Note, that in some special cases a DLL's entry point name lacks a trailing
26167 @code{@@}@code{@i{nn}} while the exported name generated for a call has it.
26168 The @code{gnatdll} tool, which creates the import library for the DLL, is able
26169 to handle those cases (see the description of the switches in
26170 @pxref{Using gnatdll} section).
26171
26172 @node DLL Calling Convention
26173 @subsection @code{DLL} Calling Convention
26174
26175 @noindent
26176 This convention, which is GNAT-specific, must be used when you want to
26177 import in Ada a variables defined in a DLL. For functions and procedures
26178 this convention is equivalent to the @code{Stdcall} convention. As an
26179 example, if a DLL contains a variable defined as:
26180
26181 @smallexample
26182 int my_var;
26183 @end smallexample
26184
26185 @noindent
26186 then, to access this variable from Ada you should write:
26187
26188 @smallexample @c ada
26189 @group
26190 My_Var : Interfaces.C.int;
26191 pragma Import (DLL, My_Var);
26192 @end group
26193 @end smallexample
26194
26195 The remarks concerning the @code{External_Name} and @code{Link_Name}
26196 parameters given in the previous sections equally apply to the @code{DLL}
26197 calling convention.
26198
26199 @node Introduction to Dynamic Link Libraries (DLLs)
26200 @section Introduction to Dynamic Link Libraries (DLLs)
26201 @findex DLL
26202
26203 @noindent
26204 A Dynamically Linked Library (DLL) is a library that can be shared by
26205 several applications running under Windows. A DLL can contain any number of
26206 routines and variables.
26207
26208 One advantage of DLLs is that you can change and enhance them without
26209 forcing all the applications that depend on them to be relinked or
26210 recompiled. However, you should be aware than all calls to DLL routines are
26211 slower since, as you will understand below, such calls are indirect.
26212
26213 To illustrate the remainder of this section, suppose that an application
26214 wants to use the services of a DLL @file{API.dll}. To use the services
26215 provided by @file{API.dll} you must statically link against an import
26216 library which contains a jump table with an entry for each routine and
26217 variable exported by the DLL. In the Microsoft world this import library is
26218 called @file{API.lib}. When using GNAT this import library is called either
26219 @file{libAPI.a} or @file{libapi.a} (names are case insensitive).
26220
26221 After you have statically linked your application with the import library
26222 and you run your application, here is what happens:
26223
26224 @enumerate
26225 @item
26226 Your application is loaded into memory.
26227
26228 @item
26229 The DLL @file{API.dll} is mapped into the address space of your
26230 application. This means that:
26231
26232 @itemize @bullet
26233 @item
26234 The DLL will use the stack of the calling thread.
26235
26236 @item
26237 The DLL will use the virtual address space of the calling process.
26238
26239 @item
26240 The DLL will allocate memory from the virtual address space of the calling
26241 process.
26242
26243 @item
26244 Handles (pointers) can be safely exchanged between routines in the DLL
26245 routines and routines in the application using the DLL.
26246 @end itemize
26247
26248 @item
26249 The entries in the @file{libAPI.a} or @file{API.lib} jump table which is
26250 part of your application are initialized with the addresses of the routines
26251 and variables in @file{API.dll}.
26252
26253 @item
26254 If present in @file{API.dll}, routines @code{DllMain} or
26255 @code{DllMainCRTStartup} are invoked. These routines typically contain
26256 the initialization code needed for the well-being of the routines and
26257 variables exported by the DLL.
26258 @end enumerate
26259
26260 @noindent
26261 There is an additional point which is worth mentioning. In the Windows
26262 world there are two kind of DLLs: relocatable and non-relocatable
26263 DLLs. Non-relocatable DLLs can only be loaded at a very specific address
26264 in the target application address space. If the addresses of two
26265 non-relocatable DLLs overlap and these happen to be used by the same
26266 application, a conflict will occur and the application will run
26267 incorrectly. Hence, when possible, it is always preferable to use and
26268 build relocatable DLLs. Both relocatable and non-relocatable DLLs are
26269 supported by GNAT. Note that the @option{-s} linker option (see GNU Linker
26270 User's Guide) removes the debugging symbols from the DLL but the DLL can
26271 still be relocated.
26272
26273 As a side note, an interesting difference between Microsoft DLLs and
26274 Unix shared libraries, is the fact that on most Unix systems all public
26275 routines are exported by default in a Unix shared library, while under
26276 Windows the exported routines must be listed explicitly in a definition
26277 file (@pxref{The Definition File}).
26278
26279 @node Using DLLs with GNAT
26280 @section Using DLLs with GNAT
26281
26282 @menu
26283 * Creating an Ada Spec for the DLL Services::
26284 * Creating an Import Library::
26285 @end menu
26286
26287 @noindent
26288 To use the services of a DLL, say @file{API.dll}, in your Ada application
26289 you must have:
26290
26291 @enumerate
26292 @item
26293 The Ada spec for the routines and/or variables you want to access in
26294 @file{API.dll}. If not available this Ada spec must be built from the C/C++
26295 header files provided with the DLL.
26296
26297 @item
26298 The import library (@file{libAPI.a} or @file{API.lib}). As previously
26299 mentioned an import library is a statically linked library containing the
26300 import table which will be filled at load time to point to the actual
26301 @file{API.dll} routines. Sometimes you don't have an import library for the
26302 DLL you want to use. The following sections will explain how to build one.
26303
26304 @item
26305 The actual DLL, @file{API.dll}.
26306 @end enumerate
26307
26308 @noindent
26309 Once you have all the above, to compile an Ada application that uses the
26310 services of @file{API.dll} and whose main subprogram is @code{My_Ada_App},
26311 you simply issue the command
26312
26313 @smallexample
26314 $ gnatmake my_ada_app -largs -lAPI
26315 @end smallexample
26316
26317 @noindent
26318 The argument @option{-largs -lAPI} at the end of the @code{gnatmake} command
26319 tells the GNAT linker to look first for a library named @file{API.lib}
26320 (Microsoft-style name) and if not found for a library named @file{libAPI.a}
26321 (GNAT-style name). Note that if the Ada package spec for @file{API.dll}
26322 contains the following pragma
26323
26324 @smallexample @c ada
26325 pragma Linker_Options ("-lAPI");
26326 @end smallexample
26327
26328 @noindent
26329 you do not have to add @option{-largs -lAPI} at the end of the @code{gnatmake}
26330 command.
26331
26332 If any one of the items above is missing you will have to create it
26333 yourself. The following sections explain how to do so using as an
26334 example a fictitious DLL called @file{API.dll}.
26335
26336 @node Creating an Ada Spec for the DLL Services
26337 @subsection Creating an Ada Spec for the DLL Services
26338
26339 @noindent
26340 A DLL typically comes with a C/C++ header file which provides the
26341 definitions of the routines and variables exported by the DLL. The Ada
26342 equivalent of this header file is a package spec that contains definitions
26343 for the imported entities. If the DLL you intend to use does not come with
26344 an Ada spec you have to generate one such spec yourself. For example if
26345 the header file of @file{API.dll} is a file @file{api.h} containing the
26346 following two definitions:
26347
26348 @smallexample
26349 @group
26350 @cartouche
26351 int some_var;
26352 int get (char *);
26353 @end cartouche
26354 @end group
26355 @end smallexample
26356
26357 @noindent
26358 then the equivalent Ada spec could be:
26359
26360 @smallexample @c ada
26361 @group
26362 @cartouche
26363 with Interfaces.C.Strings;
26364 package API is
26365    use Interfaces;
26366
26367    Some_Var : C.int;
26368    function Get (Str : C.Strings.Chars_Ptr) return C.int;
26369
26370 private
26371    pragma Import (C, Get);
26372    pragma Import (DLL, Some_Var);
26373 end API;
26374 @end cartouche
26375 @end group
26376 @end smallexample
26377
26378 @noindent
26379 Note that a variable is @strong{always imported with a DLL convention}. A
26380 function can have @code{C}, @code{Stdcall} or @code{DLL} convention. For
26381 subprograms, the @code{DLL} convention is a synonym of @code{Stdcall}
26382 (@pxref{Windows Calling Conventions}).
26383
26384 @node Creating an Import Library
26385 @subsection Creating an Import Library
26386 @cindex Import library
26387
26388 @menu
26389 * The Definition File::
26390 * GNAT-Style Import Library::
26391 * Microsoft-Style Import Library::
26392 @end menu
26393
26394 @noindent
26395 If a Microsoft-style import library @file{API.lib} or a GNAT-style
26396 import library @file{libAPI.a} is available with @file{API.dll} you
26397 can skip this section. Otherwise read on.
26398
26399 @node The Definition File
26400 @subsubsection The Definition File
26401 @cindex Definition file
26402 @findex .def
26403
26404 @noindent
26405 As previously mentioned, and unlike Unix systems, the list of symbols
26406 that are exported from a DLL must be provided explicitly in Windows.
26407 The main goal of a definition file is precisely that: list the symbols
26408 exported by a DLL. A definition file (usually a file with a @code{.def}
26409 suffix) has the following structure:
26410
26411 @smallexample
26412 @group
26413 @cartouche
26414 [LIBRARY @i{name}]
26415 [DESCRIPTION @i{string}]
26416 EXPORTS
26417    @i{symbol1}
26418    @i{symbol2}
26419    ...
26420 @end cartouche
26421 @end group
26422 @end smallexample
26423
26424 @table @code
26425 @item LIBRARY @i{name}
26426 This section, which is optional, gives the name of the DLL.
26427
26428 @item DESCRIPTION @i{string}
26429 This section, which is optional, gives a description string that will be
26430 embedded in the import library.
26431
26432 @item EXPORTS
26433 This section gives the list of exported symbols (procedures, functions or
26434 variables). For instance in the case of @file{API.dll} the @code{EXPORTS}
26435 section of @file{API.def} looks like:
26436
26437 @smallexample
26438 @group
26439 @cartouche
26440 EXPORTS
26441    some_var
26442    get
26443 @end cartouche
26444 @end group
26445 @end smallexample
26446 @end table
26447
26448 @noindent
26449 Note that you must specify the correct suffix (@code{@@}@code{@i{nn}})
26450 (@pxref{Windows Calling Conventions}) for a Stdcall
26451 calling convention function in the exported symbols list.
26452
26453 @noindent
26454 There can actually be other sections in a definition file, but these
26455 sections are not relevant to the discussion at hand.
26456
26457 @node GNAT-Style Import Library
26458 @subsubsection GNAT-Style Import Library
26459
26460 @noindent
26461 To create a static import library from @file{API.dll} with the GNAT tools
26462 you should proceed as follows:
26463
26464 @enumerate
26465 @item
26466 Create the definition file @file{API.def} (@pxref{The Definition File}).
26467 For that use the @code{dll2def} tool as follows:
26468
26469 @smallexample
26470 $ dll2def API.dll > API.def
26471 @end smallexample
26472
26473 @noindent
26474 @code{dll2def} is a very simple tool: it takes as input a DLL and prints
26475 to standard output the list of entry points in the DLL. Note that if
26476 some routines in the DLL have the @code{Stdcall} convention
26477 (@pxref{Windows Calling Conventions}) with stripped @code{@@}@i{nn}
26478 suffix then you'll have to edit @file{api.def} to add it.
26479
26480 @noindent
26481 Here are some hints to find the right @code{@@}@i{nn} suffix.
26482
26483 @enumerate
26484 @item
26485 If you have the Microsoft import library (.lib), it is possible to get
26486 the right symbols by using Microsoft @code{dumpbin} tool (see the
26487 corresponding Microsoft documentation for further details).
26488
26489 @smallexample
26490 $ dumpbin /exports api.lib
26491 @end smallexample
26492
26493 @item
26494 If you have a message about a missing symbol at link time the compiler
26495 tells you what symbol is expected. You just have to go back to the
26496 definition file and add the right suffix.
26497 @end enumerate
26498
26499 @item
26500 Build the import library @code{libAPI.a}, using @code{gnatdll}
26501 (@pxref{Using gnatdll}) as follows:
26502
26503 @smallexample
26504 $ gnatdll -e API.def -d API.dll
26505 @end smallexample
26506
26507 @noindent
26508 @code{gnatdll} takes as input a definition file @file{API.def} and the
26509 name of the DLL containing the services listed in the definition file
26510 @file{API.dll}. The name of the static import library generated is
26511 computed from the name of the definition file as follows: if the
26512 definition file name is @i{xyz}@code{.def}, the import library name will
26513 be @code{lib}@i{xyz}@code{.a}. Note that in the previous example option
26514 @option{-e} could have been removed because the name of the definition
26515 file (before the ``@code{.def}'' suffix) is the same as the name of the
26516 DLL (@pxref{Using gnatdll} for more information about @code{gnatdll}).
26517 @end enumerate
26518
26519 @node Microsoft-Style Import Library
26520 @subsubsection Microsoft-Style Import Library
26521
26522 @noindent
26523 With GNAT you can either use a GNAT-style or Microsoft-style import
26524 library. A Microsoft import library is needed only if you plan to make an
26525 Ada DLL available to applications developed with Microsoft
26526 tools (@pxref{Mixed-Language Programming on Windows}).
26527
26528 To create a Microsoft-style import library for @file{API.dll} you
26529 should proceed as follows:
26530
26531 @enumerate
26532 @item
26533 Create the definition file @file{API.def} from the DLL. For this use either
26534 the @code{dll2def} tool as described above or the Microsoft @code{dumpbin}
26535 tool (see the corresponding Microsoft documentation for further details).
26536
26537 @item
26538 Build the actual import library using Microsoft's @code{lib} utility:
26539
26540 @smallexample
26541 $ lib -machine:IX86 -def:API.def -out:API.lib
26542 @end smallexample
26543
26544 @noindent
26545 If you use the above command the definition file @file{API.def} must
26546 contain a line giving the name of the DLL:
26547
26548 @smallexample
26549 LIBRARY      "API"
26550 @end smallexample
26551
26552 @noindent
26553 See the Microsoft documentation for further details about the usage of
26554 @code{lib}.
26555 @end enumerate
26556
26557 @node Building DLLs with GNAT
26558 @section Building DLLs with GNAT
26559 @cindex DLLs, building
26560
26561 @menu
26562 * Limitations When Using Ada DLLs from Ada::
26563 * Exporting Ada Entities::
26564 * Ada DLLs and Elaboration::
26565 * Ada DLLs and Finalization::
26566 * Creating a Spec for Ada DLLs::
26567 * Creating the Definition File::
26568 * Using gnatdll::
26569 @end menu
26570
26571 @noindent
26572 This section explains how to build DLLs containing Ada code. These DLLs
26573 will be referred to as Ada DLLs in the remainder of this section.
26574
26575 The steps required to build an Ada DLL that is to be used by Ada as well as
26576 non-Ada applications are as follows:
26577
26578 @enumerate
26579 @item
26580 You need to mark each Ada @i{entity} exported by the DLL with a @code{C} or
26581 @code{Stdcall} calling convention to avoid any Ada name mangling for the
26582 entities exported by the DLL (@pxref{Exporting Ada Entities}). You can
26583 skip this step if you plan to use the Ada DLL only from Ada applications.
26584
26585 @item
26586 Your Ada code must export an initialization routine which calls the routine
26587 @code{adainit} generated by @code{gnatbind} to perform the elaboration of
26588 the Ada code in the DLL (@pxref{Ada DLLs and Elaboration}). The initialization
26589 routine exported by the Ada DLL must be invoked by the clients of the DLL
26590 to initialize the DLL.
26591
26592 @item
26593 When useful, the DLL should also export a finalization routine which calls
26594 routine @code{adafinal} generated by @code{gnatbind} to perform the
26595 finalization of the Ada code in the DLL (@pxref{Ada DLLs and Finalization}).
26596 The finalization routine exported by the Ada DLL must be invoked by the
26597 clients of the DLL when the DLL services are no further needed.
26598
26599 @item
26600 You must provide a spec for the services exported by the Ada DLL in each
26601 of the programming languages to which you plan to make the DLL available.
26602
26603 @item
26604 You must provide a definition file listing the exported entities
26605 (@pxref{The Definition File}).
26606
26607 @item
26608 Finally you must use @code{gnatdll} to produce the DLL and the import
26609 library (@pxref{Using gnatdll}).
26610 @end enumerate
26611
26612 @noindent
26613 Note that a relocatable DLL stripped using the @code{strip} binutils
26614 tool will not be relocatable anymore. To build a DLL without debug
26615 information pass @code{-largs -s} to @code{gnatdll}.
26616
26617 @node Limitations When Using Ada DLLs from Ada
26618 @subsection Limitations When Using Ada DLLs from Ada
26619
26620 @noindent
26621 When using Ada DLLs from Ada applications there is a limitation users
26622 should be aware of. Because on Windows the GNAT run time is not in a DLL of
26623 its own, each Ada DLL includes a part of the GNAT run time. Specifically,
26624 each Ada DLL includes the services of the GNAT run time that are necessary
26625 to the Ada code inside the DLL. As a result, when an Ada program uses an
26626 Ada DLL there are two independent GNAT run times: one in the Ada DLL and
26627 one in the main program.
26628
26629 It is therefore not possible to exchange GNAT run-time objects between the
26630 Ada DLL and the main Ada program. Example of GNAT run-time objects are file
26631 handles (e.g. @code{Text_IO.File_Type}), tasks types, protected objects
26632 types, etc.
26633
26634 It is completely safe to exchange plain elementary, array or record types,
26635 Windows object handles, etc.
26636
26637 @node Exporting Ada Entities
26638 @subsection Exporting Ada Entities
26639 @cindex Export table
26640
26641 @noindent
26642 Building a DLL is a way to encapsulate a set of services usable from any
26643 application. As a result, the Ada entities exported by a DLL should be
26644 exported with the @code{C} or @code{Stdcall} calling conventions to avoid
26645 any Ada name mangling. Please note that the @code{Stdcall} convention
26646 should only be used for subprograms, not for variables. As an example here
26647 is an Ada package @code{API}, spec and body, exporting two procedures, a
26648 function, and a variable:
26649
26650 @smallexample @c ada
26651 @group
26652 @cartouche
26653 with Interfaces.C; use Interfaces;
26654 package API is
26655    Count : C.int := 0;
26656    function Factorial (Val : C.int) return C.int;
26657
26658    procedure Initialize_API;
26659    procedure Finalize_API;
26660    --  Initialization & Finalization routines. More in the next section.
26661 private
26662    pragma Export (C, Initialize_API);
26663    pragma Export (C, Finalize_API);
26664    pragma Export (C, Count);
26665    pragma Export (C, Factorial);
26666 end API;
26667 @end cartouche
26668 @end group
26669 @end smallexample
26670
26671 @smallexample @c ada
26672 @group
26673 @cartouche
26674 package body API is
26675    function Factorial (Val : C.int) return C.int is
26676       Fact : C.int := 1;
26677    begin
26678       Count := Count + 1;
26679       for K in 1 .. Val loop
26680          Fact := Fact * K;
26681       end loop;
26682       return Fact;
26683    end Factorial;
26684
26685    procedure Initialize_API is
26686       procedure Adainit;
26687       pragma Import (C, Adainit);
26688    begin
26689       Adainit;
26690    end Initialize_API;
26691
26692    procedure Finalize_API is
26693       procedure Adafinal;
26694       pragma Import (C, Adafinal);
26695    begin
26696       Adafinal;
26697    end Finalize_API;
26698 end API;
26699 @end cartouche
26700 @end group
26701 @end smallexample
26702
26703 @noindent
26704 If the Ada DLL you are building will only be used by Ada applications
26705 you do not have to export Ada entities with a @code{C} or @code{Stdcall}
26706 convention. As an example, the previous package could be written as
26707 follows:
26708
26709 @smallexample @c ada
26710 @group
26711 @cartouche
26712 package API is
26713    Count : Integer := 0;
26714    function Factorial (Val : Integer) return Integer;
26715
26716    procedure Initialize_API;
26717    procedure Finalize_API;
26718    --  Initialization and Finalization routines.
26719 end API;
26720 @end cartouche
26721 @end group
26722 @end smallexample
26723
26724 @smallexample @c ada
26725 @group
26726 @cartouche
26727 package body API is
26728    function Factorial (Val : Integer) return Integer is
26729       Fact : Integer := 1;
26730    begin
26731       Count := Count + 1;
26732       for K in 1 .. Val loop
26733          Fact := Fact * K;
26734       end loop;
26735       return Fact;
26736    end Factorial;
26737
26738    ...
26739    --  The remainder of this package body is unchanged.
26740 end API;
26741 @end cartouche
26742 @end group
26743 @end smallexample
26744
26745 @noindent
26746 Note that if you do not export the Ada entities with a @code{C} or
26747 @code{Stdcall} convention you will have to provide the mangled Ada names
26748 in the definition file of the Ada DLL
26749 (@pxref{Creating the Definition File}).
26750
26751 @node Ada DLLs and Elaboration
26752 @subsection Ada DLLs and Elaboration
26753 @cindex DLLs and elaboration
26754
26755 @noindent
26756 The DLL that you are building contains your Ada code as well as all the
26757 routines in the Ada library that are needed by it. The first thing a
26758 user of your DLL must do is elaborate the Ada code
26759 (@pxref{Elaboration Order Handling in GNAT}).
26760
26761 To achieve this you must export an initialization routine
26762 (@code{Initialize_API} in the previous example), which must be invoked
26763 before using any of the DLL services. This elaboration routine must call
26764 the Ada elaboration routine @code{adainit} generated by the GNAT binder
26765 (@pxref{Binding with Non-Ada Main Programs}). See the body of
26766 @code{Initialize_Api} for an example. Note that the GNAT binder is
26767 automatically invoked during the DLL build process by the @code{gnatdll}
26768 tool (@pxref{Using gnatdll}).
26769
26770 When a DLL is loaded, Windows systematically invokes a routine called
26771 @code{DllMain}. It would therefore be possible to call @code{adainit}
26772 directly from @code{DllMain} without having to provide an explicit
26773 initialization routine. Unfortunately, it is not possible to call
26774 @code{adainit} from the @code{DllMain} if your program has library level
26775 tasks because access to the @code{DllMain} entry point is serialized by
26776 the system (that is, only a single thread can execute ``through'' it at a
26777 time), which means that the GNAT run time will deadlock waiting for the
26778 newly created task to complete its initialization.
26779
26780 @node Ada DLLs and Finalization
26781 @subsection Ada DLLs and Finalization
26782 @cindex DLLs and finalization
26783
26784 @noindent
26785 When the services of an Ada DLL are no longer needed, the client code should
26786 invoke the DLL finalization routine, if available. The DLL finalization
26787 routine is in charge of releasing all resources acquired by the DLL. In the
26788 case of the Ada code contained in the DLL, this is achieved by calling
26789 routine @code{adafinal} generated by the GNAT binder
26790 (@pxref{Binding with Non-Ada Main Programs}).
26791 See the body of @code{Finalize_Api} for an
26792 example. As already pointed out the GNAT binder is automatically invoked
26793 during the DLL build process by the @code{gnatdll} tool
26794 (@pxref{Using gnatdll}).
26795
26796 @node Creating a Spec for Ada DLLs
26797 @subsection Creating a Spec for Ada DLLs
26798
26799 @noindent
26800 To use the services exported by the Ada DLL from another programming
26801 language (e.g. C), you have to translate the specs of the exported Ada
26802 entities in that language. For instance in the case of @code{API.dll},
26803 the corresponding C header file could look like:
26804
26805 @smallexample
26806 @group
26807 @cartouche
26808 extern int *_imp__count;
26809 #define count (*_imp__count)
26810 int factorial (int);
26811 @end cartouche
26812 @end group
26813 @end smallexample
26814
26815 @noindent
26816 It is important to understand that when building an Ada DLL to be used by
26817 other Ada applications, you need two different specs for the packages
26818 contained in the DLL: one for building the DLL and the other for using
26819 the DLL. This is because the @code{DLL} calling convention is needed to
26820 use a variable defined in a DLL, but when building the DLL, the variable
26821 must have either the @code{Ada} or @code{C} calling convention. As an
26822 example consider a DLL comprising the following package @code{API}:
26823
26824 @smallexample @c ada
26825 @group
26826 @cartouche
26827 package API is
26828    Count : Integer := 0;
26829    ...
26830    --  Remainder of the package omitted.
26831 end API;
26832 @end cartouche
26833 @end group
26834 @end smallexample
26835
26836 @noindent
26837 After producing a DLL containing package @code{API}, the spec that
26838 must be used to import @code{API.Count} from Ada code outside of the
26839 DLL is:
26840
26841 @smallexample @c ada
26842 @group
26843 @cartouche
26844 package API is
26845    Count : Integer;
26846    pragma Import (DLL, Count);
26847 end API;
26848 @end cartouche
26849 @end group
26850 @end smallexample
26851
26852 @node Creating the Definition File
26853 @subsection Creating the Definition File
26854
26855 @noindent
26856 The definition file is the last file needed to build the DLL. It lists
26857 the exported symbols. As an example, the definition file for a DLL
26858 containing only package @code{API} (where all the entities are exported
26859 with a @code{C} calling convention) is:
26860
26861 @smallexample
26862 @group
26863 @cartouche
26864 EXPORTS
26865     count
26866     factorial
26867     finalize_api
26868     initialize_api
26869 @end cartouche
26870 @end group
26871 @end smallexample
26872
26873 @noindent
26874 If the @code{C} calling convention is missing from package @code{API},
26875 then the definition file contains the mangled Ada names of the above
26876 entities, which in this case are:
26877
26878 @smallexample
26879 @group
26880 @cartouche
26881 EXPORTS
26882     api__count
26883     api__factorial
26884     api__finalize_api
26885     api__initialize_api
26886 @end cartouche
26887 @end group
26888 @end smallexample
26889
26890 @node Using gnatdll
26891 @subsection Using @code{gnatdll}
26892 @findex gnatdll
26893
26894 @menu
26895 * gnatdll Example::
26896 * gnatdll behind the Scenes::
26897 * Using dlltool::
26898 @end menu
26899
26900 @noindent
26901 @code{gnatdll} is a tool to automate the DLL build process once all the Ada
26902 and non-Ada sources that make up your DLL have been compiled.
26903 @code{gnatdll} is actually in charge of two distinct tasks: build the
26904 static import library for the DLL and the actual DLL. The form of the
26905 @code{gnatdll} command is
26906
26907 @smallexample
26908 @cartouche
26909 $ gnatdll [@var{switches}] @var{list-of-files} [-largs @var{opts}]
26910 @end cartouche
26911 @end smallexample
26912
26913 @noindent
26914 where @i{list-of-files} is a list of ALI and object files. The object
26915 file list must be the exact list of objects corresponding to the non-Ada
26916 sources whose services are to be included in the DLL. The ALI file list
26917 must be the exact list of ALI files for the corresponding Ada sources
26918 whose services are to be included in the DLL. If @i{list-of-files} is
26919 missing, only the static import library is generated.
26920
26921 @noindent
26922 You may specify any of the following switches to @code{gnatdll}:
26923
26924 @table @code
26925 @item -a[@var{address}]
26926 @cindex @option{-a} (@code{gnatdll})
26927 Build a non-relocatable DLL at @var{address}. If @var{address} is not
26928 specified the default address @var{0x11000000} will be used. By default,
26929 when this switch is missing, @code{gnatdll} builds relocatable DLL. We
26930 advise the reader to build relocatable DLL.
26931
26932 @item -b @var{address}
26933 @cindex @option{-b} (@code{gnatdll})
26934 Set the relocatable DLL base address. By default the address is
26935 @var{0x11000000}.
26936
26937 @item -bargs @var{opts}
26938 @cindex @option{-bargs} (@code{gnatdll})
26939 Binder options. Pass @var{opts} to the binder.
26940
26941 @item -d @var{dllfile}
26942 @cindex @option{-d} (@code{gnatdll})
26943 @var{dllfile} is the name of the DLL. This switch must be present for
26944 @code{gnatdll} to do anything. The name of the generated import library is
26945 obtained algorithmically from @var{dllfile} as shown in the following
26946 example: if @var{dllfile} is @code{xyz.dll}, the import library name is
26947 @code{libxyz.a}. The name of the definition file to use (if not specified
26948 by option @option{-e}) is obtained algorithmically from @var{dllfile}
26949 as shown in the following example:
26950 if @var{dllfile} is @code{xyz.dll}, the definition
26951 file used is @code{xyz.def}.
26952
26953 @item -e @var{deffile}
26954 @cindex @option{-e} (@code{gnatdll})
26955 @var{deffile} is the name of the definition file.
26956
26957 @item -g
26958 @cindex @option{-g} (@code{gnatdll})
26959 Generate debugging information. This information is stored in the object
26960 file and copied from there to the final DLL file by the linker,
26961 where it can be read by the debugger. You must use the
26962 @option{-g} switch if you plan on using the debugger or the symbolic
26963 stack traceback.
26964
26965 @item -h
26966 @cindex @option{-h} (@code{gnatdll})
26967 Help mode. Displays @code{gnatdll} switch usage information.
26968
26969 @item -Idir
26970 @cindex @option{-I} (@code{gnatdll})
26971 Direct @code{gnatdll} to search the @var{dir} directory for source and
26972 object files needed to build the DLL.
26973 (@pxref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}).
26974
26975 @item -k
26976 @cindex @option{-k} (@code{gnatdll})
26977 Removes the @code{@@}@i{nn} suffix from the import library's exported
26978 names. You must specified this option if you want to use a
26979 @code{Stdcall} function in a DLL for which the @code{@@}@i{nn} suffix
26980 has been removed. This is the case for most of the Windows NT DLL for
26981 example. This option has no effect when @option{-n} option is specified.
26982
26983 @item -l @var{file}
26984 @cindex @option{-l} (@code{gnatdll})
26985 The list of ALI and object files used to build the DLL are listed in
26986 @var{file}, instead of being given in the command line. Each line in
26987 @var{file} contains the name of an ALI or object file.
26988
26989 @item -n
26990 @cindex @option{-n} (@code{gnatdll})
26991 No Import. Do not create the import library.
26992
26993 @item -q
26994 @cindex @option{-q} (@code{gnatdll})
26995 Quiet mode. Do not display unnecessary messages.
26996
26997 @item -v
26998 @cindex @option{-v} (@code{gnatdll})
26999 Verbose mode. Display extra information.
27000
27001 @item -largs @var{opts}
27002 @cindex @option{-largs} (@code{gnatdll})
27003 Linker options. Pass @var{opts} to the linker.
27004 @end table
27005
27006 @node gnatdll Example
27007 @subsubsection @code{gnatdll} Example
27008
27009 @noindent
27010 As an example the command to build a relocatable DLL from @file{api.adb}
27011 once @file{api.adb} has been compiled and @file{api.def} created is
27012
27013 @smallexample
27014 $ gnatdll -d api.dll api.ali
27015 @end smallexample
27016
27017 @noindent
27018 The above command creates two files: @file{libapi.a} (the import
27019 library) and @file{api.dll} (the actual DLL). If you want to create
27020 only the DLL, just type:
27021
27022 @smallexample
27023 $ gnatdll -d api.dll -n api.ali
27024 @end smallexample
27025
27026 @noindent
27027 Alternatively if you want to create just the import library, type:
27028
27029 @smallexample
27030 $ gnatdll -d api.dll
27031 @end smallexample
27032
27033 @node gnatdll behind the Scenes
27034 @subsubsection @code{gnatdll} behind the Scenes
27035
27036 @noindent
27037 This section details the steps involved in creating a DLL. @code{gnatdll}
27038 does these steps for you. Unless you are interested in understanding what
27039 goes on behind the scenes, you should skip this section.
27040
27041 We use the previous example of a DLL containing the Ada package @code{API},
27042 to illustrate the steps necessary to build a DLL. The starting point is a
27043 set of objects that will make up the DLL and the corresponding ALI
27044 files. In the case of this example this means that @file{api.o} and
27045 @file{api.ali} are available. To build a relocatable DLL, @code{gnatdll} does
27046 the following:
27047
27048 @enumerate
27049 @item
27050 @code{gnatdll} builds the base file (@file{api.base}). A base file gives
27051 the information necessary to generate relocation information for the
27052 DLL.
27053
27054 @smallexample
27055 @group
27056 $ gnatbind -n api
27057 $ gnatlink api -o api.jnk -mdll -Wl,--base-file,api.base
27058 @end group
27059 @end smallexample
27060
27061 @noindent
27062 In addition to the base file, the @code{gnatlink} command generates an
27063 output file @file{api.jnk} which can be discarded. The @option{-mdll} switch
27064 asks @code{gnatlink} to generate the routines @code{DllMain} and
27065 @code{DllMainCRTStartup} that are called by the Windows loader when the DLL
27066 is loaded into memory.
27067
27068 @item
27069 @code{gnatdll} uses @code{dlltool} (@pxref{Using dlltool}) to build the
27070 export table (@file{api.exp}). The export table contains the relocation
27071 information in a form which can be used during the final link to ensure
27072 that the Windows loader is able to place the DLL anywhere in memory.
27073
27074 @smallexample
27075 @group
27076 $ dlltool --dllname api.dll --def api.def --base-file api.base \
27077           --output-exp api.exp
27078 @end group
27079 @end smallexample
27080
27081 @item
27082 @code{gnatdll} builds the base file using the new export table. Note that
27083 @code{gnatbind} must be called once again since the binder generated file
27084 has been deleted during the previous call to @code{gnatlink}.
27085
27086 @smallexample
27087 @group
27088 $ gnatbind -n api
27089 $ gnatlink api -o api.jnk api.exp -mdll
27090       -Wl,--base-file,api.base
27091 @end group
27092 @end smallexample
27093
27094 @item
27095 @code{gnatdll} builds the new export table using the new base file and
27096 generates the DLL import library @file{libAPI.a}.
27097
27098 @smallexample
27099 @group
27100 $ dlltool --dllname api.dll --def api.def --base-file api.base \
27101           --output-exp api.exp --output-lib libAPI.a
27102 @end group
27103 @end smallexample
27104
27105 @item
27106 Finally @code{gnatdll} builds the relocatable DLL using the final export
27107 table.
27108
27109 @smallexample
27110 @group
27111 $ gnatbind -n api
27112 $ gnatlink api api.exp -o api.dll -mdll
27113 @end group
27114 @end smallexample
27115 @end enumerate
27116
27117 @node Using dlltool
27118 @subsubsection Using @code{dlltool}
27119
27120 @noindent
27121 @code{dlltool} is the low-level tool used by @code{gnatdll} to build
27122 DLLs and static import libraries. This section summarizes the most
27123 common @code{dlltool} switches. The form of the @code{dlltool} command
27124 is
27125
27126 @smallexample
27127 $ dlltool [@var{switches}]
27128 @end smallexample
27129
27130 @noindent
27131 @code{dlltool} switches include:
27132
27133 @table @option
27134 @item --base-file @var{basefile}
27135 @cindex @option{--base-file} (@command{dlltool})
27136 Read the base file @var{basefile} generated by the linker. This switch
27137 is used to create a relocatable DLL.
27138
27139 @item --def @var{deffile}
27140 @cindex @option{--def} (@command{dlltool})
27141 Read the definition file.
27142
27143 @item --dllname @var{name}
27144 @cindex @option{--dllname} (@command{dlltool})
27145 Gives the name of the DLL. This switch is used to embed the name of the
27146 DLL in the static import library generated by @code{dlltool} with switch
27147 @option{--output-lib}.
27148
27149 @item -k
27150 @cindex @option{-k} (@command{dlltool})
27151 Kill @code{@@}@i{nn} from exported names
27152 (@pxref{Windows Calling Conventions}
27153 for a discussion about @code{Stdcall}-style symbols.
27154
27155 @item --help
27156 @cindex @option{--help} (@command{dlltool})
27157 Prints the @code{dlltool} switches with a concise description.
27158
27159 @item --output-exp @var{exportfile}
27160 @cindex @option{--output-exp} (@command{dlltool})
27161 Generate an export file @var{exportfile}. The export file contains the
27162 export table (list of symbols in the DLL) and is used to create the DLL.
27163
27164 @item --output-lib @i{libfile}
27165 @cindex @option{--output-lib} (@command{dlltool})
27166 Generate a static import library @var{libfile}.
27167
27168 @item -v
27169 @cindex @option{-v} (@command{dlltool})
27170 Verbose mode.
27171
27172 @item --as @i{assembler-name}
27173 @cindex @option{--as} (@command{dlltool})
27174 Use @i{assembler-name} as the assembler. The default is @code{as}.
27175 @end table
27176
27177 @node GNAT and Windows Resources
27178 @section GNAT and Windows Resources
27179 @cindex Resources, windows
27180
27181 @menu
27182 * Building Resources::
27183 * Compiling Resources::
27184 * Using Resources::
27185 @end menu
27186
27187 @noindent
27188 Resources are an easy way to add Windows specific objects to your
27189 application. The objects that can be added as resources include:
27190
27191 @itemize @bullet
27192 @item
27193 menus
27194
27195 @item
27196 accelerators
27197
27198 @item
27199 dialog boxes
27200
27201 @item
27202 string tables
27203
27204 @item
27205 bitmaps
27206
27207 @item
27208 cursors
27209
27210 @item
27211 icons
27212
27213 @item
27214 fonts
27215 @end itemize
27216
27217 @noindent
27218 This section explains how to build, compile and use resources.
27219
27220 @node Building Resources
27221 @subsection Building Resources
27222 @cindex Resources, building
27223
27224 @noindent
27225 A resource file is an ASCII file. By convention resource files have an
27226 @file{.rc} extension.
27227 The easiest way to build a resource file is to use Microsoft tools
27228 such as @code{imagedit.exe} to build bitmaps, icons and cursors and
27229 @code{dlgedit.exe} to build dialogs.
27230 It is always possible to build an @file{.rc} file yourself by writing a
27231 resource script.
27232
27233 It is not our objective to explain how to write a resource file. A
27234 complete description of the resource script language can be found in the
27235 Microsoft documentation.
27236
27237 @node Compiling Resources
27238 @subsection Compiling Resources
27239 @findex rc
27240 @findex windres
27241 @cindex Resources, compiling
27242
27243 @noindent
27244 This section describes how to build a GNAT-compatible (COFF) object file
27245 containing the resources. This is done using the Resource Compiler
27246 @code{windres} as follows:
27247
27248 @smallexample
27249 $ windres -i myres.rc -o myres.o
27250 @end smallexample
27251
27252 @noindent
27253 By default @code{windres} will run @code{gcc} to preprocess the @file{.rc}
27254 file. You can specify an alternate preprocessor (usually named
27255 @file{cpp.exe}) using the @code{windres} @option{--preprocessor}
27256 parameter. A list of all possible options may be obtained by entering
27257 the command @code{windres} @option{--help}.
27258
27259 It is also possible to use the Microsoft resource compiler @code{rc.exe}
27260 to produce a @file{.res} file (binary resource file). See the
27261 corresponding Microsoft documentation for further details. In this case
27262 you need to use @code{windres} to translate the @file{.res} file to a
27263 GNAT-compatible object file as follows:
27264
27265 @smallexample
27266 $ windres -i myres.res -o myres.o
27267 @end smallexample
27268
27269 @node Using Resources
27270 @subsection Using Resources
27271 @cindex Resources, using
27272
27273 @noindent
27274 To include the resource file in your program just add the
27275 GNAT-compatible object file for the resource(s) to the linker
27276 arguments. With @code{gnatmake} this is done by using the @option{-largs}
27277 option:
27278
27279 @smallexample
27280 $ gnatmake myprog -largs myres.o
27281 @end smallexample
27282
27283 @node Debugging a DLL
27284 @section Debugging a DLL
27285 @cindex DLL debugging
27286
27287 @menu
27288 * Program and DLL Both Built with GCC/GNAT::
27289 * Program Built with Foreign Tools and DLL Built with GCC/GNAT::
27290 @end menu
27291
27292 @noindent
27293 Debugging a DLL is similar to debugging a standard program. But
27294 we have to deal with two different executable parts: the DLL and the
27295 program that uses it. We have the following four possibilities:
27296
27297 @enumerate 1
27298 @item
27299 The program and the DLL are built with @code{GCC/GNAT}.
27300 @item
27301 The program is built with foreign tools and the DLL is built with
27302 @code{GCC/GNAT}.
27303 @item
27304 The program is built with @code{GCC/GNAT} and the DLL is built with
27305 foreign tools.
27306 @item
27307 @end enumerate
27308
27309 @noindent
27310 In this section we address only cases one and two above.
27311 There is no point in trying to debug
27312 a DLL with @code{GNU/GDB}, if there is no GDB-compatible debugging
27313 information in it. To do so you must use a debugger compatible with the
27314 tools suite used to build the DLL.
27315
27316 @node Program and DLL Both Built with GCC/GNAT
27317 @subsection Program and DLL Both Built with GCC/GNAT
27318
27319 @noindent
27320 This is the simplest case. Both the DLL and the program have @code{GDB}
27321 compatible debugging information. It is then possible to break anywhere in
27322 the process. Let's suppose here that the main procedure is named
27323 @code{ada_main} and that in the DLL there is an entry point named
27324 @code{ada_dll}.
27325
27326 @noindent
27327 The DLL (@pxref{Introduction to Dynamic Link Libraries (DLLs)}) and
27328 program must have been built with the debugging information (see GNAT -g
27329 switch). Here are the step-by-step instructions for debugging it:
27330
27331 @enumerate 1
27332 @item Launch @code{GDB} on the main program.
27333
27334 @smallexample
27335 $ gdb -nw ada_main
27336 @end smallexample
27337
27338 @item Break on the main procedure and run the program.
27339
27340 @smallexample
27341 (gdb) break ada_main
27342 (gdb) run
27343 @end smallexample
27344
27345 @noindent
27346 This step is required to be able to set a breakpoint inside the DLL. As long
27347 as the program is not run, the DLL is not loaded. This has the
27348 consequence that the DLL debugging information is also not loaded, so it is not
27349 possible to set a breakpoint in the DLL.
27350
27351 @item Set a breakpoint inside the DLL
27352
27353 @smallexample
27354 (gdb) break ada_dll
27355 (gdb) run
27356 @end smallexample
27357
27358 @end enumerate
27359
27360 @noindent
27361 At this stage a breakpoint is set inside the DLL. From there on
27362 you can use the standard approach to debug the whole program
27363 (@pxref{Running and Debugging Ada Programs}).
27364
27365 @node Program Built with Foreign Tools and DLL Built with GCC/GNAT
27366 @subsection Program Built with Foreign Tools and DLL Built with GCC/GNAT
27367
27368 @menu
27369 * Debugging the DLL Directly::
27370 * Attaching to a Running Process::
27371 @end menu
27372
27373 @noindent
27374 In this case things are slightly more complex because it is not possible to
27375 start the main program and then break at the beginning to load the DLL and the
27376 associated DLL debugging information. It is not possible to break at the
27377 beginning of the program because there is no @code{GDB} debugging information,
27378 and therefore there is no direct way of getting initial control. This
27379 section addresses this issue by describing some methods that can be used
27380 to break somewhere in the DLL to debug it.
27381
27382 @noindent
27383 First suppose that the main procedure is named @code{main} (this is for
27384 example some C code built with Microsoft Visual C) and that there is a
27385 DLL named @code{test.dll} containing an Ada entry point named
27386 @code{ada_dll}.
27387
27388 @noindent
27389 The DLL (@pxref{Introduction to Dynamic Link Libraries (DLLs)}) must have
27390 been built with debugging information (see GNAT -g option).
27391
27392 @node Debugging the DLL Directly
27393 @subsubsection Debugging the DLL Directly
27394
27395 @enumerate 1
27396 @item
27397 Launch the debugger on the DLL.
27398
27399 @smallexample
27400 $ gdb -nw test.dll
27401 @end smallexample
27402
27403 @item Set a breakpoint on a DLL subroutine.
27404
27405 @smallexample
27406 (gdb) break ada_dll
27407 @end smallexample
27408
27409 @item
27410 Specify the executable file to @code{GDB}.
27411
27412 @smallexample
27413 (gdb) exec-file main.exe
27414 @end smallexample
27415
27416 @item
27417 Run the program.
27418
27419 @smallexample
27420 (gdb) run
27421 @end smallexample
27422
27423 @noindent
27424 This will run the program until it reaches the breakpoint that has been
27425 set. From that point you can use the standard way to debug a program
27426 as described in (@pxref{Running and Debugging Ada Programs}).
27427
27428 @end enumerate
27429
27430 @noindent
27431 It is also possible to debug the DLL by attaching to a running process.
27432
27433 @node Attaching to a Running Process
27434 @subsubsection Attaching to a Running Process
27435 @cindex DLL debugging, attach to process
27436
27437 @noindent
27438 With @code{GDB} it is always possible to debug a running process by
27439 attaching to it. It is possible to debug a DLL this way. The limitation
27440 of this approach is that the DLL must run long enough to perform the
27441 attach operation. It may be useful for instance to insert a time wasting
27442 loop in the code of the DLL to meet this criterion.
27443
27444 @enumerate 1
27445
27446 @item Launch the main program @file{main.exe}.
27447
27448 @smallexample
27449 $ main
27450 @end smallexample
27451
27452 @item Use the Windows @i{Task Manager} to find the process ID. Let's say
27453 that the process PID for @file{main.exe} is 208.
27454
27455 @item Launch gdb.
27456
27457 @smallexample
27458 $ gdb -nw
27459 @end smallexample
27460
27461 @item Attach to the running process to be debugged.
27462
27463 @smallexample
27464 (gdb) attach 208
27465 @end smallexample
27466
27467 @item Load the process debugging information.
27468
27469 @smallexample
27470 (gdb) symbol-file main.exe
27471 @end smallexample
27472
27473 @item Break somewhere in the DLL.
27474
27475 @smallexample
27476 (gdb) break ada_dll
27477 @end smallexample
27478
27479 @item Continue process execution.
27480
27481 @smallexample
27482 (gdb) continue
27483 @end smallexample
27484
27485 @end enumerate
27486
27487 @noindent
27488 This last step will resume the process execution, and stop at
27489 the breakpoint we have set. From there you can use the standard
27490 approach to debug a program as described in
27491 (@pxref{Running and Debugging Ada Programs}).
27492
27493 @node GNAT and COM/DCOM Objects
27494 @section GNAT and COM/DCOM Objects
27495 @findex COM
27496 @findex DCOM
27497
27498 @noindent
27499 This section is temporarily left blank.
27500
27501 @end ifset
27502
27503
27504 @c **********************************
27505 @c * GNU Free Documentation License *
27506 @c **********************************
27507 @include fdl.texi
27508 @c GNU Free Documentation License
27509
27510 @node Index,,GNU Free Documentation License, Top
27511 @unnumbered Index
27512
27513 @printindex cp
27514
27515 @contents
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27520
27521 @bye