OSDN Git Service

2002-06-15 Aldy Hernandez <aldyh@redhat.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / doc / cpp.texi
1 \input texinfo
2 @setfilename cpp.info
3 @settitle The C Preprocessor
4 @setchapternewpage off
5 @c @smallbook
6 @c @cropmarks
7 @c @finalout
8
9 @macro copyrightnotice
10 @c man begin COPYRIGHT
11 Copyright @copyright{} 1987, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996,
12 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002
13 Free Software Foundation, Inc.
14
15 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
16 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.1 or
17 any later version published by the Free Software Foundation.  A copy of
18 the license is included in the
19 @c man end
20 section entitled ``GNU Free Documentation License''.
21 @ignore
22 @c man begin COPYRIGHT
23 man page gfdl(7).
24 @c man end
25 @end ignore
26 @end macro
27
28 @macro covertexts
29 @c man begin COPYRIGHT
30 This manual contains no Invariant Sections.  The Front-Cover Texts are
31 (a) (see below), and the Back-Cover Texts are (b) (see below).
32
33 (a) The FSF's Front-Cover Text is:
34
35      A GNU Manual
36
37 (b) The FSF's Back-Cover Text is:
38
39      You have freedom to copy and modify this GNU Manual, like GNU
40      software.  Copies published by the Free Software Foundation raise
41      funds for GNU development.
42 @c man end
43 @end macro
44
45 @macro gcctabopt{body}
46 @code{\body\}
47 @end macro
48
49 @c Create a separate index for command line options.
50 @defcodeindex op
51 @syncodeindex vr op
52
53 @c Used in cppopts.texi and cppenv.texi.
54 @set cppmanual
55
56 @ifinfo
57 @dircategory Programming
58 @direntry
59 * Cpp: (cpp).                  The GNU C preprocessor.
60 @end direntry
61 @end ifinfo
62
63 @titlepage
64 @title The C Preprocessor
65 @subtitle Last revised April 2001
66 @subtitle for GCC version 3
67 @author Richard M. Stallman
68 @author Zachary Weinberg
69 @page
70 @c There is a fill at the bottom of the page, so we need a filll to
71 @c override it.
72 @vskip 0pt plus 1filll
73 @copyrightnotice{}
74 @covertexts{}
75 @end titlepage
76 @contents
77 @page
78
79 @ifnottex
80 @node Top
81 @top
82 The C preprocessor implements the macro language used to transform C,
83 C++, and Objective-C programs before they are compiled.  It can also be
84 useful on its own.
85
86 @menu
87 * Overview::
88 * Header Files::
89 * Macros::
90 * Conditionals::
91 * Diagnostics::
92 * Line Control::
93 * Pragmas::
94 * Other Directives::
95 * Preprocessor Output::
96 * Traditional Mode::
97 * Implementation Details::
98 * Invocation::
99 * Environment Variables::
100 * GNU Free Documentation License::
101 * Index of Directives::
102 * Option Index::
103 * Concept Index::
104
105 @detailmenu
106  --- The Detailed Node Listing ---
107
108 Overview
109
110 * Initial processing::
111 * Tokenization::
112 * The preprocessing language::
113
114 Header Files
115
116 * Include Syntax::
117 * Include Operation::
118 * Search Path::
119 * Once-Only Headers::
120 * Computed Includes::
121 * Wrapper Headers::
122 * System Headers::
123
124 Macros
125
126 * Object-like Macros::
127 * Function-like Macros::
128 * Macro Arguments::
129 * Stringification::
130 * Concatenation::
131 * Variadic Macros::
132 * Predefined Macros::
133 * Undefining and Redefining Macros::
134 * Directives Within Macro Arguments::
135 * Macro Pitfalls::
136
137 Predefined Macros
138
139 * Standard Predefined Macros::
140 * Common Predefined Macros::
141 * System-specific Predefined Macros::
142 * C++ Named Operators::
143
144 Macro Pitfalls
145
146 * Misnesting::
147 * Operator Precedence Problems::
148 * Swallowing the Semicolon::
149 * Duplication of Side Effects::
150 * Self-Referential Macros::
151 * Argument Prescan::
152 * Newlines in Arguments::
153
154 Conditionals
155
156 * Conditional Uses::
157 * Conditional Syntax::
158 * Deleted Code::
159
160 Conditional Syntax
161
162 * Ifdef::
163 * If::
164 * Defined::
165 * Else::
166 * Elif::
167
168 Implementation Details
169
170 * Implementation-defined behavior::
171 * Implementation limits::
172 * Obsolete Features::
173 * Differences from previous versions::
174
175 Obsolete Features
176
177 * Assertions::
178 * Obsolete once-only headers::
179
180 @end detailmenu
181 @end menu
182
183 @copyrightnotice{}
184 @covertexts{}
185 @end ifnottex
186
187 @node Overview
188 @chapter Overview
189 @c man begin DESCRIPTION
190 The C preprocessor, often known as @dfn{cpp}, is a @dfn{macro processor}
191 that is used automatically by the C compiler to transform your program
192 before compilation.  It is called a macro processor because it allows
193 you to define @dfn{macros}, which are brief abbreviations for longer
194 constructs.
195
196 The C preprocessor is intended to be used only with C, C++, and
197 Objective-C source code.  In the past, it has been abused as a general
198 text processor.  It will choke on input which does not obey C's lexical
199 rules.  For example, apostrophes will be interpreted as the beginning of
200 character constants, and cause errors.  Also, you cannot rely on it
201 preserving characteristics of the input which are not significant to
202 C-family languages.  If a Makefile is preprocessed, all the hard tabs
203 will be removed, and the Makefile will not work.
204
205 Having said that, you can often get away with using cpp on things which
206 are not C@.  Other Algol-ish programming languages are often safe
207 (Pascal, Ada, etc.) So is assembly, with caution.  @option{-traditional}
208 mode preserves more white space, and is otherwise more permissive.  Many
209 of the problems can be avoided by writing C or C++ style comments
210 instead of native language comments, and keeping macros simple.
211
212 Wherever possible, you should use a preprocessor geared to the language
213 you are writing in.  Modern versions of the GNU assembler have macro
214 facilities.  Most high level programming languages have their own
215 conditional compilation and inclusion mechanism.  If all else fails,
216 try a true general text processor, such as GNU M4.
217
218 C preprocessors vary in some details.  This manual discusses the GNU C
219 preprocessor, which provides a small superset of the features of ISO
220 Standard C@.  In its default mode, the GNU C preprocessor does not do a
221 few things required by the standard.  These are features which are
222 rarely, if ever, used, and may cause surprising changes to the meaning
223 of a program which does not expect them.  To get strict ISO Standard C,
224 you should use the @option{-std=c89} or @option{-std=c99} options, depending
225 on which version of the standard you want.  To get all the mandatory
226 diagnostics, you must also use @option{-pedantic}.  @xref{Invocation}.
227 @c man end
228
229 @menu
230 * Initial processing::
231 * Tokenization::
232 * The preprocessing language::
233 @end menu
234
235 @node Initial processing
236 @section Initial processing
237
238 The preprocessor performs a series of textual transformations on its
239 input.  These happen before all other processing.  Conceptually, they
240 happen in a rigid order, and the entire file is run through each
241 transformation before the next one begins.  GNU CPP actually does them
242 all at once, for performance reasons.  These transformations correspond
243 roughly to the first three ``phases of translation'' described in the C
244 standard.
245
246 @enumerate
247 @item
248 @cindex character sets
249 @cindex line endings
250 The input file is read into memory and broken into lines.
251
252 GNU CPP expects its input to be a text file, that is, an unstructured
253 stream of ASCII characters, with some characters indicating the end of a
254 line of text.  Extended ASCII character sets, such as ISO Latin-1 or
255 Unicode encoded in UTF-8, are also acceptable.  Character sets that are
256 not strict supersets of seven-bit ASCII will not work.  We plan to add
257 complete support for international character sets in a future release.
258
259 Different systems use different conventions to indicate the end of a
260 line.  GCC accepts the ASCII control sequences @kbd{LF}, @kbd{@w{CR
261 LF}}, @kbd{CR}, and @kbd{@w{LF CR}} as end-of-line markers.  The first
262 three are the canonical sequences used by Unix, DOS and VMS, and the
263 classic Mac OS (before OSX) respectively.  You may therefore safely copy
264 source code written on any of those systems to a different one and use
265 it without conversion.  (GCC may lose track of the current line number
266 if a file doesn't consistently use one convention, as sometimes happens
267 when it is edited on computers with different conventions that share a
268 network file system.)  @kbd{@w{LF CR}} is included because it has been
269 reported as an end-of-line marker under exotic conditions.
270
271 If the last line of any input file lacks an end-of-line marker, the end
272 of the file is considered to implicitly supply one.  The C standard says
273 that this condition provokes undefined behavior, so GCC will emit a
274 warning message.
275
276 @item
277 @cindex trigraphs
278 If trigraphs are enabled, they are replaced by their corresponding
279 single characters.
280
281 These are nine three-character sequences, all starting with @samp{??},
282 that are defined by ISO C to stand for single characters.  They permit
283 obsolete systems that lack some of C's punctuation to use C@.  For
284 example, @samp{??/} stands for @samp{\}, so @t{'??/n'} is a character
285 constant for a newline.  By default, GCC ignores trigraphs, but if you
286 request a strictly conforming mode with the @option{-std} option, then
287 it converts them.
288
289 Trigraphs are not popular and many compilers implement them incorrectly.
290 Portable code should not rely on trigraphs being either converted or
291 ignored.  If you use the @option{-Wall} or @option{-Wtrigraphs} options,
292 GCC will warn you when a trigraph would change the meaning of your
293 program if it were converted.
294
295 In a string constant, you can prevent a sequence of question marks from
296 being confused with a trigraph by inserting a backslash between the
297 question marks.  @t{"(??\?)"} is the string @samp{(???)}, not
298 @samp{(?]}.  Traditional C compilers do not recognize this idiom.
299
300 The nine trigraphs and their replacements are
301
302 @example
303 Trigraph:       ??(  ??)  ??<  ??>  ??=  ??/  ??'  ??!  ??-
304 Replacement:      [    ]    @{    @}    #    \    ^    |    ~
305 @end example
306
307 @item
308 @cindex continued lines
309 @cindex backslash-newline
310 Continued lines are merged into one long line.
311
312 A continued line is a line which ends with a backslash, @samp{\}.  The
313 backslash is removed and the following line is joined with the current
314 one.  No space is inserted, so you may split a line anywhere, even in
315 the middle of a word.  (It is generally more readable to split lines
316 only at white space.)
317
318 The trailing backslash on a continued line is commonly referred to as a
319 @dfn{backslash-newline}.
320
321 If there is white space between a backslash and the end of a line, that
322 is still a continued line.  However, as this is usually the result of an
323 editing mistake, and many compilers will not accept it as a continued
324 line, GCC will warn you about it.
325
326 @item
327 @cindex comments
328 @cindex line comments
329 @cindex block comments
330 All comments are replaced with single spaces.
331
332 There are two kinds of comments.  @dfn{Block comments} begin with
333 @samp{/*} and continue until the next @samp{*/}.  Block comments do not
334 nest:
335
336 @example
337 /* @r{this is} /* @r{one comment} */ @r{text outside comment}
338 @end example
339
340 @dfn{Line comments} begin with @samp{//} and continue to the end of the
341 current line.  Line comments do not nest either, but it does not matter,
342 because they would end in the same place anyway.
343
344 @example
345 // @r{this is} // @r{one comment}
346 @r{text outside comment}
347 @end example
348 @end enumerate
349
350 It is safe to put line comments inside block comments, or vice versa.
351
352 @example
353 @group
354 /* @r{block comment}
355    // @r{contains line comment}
356    @r{yet more comment}
357  */ @r{outside comment}
358
359 // @r{line comment} /* @r{contains block comment} */
360 @end group
361 @end example
362
363 But beware of commenting out one end of a block comment with a line
364 comment.
365
366 @example
367 @group
368  // @r{l.c.}  /* @r{block comment begins}
369     @r{oops! this isn't a comment anymore} */
370 @end group
371 @end example
372
373 Comments are not recognized within string literals.  @t{@w{"/* blah
374 */"}} is the string constant @samp{@w{/* blah */}}, not an empty string.
375
376 Line comments are not in the 1989 edition of the C standard, but they
377 are recognized by GCC as an extension.  In C++ and in the 1999 edition
378 of the C standard, they are an official part of the language.
379
380 Since these transformations happen before all other processing, you can
381 split a line mechanically with backslash-newline anywhere.  You can
382 comment out the end of a line.  You can continue a line comment onto the
383 next line with backslash-newline.  You can even split @samp{/*},
384 @samp{*/}, and @samp{//} onto multiple lines with backslash-newline.
385 For example:
386
387 @example
388 @group
389 /\
390 *
391 */ # /*
392 */ defi\
393 ne FO\
394 O 10\
395 20
396 @end group
397 @end example
398
399 @noindent
400 is equivalent to @code{@w{#define FOO 1020}}.  All these tricks are
401 extremely confusing and should not be used in code intended to be
402 readable.
403
404 There is no way to prevent a backslash at the end of a line from being
405 interpreted as a backslash-newline.  This cannot affect any correct
406 program, however.
407
408 @node Tokenization
409 @section Tokenization
410
411 @cindex tokens
412 @cindex preprocessing tokens
413 After the textual transformations are finished, the input file is
414 converted into a sequence of @dfn{preprocessing tokens}.  These mostly
415 correspond to the syntactic tokens used by the C compiler, but there are
416 a few differences.  White space separates tokens; it is not itself a
417 token of any kind.  Tokens do not have to be separated by white space,
418 but it is often necessary to avoid ambiguities.
419
420 When faced with a sequence of characters that has more than one possible
421 tokenization, the preprocessor is greedy.  It always makes each token,
422 starting from the left, as big as possible before moving on to the next
423 token.  For instance, @code{a+++++b} is interpreted as
424 @code{@w{a ++ ++ + b}}, not as @code{@w{a ++ + ++ b}}, even though the
425 latter tokenization could be part of a valid C program and the former
426 could not.
427
428 Once the input file is broken into tokens, the token boundaries never
429 change, except when the @samp{##} preprocessing operator is used to paste
430 tokens together.  @xref{Concatenation}.  For example,
431
432 @example
433 @group
434 #define foo() bar
435 foo()baz
436      @expansion{} bar baz
437 @emph{not}
438      @expansion{} barbaz
439 @end group
440 @end example
441
442 The compiler does not re-tokenize the preprocessor's output.  Each
443 preprocessing token becomes one compiler token.
444
445 @cindex identifiers
446 Preprocessing tokens fall into five broad classes: identifiers,
447 preprocessing numbers, string literals, punctuators, and other.  An
448 @dfn{identifier} is the same as an identifier in C: any sequence of
449 letters, digits, or underscores, which begins with a letter or
450 underscore.  Keywords of C have no significance to the preprocessor;
451 they are ordinary identifiers.  You can define a macro whose name is a
452 keyword, for instance.  The only identifier which can be considered a
453 preprocessing keyword is @code{defined}.  @xref{Defined}.
454
455 This is mostly true of other languages which use the C preprocessor.
456 However, a few of the keywords of C++ are significant even in the
457 preprocessor.  @xref{C++ Named Operators}.
458
459 In the 1999 C standard, identifiers may contain letters which are not
460 part of the ``basic source character set,'' at the implementation's
461 discretion (such as accented Latin letters, Greek letters, or Chinese
462 ideograms).  This may be done with an extended character set, or the
463 @samp{\u} and @samp{\U} escape sequences.  GCC does not presently
464 implement either feature in the preprocessor or the compiler.
465
466 As an extension, GCC treats @samp{$} as a letter.  This is for
467 compatibility with some systems, such as VMS, where @samp{$} is commonly
468 used in system-defined function and object names.  @samp{$} is not a
469 letter in strictly conforming mode, or if you specify the @option{-$}
470 option.  @xref{Invocation}.
471
472 @cindex numbers
473 @cindex preprocessing numbers
474 A @dfn{preprocessing number} has a rather bizarre definition.  The
475 category includes all the normal integer and floating point constants
476 one expects of C, but also a number of other things one might not
477 initially recognize as a number.  Formally, preprocessing numbers begin
478 with an optional period, a required decimal digit, and then continue
479 with any sequence of letters, digits, underscores, periods, and
480 exponents.  Exponents are the two-character sequences @samp{e+},
481 @samp{e-}, @samp{E+}, @samp{E-}, @samp{p+}, @samp{p-}, @samp{P+}, and
482 @samp{P-}.  (The exponents that begin with @samp{p} or @samp{P} are new
483 to C99.  They are used for hexadecimal floating-point constants.)
484
485 The purpose of this unusual definition is to isolate the preprocessor
486 from the full complexity of numeric constants.  It does not have to
487 distinguish between lexically valid and invalid floating-point numbers,
488 which is complicated.  The definition also permits you to split an
489 identifier at any position and get exactly two tokens, which can then be
490 pasted back together with the @samp{##} operator.
491
492 It's possible for preprocessing numbers to cause programs to be
493 misinterpreted.  For example, @code{0xE+12} is a preprocessing number
494 which does not translate to any valid numeric constant, therefore a
495 syntax error.  It does not mean @code{@w{0xE + 12}}, which is what you
496 might have intended.
497
498 @cindex string literals
499 @cindex string constants
500 @cindex character constants
501 @cindex header file names
502 @c the @: prevents makeinfo from turning '' into ".
503 @dfn{String literals} are string constants, character constants, and
504 header file names (the argument of @samp{#include}).@footnote{The C
505 standard uses the term @dfn{string literal} to refer only to what we are
506 calling @dfn{string constants}.}  String constants and character
507 constants are straightforward: @t{"@dots{}"} or @t{'@dots{}'}.  In
508 either case embedded quotes should be escaped with a backslash:
509 @t{'\'@:'} is the character constant for @samp{'}.  There is no limit on
510 the length of a character constant, but the value of a character
511 constant that contains more than one character is
512 implementation-defined.  @xref{Implementation Details}.
513
514 Header file names either look like string constants, @t{"@dots{}"}, or are
515 written with angle brackets instead, @t{<@dots{}>}.  In either case,
516 backslash is an ordinary character.  There is no way to escape the
517 closing quote or angle bracket.  The preprocessor looks for the header
518 file in different places depending on which form you use.  @xref{Include
519 Operation}.
520
521 No string literal may extend past the end of a line.  Older versions
522 of GCC accepted multi-line string constants.  You may use continued
523 lines instead, or string constant concatenation.  @xref{Differences
524 from previous versions}.
525
526 @cindex punctuators
527 @cindex digraphs
528 @cindex alternative tokens
529 @dfn{Punctuators} are all the usual bits of punctuation which are
530 meaningful to C and C++.  All but three of the punctuation characters in
531 ASCII are C punctuators.  The exceptions are @samp{@@}, @samp{$}, and
532 @samp{`}.  In addition, all the two- and three-character operators are
533 punctuators.  There are also six @dfn{digraphs}, which the C++ standard
534 calls @dfn{alternative tokens}, which are merely alternate ways to spell
535 other punctuators.  This is a second attempt to work around missing
536 punctuation in obsolete systems.  It has no negative side effects,
537 unlike trigraphs, but does not cover as much ground.  The digraphs and
538 their corresponding normal punctuators are:
539
540 @example
541 Digraph:        <%  %>  <:  :>  %:  %:%:
542 Punctuator:      @{   @}   [   ]   #    ##
543 @end example
544
545 @cindex other tokens
546 Any other single character is considered ``other.'' It is passed on to
547 the preprocessor's output unmolested.  The C compiler will almost
548 certainly reject source code containing ``other'' tokens.  In ASCII, the
549 only other characters are @samp{@@}, @samp{$}, @samp{`}, and control
550 characters other than NUL (all bits zero).  (Note that @samp{$} is
551 normally considered a letter.)  All characters with the high bit set
552 (numeric range 0x7F--0xFF) are also ``other'' in the present
553 implementation.  This will change when proper support for international
554 character sets is added to GCC@.
555
556 NUL is a special case because of the high probability that its
557 appearance is accidental, and because it may be invisible to the user
558 (many terminals do not display NUL at all).  Within comments, NULs are
559 silently ignored, just as any other character would be.  In running
560 text, NUL is considered white space.  For example, these two directives
561 have the same meaning.
562
563 @example
564 #define X^@@1
565 #define X 1
566 @end example
567
568 @noindent
569 (where @samp{^@@} is ASCII NUL)@.  Within string or character constants,
570 NULs are preserved.  In the latter two cases the preprocessor emits a
571 warning message.
572
573 @node The preprocessing language
574 @section The preprocessing language
575 @cindex directives
576 @cindex preprocessing directives
577 @cindex directive line
578 @cindex directive name
579
580 After tokenization, the stream of tokens may simply be passed straight
581 to the compiler's parser.  However, if it contains any operations in the
582 @dfn{preprocessing language}, it will be transformed first.  This stage
583 corresponds roughly to the standard's ``translation phase 4'' and is
584 what most people think of as the preprocessor's job.
585
586 The preprocessing language consists of @dfn{directives} to be executed
587 and @dfn{macros} to be expanded.  Its primary capabilities are:
588
589 @itemize @bullet
590 @item
591 Inclusion of header files.  These are files of declarations that can be
592 substituted into your program.
593
594 @item
595 Macro expansion.  You can define @dfn{macros}, which are abbreviations
596 for arbitrary fragments of C code.  The preprocessor will replace the
597 macros with their definitions throughout the program.  Some macros are
598 automatically defined for you.
599
600 @item
601 Conditional compilation.  You can include or exclude parts of the
602 program according to various conditions.
603
604 @item
605 Line control.  If you use a program to combine or rearrange source files
606 into an intermediate file which is then compiled, you can use line
607 control to inform the compiler where each source line originally came
608 from.
609
610 @item
611 Diagnostics.  You can detect problems at compile time and issue errors
612 or warnings.
613 @end itemize
614
615 There are a few more, less useful, features.
616
617 Except for expansion of predefined macros, all these operations are
618 triggered with @dfn{preprocessing directives}.  Preprocessing directives
619 are lines in your program that start with @samp{#}.  Whitespace is
620 allowed before and after the @samp{#}.  The @samp{#} is followed by an
621 identifier, the @dfn{directive name}.  It specifies the operation to
622 perform.  Directives are commonly referred to as @samp{#@var{name}}
623 where @var{name} is the directive name.  For example, @samp{#define} is
624 the directive that defines a macro.
625
626 The @samp{#} which begins a directive cannot come from a macro
627 expansion.  Also, the directive name is not macro expanded.  Thus, if
628 @code{foo} is defined as a macro expanding to @code{define}, that does
629 not make @samp{#foo} a valid preprocessing directive.
630
631 The set of valid directive names is fixed.  Programs cannot define new
632 preprocessing directives.
633
634 Some directives require arguments; these make up the rest of the
635 directive line and must be separated from the directive name by
636 whitespace.  For example, @samp{#define} must be followed by a macro
637 name and the intended expansion of the macro.
638
639 A preprocessing directive cannot cover more than one line.  The line
640 may, however, be continued with backslash-newline, or by a block comment
641 which extends past the end of the line.  In either case, when the
642 directive is processed, the continuations have already been merged with
643 the first line to make one long line.
644
645 @node Header Files
646 @chapter Header Files
647
648 @cindex header file
649 A header file is a file containing C declarations and macro definitions
650 (@pxref{Macros}) to be shared between several source files.  You request
651 the use of a header file in your program by @dfn{including} it, with the
652 C preprocessing directive @samp{#include}.
653
654 Header files serve two purposes.
655
656 @itemize @bullet
657 @item
658 @cindex system header files
659 System header files declare the interfaces to parts of the operating
660 system.  You include them in your program to supply the definitions and
661 declarations you need to invoke system calls and libraries.
662
663 @item
664 Your own header files contain declarations for interfaces between the
665 source files of your program.  Each time you have a group of related
666 declarations and macro definitions all or most of which are needed in
667 several different source files, it is a good idea to create a header
668 file for them.
669 @end itemize
670
671 Including a header file produces the same results as copying the header
672 file into each source file that needs it.  Such copying would be
673 time-consuming and error-prone.  With a header file, the related
674 declarations appear in only one place.  If they need to be changed, they
675 can be changed in one place, and programs that include the header file
676 will automatically use the new version when next recompiled.  The header
677 file eliminates the labor of finding and changing all the copies as well
678 as the risk that a failure to find one copy will result in
679 inconsistencies within a program.
680
681 In C, the usual convention is to give header files names that end with
682 @file{.h}.  It is most portable to use only letters, digits, dashes, and
683 underscores in header file names, and at most one dot.
684
685 @menu
686 * Include Syntax::
687 * Include Operation::
688 * Search Path::
689 * Once-Only Headers::
690 * Computed Includes::
691 * Wrapper Headers::
692 * System Headers::
693 @end menu
694
695 @node Include Syntax
696 @section Include Syntax
697
698 @findex #include
699 Both user and system header files are included using the preprocessing
700 directive @samp{#include}.  It has two variants:
701
702 @table @code
703 @item #include <@var{file}>
704 This variant is used for system header files.  It searches for a file
705 named @var{file} in a standard list of system directories.  You can prepend
706 directories to this list with the @option{-I} option (@pxref{Invocation}).
707
708 @item #include "@var{file}"
709 This variant is used for header files of your own program.  It searches
710 for a file named @var{file} first in the directory containing the
711 current file, then in the same directories used for @code{<@var{file}>}.
712 @end table
713
714 The argument of @samp{#include}, whether delimited with quote marks or
715 angle brackets, behaves like a string constant in that comments are not
716 recognized, and macro names are not expanded.  Thus, @code{@w{#include
717 <x/*y>}} specifies inclusion of a system header file named @file{x/*y}.
718
719 However, if backslashes occur within @var{file}, they are considered
720 ordinary text characters, not escape characters.  None of the character
721 escape sequences appropriate to string constants in C are processed.
722 Thus, @code{@w{#include "x\n\\y"}} specifies a filename containing three
723 backslashes.  (Some systems interpret @samp{\} as a pathname separator.
724 All of these also interpret @samp{/} the same way.  It is most portable
725 to use only @samp{/}.)
726
727 It is an error if there is anything (other than comments) on the line
728 after the file name.
729
730 @node Include Operation
731 @section Include Operation
732
733 The @samp{#include} directive works by directing the C preprocessor to
734 scan the specified file as input before continuing with the rest of the
735 current file.  The output from the preprocessor contains the output
736 already generated, followed by the output resulting from the included
737 file, followed by the output that comes from the text after the
738 @samp{#include} directive.  For example, if you have a header file
739 @file{header.h} as follows,
740
741 @example
742 char *test (void);
743 @end example
744
745 @noindent
746 and a main program called @file{program.c} that uses the header file,
747 like this,
748
749 @example
750 int x;
751 #include "header.h"
752
753 int
754 main (void)
755 @{
756   puts (test ());
757 @}
758 @end example
759
760 @noindent
761 the compiler will see the same token stream as it would if
762 @file{program.c} read
763
764 @example
765 int x;
766 char *test (void);
767
768 int
769 main (void)
770 @{
771   puts (test ());
772 @}
773 @end example
774
775 Included files are not limited to declarations and macro definitions;
776 those are merely the typical uses.  Any fragment of a C program can be
777 included from another file.  The include file could even contain the
778 beginning of a statement that is concluded in the containing file, or
779 the end of a statement that was started in the including file.  However,
780 an included file must consist of complete tokens.  Comments and string
781 literals which have not been closed by the end of an included file are
782 invalid.  For error recovery, they are considered to end at the end of
783 the file.
784
785 To avoid confusion, it is best if header files contain only complete
786 syntactic units---function declarations or definitions, type
787 declarations, etc.
788
789 The line following the @samp{#include} directive is always treated as a
790 separate line by the C preprocessor, even if the included file lacks a
791 final newline.
792
793 @node Search Path
794 @section Search Path
795
796 GCC looks in several different places for headers.  On a normal Unix
797 system, if you do not instruct it otherwise, it will look for headers
798 requested with @code{@w{#include <@var{file}>}} in:
799
800 @example
801 /usr/local/include
802 /usr/lib/gcc-lib/@var{target}/@var{version}/include
803 /usr/@var{target}/include
804 /usr/include
805 @end example
806
807 For C++ programs, it will also look in @file{/usr/include/g++-v3},
808 first.  In the above, @var{target} is the canonical name of the system
809 GCC was configured to compile code for; often but not always the same as
810 the canonical name of the system it runs on.  @var{version} is the
811 version of GCC in use.
812
813 You can add to this list with the @option{-I@var{dir}} command line
814 option.  All the directories named by @option{-I} are searched, in
815 left-to-right order, @emph{before} the default directories.  You can
816 also prevent GCC from searching any of the default directories with the
817 @option{-nostdinc} option.  This is useful when you are compiling an
818 operating system kernel or some other program that does not use the
819 standard C library facilities, or the standard C library itself.
820
821 GCC looks for headers requested with @code{@w{#include "@var{file}"}}
822 first in the directory containing the current file, then in the same
823 places it would have looked for a header requested with angle brackets.
824 For example, if @file{/usr/include/sys/stat.h} contains
825 @code{@w{#include "types.h"}}, GCC looks for @file{types.h} first in
826 @file{/usr/include/sys}, then in its usual search path.
827
828 If you name a search directory with @option{-I@var{dir}} that is also a
829 system include directory, the @option{-I} wins; the directory will be
830 searched according to the @option{-I} ordering, and it will not be
831 treated as a system include directory. GCC will warn you when a system
832 include directory is hidden in this way.
833
834 @samp{#line} (@pxref{Line Control}) does not change GCC's idea of the
835 directory containing the current file.
836
837 You may put @option{-I-} at any point in your list of @option{-I} options.
838 This has two effects.  First, directories appearing before the
839 @option{-I-} in the list are searched only for headers requested with
840 quote marks.  Directories after @option{-I-} are searched for all
841 headers.  Second, the directory containing the current file is not
842 searched for anything, unless it happens to be one of the directories
843 named by an @option{-I} switch.
844
845 @option{-I. -I-} is not the same as no @option{-I} options at all, and does
846 not cause the same behavior for @samp{<>} includes that @samp{""}
847 includes get with no special options.  @option{-I.} searches the
848 compiler's current working directory for header files.  That may or may
849 not be the same as the directory containing the current file.
850
851 If you need to look for headers in a directory named @file{-}, write
852 @option{-I./-}.
853
854 There are several more ways to adjust the header search path.  They are
855 generally less useful.  @xref{Invocation}.
856
857 @node Once-Only Headers
858 @section Once-Only Headers
859 @cindex repeated inclusion
860 @cindex including just once
861 @cindex wrapper @code{#ifndef}
862
863 If a header file happens to be included twice, the compiler will process
864 its contents twice.  This is very likely to cause an error, e.g.@: when the
865 compiler sees the same structure definition twice.  Even if it does not,
866 it will certainly waste time.
867
868 The standard way to prevent this is to enclose the entire real contents
869 of the file in a conditional, like this:
870
871 @example
872 @group
873 /* File foo.  */
874 #ifndef FILE_FOO_SEEN
875 #define FILE_FOO_SEEN
876
877 @var{the entire file}
878
879 #endif /* !FILE_FOO_SEEN */
880 @end group
881 @end example
882
883 This construct is commonly known as a @dfn{wrapper #ifndef}.
884 When the header is included again, the conditional will be false,
885 because @code{FILE_FOO_SEEN} is defined.  The preprocessor will skip
886 over the entire contents of the file, and the compiler will not see it
887 twice.
888
889 GNU CPP optimizes even further.  It remembers when a header file has a
890 wrapper @samp{#ifndef}.  If a subsequent @samp{#include} specifies that
891 header, and the macro in the @samp{#ifndef} is still defined, it does
892 not bother to rescan the file at all.
893
894 You can put comments outside the wrapper.  They will not interfere with
895 this optimization.
896
897 @cindex controlling macro
898 @cindex guard macro
899 The macro @code{FILE_FOO_SEEN} is called the @dfn{controlling macro} or
900 @dfn{guard macro}.  In a user header file, the macro name should not
901 begin with @samp{_}.  In a system header file, it should begin with
902 @samp{__} to avoid conflicts with user programs.  In any kind of header
903 file, the macro name should contain the name of the file and some
904 additional text, to avoid conflicts with other header files.
905
906 @node Computed Includes
907 @section Computed Includes
908 @cindex computed includes
909 @cindex macros in include
910
911 Sometimes it is necessary to select one of several different header
912 files to be included into your program.  They might specify
913 configuration parameters to be used on different sorts of operating
914 systems, for instance.  You could do this with a series of conditionals,
915
916 @example
917 #if SYSTEM_1
918 # include "system_1.h"
919 #elif SYSTEM_2
920 # include "system_2.h"
921 #elif SYSTEM_3
922 @dots{}
923 #endif
924 @end example
925
926 That rapidly becomes tedious.  Instead, the preprocessor offers the
927 ability to use a macro for the header name.  This is called a
928 @dfn{computed include}.  Instead of writing a header name as the direct
929 argument of @samp{#include}, you simply put a macro name there instead:
930
931 @example
932 #define SYSTEM_H "system_1.h"
933 @dots{}
934 #include SYSTEM_H
935 @end example
936
937 @noindent
938 @code{SYSTEM_H} will be expanded, and the preprocessor will look for
939 @file{system_1.h} as if the @samp{#include} had been written that way
940 originally.  @code{SYSTEM_H} could be defined by your Makefile with a
941 @option{-D} option.
942
943 You must be careful when you define the macro.  @samp{#define} saves
944 tokens, not text.  The preprocessor has no way of knowing that the macro
945 will be used as the argument of @samp{#include}, so it generates
946 ordinary tokens, not a header name.  This is unlikely to cause problems
947 if you use double-quote includes, which are close enough to string
948 constants.  If you use angle brackets, however, you may have trouble.
949
950 The syntax of a computed include is actually a bit more general than the
951 above.  If the first non-whitespace character after @samp{#include} is
952 not @samp{"} or @samp{<}, then the entire line is macro-expanded
953 like running text would be.
954
955 If the line expands to a single string constant, the contents of that
956 string constant are the file to be included.  CPP does not re-examine the
957 string for embedded quotes, but neither does it process backslash
958 escapes in the string.  Therefore
959
960 @example
961 #define HEADER "a\"b"
962 #include HEADER
963 @end example
964
965 @noindent
966 looks for a file named @file{a\"b}.  CPP searches for the file according
967 to the rules for double-quoted includes.
968
969 If the line expands to a token stream beginning with a @samp{<} token
970 and including a @samp{>} token, then the tokens between the @samp{<} and
971 the first @samp{>} are combined to form the filename to be included.
972 Any whitespace between tokens is reduced to a single space; then any
973 space after the initial @samp{<} is retained, but a trailing space
974 before the closing @samp{>} is ignored.  CPP searches for the file
975 according to the rules for angle-bracket includes.
976
977 In either case, if there are any tokens on the line after the file name,
978 an error occurs and the directive is not processed.  It is also an error
979 if the result of expansion does not match either of the two expected
980 forms.
981
982 These rules are implementation-defined behavior according to the C
983 standard.  To minimize the risk of different compilers interpreting your
984 computed includes differently, we recommend you use only a single
985 object-like macro which expands to a string constant.  This will also
986 minimize confusion for people reading your program.
987
988 @node Wrapper Headers
989 @section Wrapper Headers
990 @cindex wrapper headers
991 @cindex overriding a header file
992 @findex #include_next
993
994 Sometimes it is necessary to adjust the contents of a system-provided
995 header file without editing it directly.  GCC's @command{fixincludes}
996 operation does this, for example.  One way to do that would be to create
997 a new header file with the same name and insert it in the search path
998 before the original header.  That works fine as long as you're willing
999 to replace the old header entirely.  But what if you want to refer to
1000 the old header from the new one?
1001
1002 You cannot simply include the old header with @samp{#include}.  That
1003 will start from the beginning, and find your new header again.  If your
1004 header is not protected from multiple inclusion (@pxref{Once-Only
1005 Headers}), it will recurse infinitely and cause a fatal error.
1006
1007 You could include the old header with an absolute pathname:
1008 @example
1009 #include "/usr/include/old-header.h"
1010 @end example
1011 @noindent
1012 This works, but is not clean; should the system headers ever move, you
1013 would have to edit the new headers to match.
1014
1015 There is no way to solve this problem within the C standard, but you can
1016 use the GNU extension @samp{#include_next}.  It means, ``Include the
1017 @emph{next} file with this name.''  This directive works like
1018 @samp{#include} except in searching for the specified file: it starts
1019 searching the list of header file directories @emph{after} the directory
1020 in which the current file was found.
1021
1022 Suppose you specify @option{-I /usr/local/include}, and the list of
1023 directories to search also includes @file{/usr/include}; and suppose
1024 both directories contain @file{signal.h}.  Ordinary @code{@w{#include
1025 <signal.h>}} finds the file under @file{/usr/local/include}.  If that
1026 file contains @code{@w{#include_next <signal.h>}}, it starts searching
1027 after that directory, and finds the file in @file{/usr/include}.
1028
1029 @samp{#include_next} does not distinguish between @code{<@var{file}>}
1030 and @code{"@var{file}"} inclusion, nor does it check that the file you
1031 specify has the same name as the current file.  It simply looks for the
1032 file named, starting with the directory in the search path after the one
1033 where the current file was found.
1034
1035 The use of @samp{#include_next} can lead to great confusion.  We
1036 recommend it be used only when there is no other alternative.  In
1037 particular, it should not be used in the headers belonging to a specific
1038 program; it should be used only to make global corrections along the
1039 lines of @command{fixincludes}.
1040
1041 @node System Headers
1042 @section System Headers
1043 @cindex system header files
1044
1045 The header files declaring interfaces to the operating system and
1046 runtime libraries often cannot be written in strictly conforming C@.
1047 Therefore, GCC gives code found in @dfn{system headers} special
1048 treatment.  All warnings, other than those generated by @samp{#warning}
1049 (@pxref{Diagnostics}), are suppressed while GCC is processing a system
1050 header.  Macros defined in a system header are immune to a few warnings
1051 wherever they are expanded.  This immunity is granted on an ad-hoc
1052 basis, when we find that a warning generates lots of false positives
1053 because of code in macros defined in system headers.
1054
1055 Normally, only the headers found in specific directories are considered
1056 system headers.  These directories are determined when GCC is compiled.
1057 There are, however, two ways to make normal headers into system headers.
1058
1059 The @option{-isystem} command line option adds its argument to the list of
1060 directories to search for headers, just like @option{-I}.  Any headers
1061 found in that directory will be considered system headers.
1062
1063 All directories named by @option{-isystem} are searched @emph{after} all
1064 directories named by @option{-I}, no matter what their order was on the
1065 command line.  If the same directory is named by both @option{-I} and
1066 @option{-isystem}, @option{-I} wins; it is as if the @option{-isystem} option
1067 had never been specified at all. GCC warns you when this happens.
1068
1069 @findex #pragma GCC system_header
1070 There is also a directive, @code{@w{#pragma GCC system_header}}, which
1071 tells GCC to consider the rest of the current include file a system
1072 header, no matter where it was found.  Code that comes before the
1073 @samp{#pragma} in the file will not be affected.  @code{@w{#pragma GCC
1074 system_header}} has no effect in the primary source file.
1075
1076 On very old systems, some of the pre-defined system header directories
1077 get even more special treatment.  GNU C++ considers code in headers
1078 found in those directories to be surrounded by an @code{@w{extern "C"}}
1079 block.  There is no way to request this behavior with a @samp{#pragma},
1080 or from the command line.
1081
1082 @node Macros
1083 @chapter Macros
1084
1085 A @dfn{macro} is a fragment of code which has been given a name.
1086 Whenever the name is used, it is replaced by the contents of the macro.
1087 There are two kinds of macros.  They differ mostly in what they look
1088 like when they are used.  @dfn{Object-like} macros resemble data objects
1089 when used, @dfn{function-like} macros resemble function calls.
1090
1091 You may define any valid identifier as a macro, even if it is a C
1092 keyword.  The preprocessor does not know anything about keywords.  This
1093 can be useful if you wish to hide a keyword such as @code{const} from an
1094 older compiler that does not understand it.  However, the preprocessor
1095 operator @code{defined} (@pxref{Defined}) can never be defined as a
1096 macro, and C++'s named operators (@pxref{C++ Named Operators}) cannot be
1097 macros when you are compiling C++.
1098
1099 @menu
1100 * Object-like Macros::
1101 * Function-like Macros::
1102 * Macro Arguments::
1103 * Stringification::
1104 * Concatenation::
1105 * Variadic Macros::
1106 * Predefined Macros::
1107 * Undefining and Redefining Macros::
1108 * Directives Within Macro Arguments::
1109 * Macro Pitfalls::
1110 @end menu
1111
1112 @node Object-like Macros
1113 @section Object-like Macros
1114 @cindex object-like macro
1115 @cindex symbolic constants
1116 @cindex manifest constants
1117
1118 An @dfn{object-like macro} is a simple identifier which will be replaced
1119 by a code fragment.  It is called object-like because it looks like a
1120 data object in code that uses it.  They are most commonly used to give
1121 symbolic names to numeric constants.
1122
1123 @findex #define
1124 You create macros with the @samp{#define} directive.  @samp{#define} is
1125 followed by the name of the macro and then the token sequence it should
1126 be an abbreviation for, which is variously referred to as the macro's
1127 @dfn{body}, @dfn{expansion} or @dfn{replacement list}.  For example,
1128
1129 @example
1130 #define BUFFER_SIZE 1024
1131 @end example
1132
1133 @noindent
1134 defines a macro named @code{BUFFER_SIZE} as an abbreviation for the
1135 token @code{1024}.  If somewhere after this @samp{#define} directive
1136 there comes a C statement of the form
1137
1138 @example
1139 foo = (char *) malloc (BUFFER_SIZE);
1140 @end example
1141
1142 @noindent
1143 then the C preprocessor will recognize and @dfn{expand} the macro
1144 @code{BUFFER_SIZE}.  The C compiler will see the same tokens as it would
1145 if you had written
1146
1147 @example
1148 foo = (char *) malloc (1024);
1149 @end example
1150
1151 By convention, macro names are written in upper case.  Programs are
1152 easier to read when it is possible to tell at a glance which names are
1153 macros.
1154
1155 The macro's body ends at the end of the @samp{#define} line.  You may
1156 continue the definition onto multiple lines, if necessary, using
1157 backslash-newline.  When the macro is expanded, however, it will all
1158 come out on one line.  For example,
1159
1160 @example
1161 #define NUMBERS 1, \
1162                 2, \
1163                 3
1164 int x[] = @{ NUMBERS @};
1165      @expansion{} int x[] = @{ 1, 2, 3 @};
1166 @end example
1167
1168 @noindent
1169 The most common visible consequence of this is surprising line numbers
1170 in error messages.
1171
1172 There is no restriction on what can go in a macro body provided it
1173 decomposes into valid preprocessing tokens.  Parentheses need not
1174 balance, and the body need not resemble valid C code.  (If it does not,
1175 you may get error messages from the C compiler when you use the macro.)
1176
1177 The C preprocessor scans your program sequentially.  Macro definitions
1178 take effect at the place you write them.  Therefore, the following input
1179 to the C preprocessor
1180
1181 @example
1182 foo = X;
1183 #define X 4
1184 bar = X;
1185 @end example
1186
1187 @noindent
1188 produces
1189
1190 @example
1191 foo = X;
1192 bar = 4;
1193 @end example
1194
1195 When the preprocessor expands a macro name, the macro's expansion
1196 replaces the macro invocation, then the expansion is examined for more
1197 macros to expand.  For example,
1198
1199 @example
1200 @group
1201 #define TABLESIZE BUFSIZE
1202 #define BUFSIZE 1024
1203 TABLESIZE
1204      @expansion{} BUFSIZE
1205      @expansion{} 1024
1206 @end group
1207 @end example
1208
1209 @noindent
1210 @code{TABLESIZE} is expanded first to produce @code{BUFSIZE}, then that
1211 macro is expanded to produce the final result, @code{1024}.
1212
1213 Notice that @code{BUFSIZE} was not defined when @code{TABLESIZE} was
1214 defined.  The @samp{#define} for @code{TABLESIZE} uses exactly the
1215 expansion you specify---in this case, @code{BUFSIZE}---and does not
1216 check to see whether it too contains macro names.  Only when you
1217 @emph{use} @code{TABLESIZE} is the result of its expansion scanned for
1218 more macro names.
1219
1220 This makes a difference if you change the definition of @code{BUFSIZE}
1221 at some point in the source file.  @code{TABLESIZE}, defined as shown,
1222 will always expand using the definition of @code{BUFSIZE} that is
1223 currently in effect:
1224
1225 @example
1226 #define BUFSIZE 1020
1227 #define TABLESIZE BUFSIZE
1228 #undef BUFSIZE
1229 #define BUFSIZE 37
1230 @end example
1231
1232 @noindent
1233 Now @code{TABLESIZE} expands (in two stages) to @code{37}.
1234
1235 If the expansion of a macro contains its own name, either directly or
1236 via intermediate macros, it is not expanded again when the expansion is
1237 examined for more macros.  This prevents infinite recursion.
1238 @xref{Self-Referential Macros}, for the precise details.
1239
1240 @node Function-like Macros
1241 @section Function-like Macros
1242 @cindex function-like macros
1243
1244 You can also define macros whose use looks like a function call.  These
1245 are called @dfn{function-like macros}.  To define a function-like macro,
1246 you use the same @samp{#define} directive, but you put a pair of
1247 parentheses immediately after the macro name.  For example,
1248
1249 @example
1250 #define lang_init()  c_init()
1251 lang_init()
1252      @expansion{} c_init()
1253 @end example
1254
1255 A function-like macro is only expanded if its name appears with a pair
1256 of parentheses after it.  If you write just the name, it is left alone.
1257 This can be useful when you have a function and a macro of the same
1258 name, and you wish to use the function sometimes.
1259
1260 @example
1261 extern void foo(void);
1262 #define foo() /* optimized inline version */
1263 @dots{}
1264   foo();
1265   funcptr = foo;
1266 @end example
1267
1268 Here the call to @code{foo()} will use the macro, but the function
1269 pointer will get the address of the real function.  If the macro were to
1270 be expanded, it would cause a syntax error.
1271
1272 If you put spaces between the macro name and the parentheses in the
1273 macro definition, that does not define a function-like macro, it defines
1274 an object-like macro whose expansion happens to begin with a pair of
1275 parentheses.
1276
1277 @example
1278 #define lang_init ()    c_init()
1279 lang_init()
1280      @expansion{} () c_init()()
1281 @end example
1282
1283 The first two pairs of parentheses in this expansion come from the
1284 macro.  The third is the pair that was originally after the macro
1285 invocation.  Since @code{lang_init} is an object-like macro, it does not
1286 consume those parentheses.
1287
1288 @node Macro Arguments
1289 @section Macro Arguments
1290 @cindex arguments
1291 @cindex macros with arguments
1292 @cindex arguments in macro definitions
1293
1294 Function-like macros can take @dfn{arguments}, just like true functions.
1295 To define a macro that uses arguments, you insert @dfn{parameters}
1296 between the pair of parentheses in the macro definition that make the
1297 macro function-like.  The parameters must be valid C identifiers,
1298 separated by commas and optionally whitespace.
1299
1300 To invoke a macro that takes arguments, you write the name of the macro
1301 followed by a list of @dfn{actual arguments} in parentheses, separated
1302 by commas.  The invocation of the macro need not be restricted to a
1303 single logical line---it can cross as many lines in the source file as
1304 you wish.  The number of arguments you give must match the number of
1305 parameters in the macro definition.  When the macro is expanded, each
1306 use of a parameter in its body is replaced by the tokens of the
1307 corresponding argument.  (You need not use all of the parameters in the
1308 macro body.)
1309
1310 As an example, here is a macro that computes the minimum of two numeric
1311 values, as it is defined in many C programs, and some uses.
1312
1313 @example
1314 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
1315   x = min(a, b);          @expansion{}  x = ((a) < (b) ? (a) : (b));
1316   y = min(1, 2);          @expansion{}  y = ((1) < (2) ? (1) : (2));
1317   z = min(a + 28, *p);    @expansion{}  z = ((a + 28) < (*p) ? (a + 28) : (*p));
1318 @end example
1319
1320 @noindent
1321 (In this small example you can already see several of the dangers of
1322 macro arguments.  @xref{Macro Pitfalls}, for detailed explanations.)
1323
1324 Leading and trailing whitespace in each argument is dropped, and all
1325 whitespace between the tokens of an argument is reduced to a single
1326 space.  Parentheses within each argument must balance; a comma within
1327 such parentheses does not end the argument.  However, there is no
1328 requirement for square brackets or braces to balance, and they do not
1329 prevent a comma from separating arguments.  Thus,
1330
1331 @example
1332 macro (array[x = y, x + 1])
1333 @end example
1334
1335 @noindent
1336 passes two arguments to @code{macro}: @code{array[x = y} and @code{x +
1337 1]}.  If you want to supply @code{array[x = y, x + 1]} as an argument,
1338 you can write it as @code{array[(x = y, x + 1)]}, which is equivalent C
1339 code.
1340
1341 All arguments to a macro are completely macro-expanded before they are
1342 substituted into the macro body.  After substitution, the complete text
1343 is scanned again for macros to expand, including the arguments.  This rule
1344 may seem strange, but it is carefully designed so you need not worry
1345 about whether any function call is actually a macro invocation.  You can
1346 run into trouble if you try to be too clever, though.  @xref{Argument
1347 Prescan}, for detailed discussion.
1348
1349 For example, @code{min (min (a, b), c)} is first expanded to
1350
1351 @example
1352   min (((a) < (b) ? (a) : (b)), (c))
1353 @end example
1354
1355 @noindent
1356 and then to
1357
1358 @example
1359 @group
1360 ((((a) < (b) ? (a) : (b))) < (c)
1361  ? (((a) < (b) ? (a) : (b)))
1362  : (c))
1363 @end group
1364 @end example
1365
1366 @noindent
1367 (Line breaks shown here for clarity would not actually be generated.)
1368
1369 @cindex empty macro arguments
1370 You can leave macro arguments empty; this is not an error to the
1371 preprocessor (but many macros will then expand to invalid code).
1372 You cannot leave out arguments entirely; if a macro takes two arguments,
1373 there must be exactly one comma at the top level of its argument list.
1374 Here are some silly examples using @code{min}:
1375
1376 @example
1377 min(, b)        @expansion{} ((   ) < (b) ? (   ) : (b))
1378 min(a, )        @expansion{} ((a  ) < ( ) ? (a  ) : ( ))
1379 min(,)          @expansion{} ((   ) < ( ) ? (   ) : ( ))
1380 min((,),)       @expansion{} (((,)) < ( ) ? ((,)) : ( ))
1381
1382 min()      @error{} macro "min" requires 2 arguments, but only 1 given
1383 min(,,)    @error{} macro "min" passed 3 arguments, but takes just 2
1384 @end example
1385
1386 Whitespace is not a preprocessing token, so if a macro @code{foo} takes
1387 one argument, @code{@w{foo ()}} and @code{@w{foo ( )}} both supply it an
1388 empty argument.  Previous GNU preprocessor implementations and
1389 documentation were incorrect on this point, insisting that a
1390 function-like macro that takes a single argument be passed a space if an
1391 empty argument was required.
1392
1393 Macro parameters appearing inside string literals are not replaced by
1394 their corresponding actual arguments.
1395
1396 @example
1397 #define foo(x) x, "x"
1398 foo(bar)        @expansion{} bar, "x"
1399 @end example
1400
1401 @node Stringification
1402 @section Stringification
1403 @cindex stringification
1404 @cindex @samp{#} operator
1405
1406 Sometimes you may want to convert a macro argument into a string
1407 constant.  Parameters are not replaced inside string constants, but you
1408 can use the @samp{#} preprocessing operator instead.  When a macro
1409 parameter is used with a leading @samp{#}, the preprocessor replaces it
1410 with the literal text of the actual argument, converted to a string
1411 constant.  Unlike normal parameter replacement, the argument is not
1412 macro-expanded first.  This is called @dfn{stringification}.
1413
1414 There is no way to combine an argument with surrounding text and
1415 stringify it all together.  Instead, you can write a series of adjacent
1416 string constants and stringified arguments.  The preprocessor will
1417 replace the stringified arguments with string constants.  The C
1418 compiler will then combine all the adjacent string constants into one
1419 long string.
1420
1421 Here is an example of a macro definition that uses stringification:
1422
1423 @example
1424 @group
1425 #define WARN_IF(EXP) \
1426 do @{ if (EXP) \
1427         fprintf (stderr, "Warning: " #EXP "\n"); @} \
1428 while (0)
1429 WARN_IF (x == 0);
1430      @expansion{} do @{ if (x == 0)
1431            fprintf (stderr, "Warning: " "x == 0" "\n"); @} while (0);
1432 @end group
1433 @end example
1434
1435 @noindent
1436 The argument for @code{EXP} is substituted once, as-is, into the
1437 @code{if} statement, and once, stringified, into the argument to
1438 @code{fprintf}.  If @code{x} were a macro, it would be expanded in the
1439 @code{if} statement, but not in the string.
1440
1441 The @code{do} and @code{while (0)} are a kludge to make it possible to
1442 write @code{WARN_IF (@var{arg});}, which the resemblance of
1443 @code{WARN_IF} to a function would make C programmers want to do; see
1444 @ref{Swallowing the Semicolon}.
1445
1446 Stringification in C involves more than putting double-quote characters
1447 around the fragment.  The preprocessor backslash-escapes the quotes
1448 surrounding embedded string constants, and all backslashes within string and
1449 character constants, in order to get a valid C string constant with the
1450 proper contents.  Thus, stringifying @code{@w{p = "foo\n";}} results in
1451 @t{@w{"p = \"foo\\n\";"}}.  However, backslashes that are not inside string
1452 or character constants are not duplicated: @samp{\n} by itself
1453 stringifies to @t{"\n"}.
1454
1455 All leading and trailing whitespace in text being stringified is
1456 ignored.  Any sequence of whitespace in the middle of the text is
1457 converted to a single space in the stringified result.  Comments are
1458 replaced by whitespace long before stringification happens, so they
1459 never appear in stringified text.
1460
1461 There is no way to convert a macro argument into a character constant.
1462
1463 If you want to stringify the result of expansion of a macro argument,
1464 you have to use two levels of macros.
1465
1466 @example
1467 #define xstr(s) str(s)
1468 #define str(s) #s
1469 #define foo 4
1470 str (foo)
1471      @expansion{} "foo"
1472 xstr (foo)
1473      @expansion{} xstr (4)
1474      @expansion{} str (4)
1475      @expansion{} "4"
1476 @end example
1477
1478 @code{s} is stringified when it is used in @code{str}, so it is not
1479 macro-expanded first.  But @code{s} is an ordinary argument to
1480 @code{xstr}, so it is completely macro-expanded before @code{xstr}
1481 itself is expanded (@pxref{Argument Prescan}).  Therefore, by the time
1482 @code{str} gets to its argument, it has already been macro-expanded.
1483
1484 @node Concatenation
1485 @section Concatenation
1486 @cindex concatenation
1487 @cindex token pasting
1488 @cindex token concatenation
1489 @cindex @samp{##} operator
1490
1491 It is often useful to merge two tokens into one while expanding macros.
1492 This is called @dfn{token pasting} or @dfn{token concatenation}.  The
1493 @samp{##} preprocessing operator performs token pasting.  When a macro
1494 is expanded, the two tokens on either side of each @samp{##} operator
1495 are combined into a single token, which then replaces the @samp{##} and
1496 the two original tokens in the macro expansion.  Usually both will be
1497 identifiers, or one will be an identifier and the other a preprocessing
1498 number.  When pasted, they make a longer identifier.  This isn't the
1499 only valid case.  It is also possible to concatenate two numbers (or a
1500 number and a name, such as @code{1.5} and @code{e3}) into a number.
1501 Also, multi-character operators such as @code{+=} can be formed by
1502 token pasting.
1503
1504 However, two tokens that don't together form a valid token cannot be
1505 pasted together.  For example, you cannot concatenate @code{x} with
1506 @code{+} in either order.  If you try, the preprocessor issues a warning
1507 and emits the two tokens.  Whether it puts white space between the
1508 tokens is undefined.  It is common to find unnecessary uses of @samp{##}
1509 in complex macros.  If you get this warning, it is likely that you can
1510 simply remove the @samp{##}.
1511
1512 Both the tokens combined by @samp{##} could come from the macro body,
1513 but you could just as well write them as one token in the first place.
1514 Token pasting is most useful when one or both of the tokens comes from a
1515 macro argument.  If either of the tokens next to an @samp{##} is a
1516 parameter name, it is replaced by its actual argument before @samp{##}
1517 executes.  As with stringification, the actual argument is not
1518 macro-expanded first.  If the argument is empty, that @samp{##} has no
1519 effect.
1520
1521 Keep in mind that the C preprocessor converts comments to whitespace
1522 before macros are even considered.  Therefore, you cannot create a
1523 comment by concatenating @samp{/} and @samp{*}.  You can put as much
1524 whitespace between @samp{##} and its operands as you like, including
1525 comments, and you can put comments in arguments that will be
1526 concatenated.  However, it is an error if @samp{##} appears at either
1527 end of a macro body.
1528
1529 Consider a C program that interprets named commands.  There probably
1530 needs to be a table of commands, perhaps an array of structures declared
1531 as follows:
1532
1533 @example
1534 @group
1535 struct command
1536 @{
1537   char *name;
1538   void (*function) (void);
1539 @};
1540 @end group
1541
1542 @group
1543 struct command commands[] =
1544 @{
1545   @{ "quit", quit_command @},
1546   @{ "help", help_command @},
1547   @dots{}
1548 @};
1549 @end group
1550 @end example
1551
1552 It would be cleaner not to have to give each command name twice, once in
1553 the string constant and once in the function name.  A macro which takes the
1554 name of a command as an argument can make this unnecessary.  The string
1555 constant can be created with stringification, and the function name by
1556 concatenating the argument with @samp{_command}.  Here is how it is done:
1557
1558 @example
1559 #define COMMAND(NAME)  @{ #NAME, NAME ## _command @}
1560
1561 struct command commands[] =
1562 @{
1563   COMMAND (quit),
1564   COMMAND (help),
1565   @dots{}
1566 @};
1567 @end example
1568
1569 @node Variadic Macros
1570 @section Variadic Macros
1571 @cindex variable number of arguments
1572 @cindex macros with variable arguments
1573 @cindex variadic macros
1574
1575 A macro can be declared to accept a variable number of arguments much as
1576 a function can.  The syntax for defining the macro is similar to that of
1577 a function.  Here is an example:
1578
1579 @example
1580 #define eprintf(@dots{}) fprintf (stderr, __VA_ARGS__)
1581 @end example
1582
1583 This kind of macro is called @dfn{variadic}.  When the macro is invoked,
1584 all the tokens in its argument list after the last named argument (this
1585 macro has none), including any commas, become the @dfn{variable
1586 argument}.  This sequence of tokens replaces the identifier
1587 @code{@w{__VA_ARGS__}} in the macro body wherever it appears.  Thus, we
1588 have this expansion:
1589
1590 @example
1591 eprintf ("%s:%d: ", input_file, lineno)
1592      @expansion{}  fprintf (stderr, "%s:%d: ", input_file, lineno)
1593 @end example
1594
1595 The variable argument is completely macro-expanded before it is inserted
1596 into the macro expansion, just like an ordinary argument.  You may use
1597 the @samp{#} and @samp{##} operators to stringify the variable argument
1598 or to paste its leading or trailing token with another token.  (But see
1599 below for an important special case for @samp{##}.)
1600
1601 If your macro is complicated, you may want a more descriptive name for
1602 the variable argument than @code{@w{__VA_ARGS__}}.  GNU CPP permits
1603 this, as an extension.  You may write an argument name immediately
1604 before the @samp{@dots{}}; that name is used for the variable argument.
1605 The @code{eprintf} macro above could be written
1606
1607 @example
1608 #define eprintf(args@dots{}) fprintf (stderr, args)
1609 @end example
1610
1611 @noindent
1612 using this extension.  You cannot use @code{__VA_ARGS__} and this
1613 extension in the same macro.
1614
1615 You can have named arguments as well as variable arguments in a variadic
1616 macro.  We could define @code{eprintf} like this, instead:
1617
1618 @example
1619 #define eprintf(format, @dots{}) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
1620 @end example
1621
1622 @noindent
1623 This formulation looks more descriptive, but unfortunately it is less
1624 flexible: you must now supply at least one argument after the format
1625 string.  In standard C, you cannot omit the comma separating the named
1626 argument from the variable arguments.  Furthermore, if you leave the
1627 variable argument empty, you will get a syntax error, because
1628 there will be an extra comma after the format string.
1629
1630 @example
1631 eprintf("success!\n", );
1632      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
1633 @end example
1634
1635 GNU CPP has a pair of extensions which deal with this problem.  First,
1636 you are allowed to leave the variable argument out entirely:
1637
1638 @example
1639 eprintf ("success!\n")
1640      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
1641 @end example
1642
1643 @noindent
1644 Second, the @samp{##} token paste operator has a special meaning when
1645 placed between a comma and a variable argument.  If you write
1646
1647 @example
1648 #define eprintf(format, @dots{}) fprintf (stderr, format, ##__VA_ARGS__)
1649 @end example
1650
1651 @noindent
1652 and the variable argument is left out when the @code{eprintf} macro is
1653 used, then the comma before the @samp{##} will be deleted.  This does
1654 @emph{not} happen if you pass an empty argument, nor does it happen if
1655 the token preceding @samp{##} is anything other than a comma.
1656
1657 @example
1658 eprintf ("success!\n")
1659      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n");
1660 @end example
1661
1662 C99 mandates that the only place the identifier @code{@w{__VA_ARGS__}}
1663 can appear is in the replacement list of a variadic macro.  It may not
1664 be used as a macro name, macro argument name, or within a different type
1665 of macro.  It may also be forbidden in open text; the standard is
1666 ambiguous.  We recommend you avoid using it except for its defined
1667 purpose.
1668
1669 Variadic macros are a new feature in C99.  GNU CPP has supported them
1670 for a long time, but only with a named variable argument
1671 (@samp{args@dots{}}, not @samp{@dots{}} and @code{@w{__VA_ARGS__}}).  If you are
1672 concerned with portability to previous versions of GCC, you should use
1673 only named variable arguments.  On the other hand, if you are concerned
1674 with portability to other conforming implementations of C99, you should
1675 use only @code{@w{__VA_ARGS__}}.
1676
1677 Previous versions of GNU CPP implemented the comma-deletion extension
1678 much more generally.  We have restricted it in this release to minimize
1679 the differences from C99.  To get the same effect with both this and
1680 previous versions of GCC, the token preceding the special @samp{##} must
1681 be a comma, and there must be white space between that comma and
1682 whatever comes immediately before it:
1683
1684 @example
1685 #define eprintf(format, args@dots{}) fprintf (stderr, format , ##args)
1686 @end example
1687
1688 @noindent
1689 @xref{Differences from previous versions}, for the gory details.
1690
1691 @node Predefined Macros
1692 @section Predefined Macros
1693
1694 @cindex predefined macros
1695 Several object-like macros are predefined; you use them without
1696 supplying their definitions.  They fall into three classes: standard,
1697 common, and system-specific.
1698
1699 In C++, there is a fourth category, the named operators.  They act like
1700 predefined macros, but you cannot undefine them.
1701
1702 @menu
1703 * Standard Predefined Macros::
1704 * Common Predefined Macros::
1705 * System-specific Predefined Macros::
1706 * C++ Named Operators::
1707 @end menu
1708
1709 @node Standard Predefined Macros
1710 @subsection Standard Predefined Macros
1711 @cindex standard predefined macros.
1712
1713 The standard predefined macros are specified by the C and/or C++
1714 language standards, so they are available with all compilers that
1715 implement those standards.  Older compilers may not provide all of
1716 them.  Their names all start with double underscores.
1717
1718 @table @code
1719 @item __FILE__
1720 This macro expands to the name of the current input file, in the form of
1721 a C string constant.  This is the path by which the preprocessor opened
1722 the file, not the short name specified in @samp{#include} or as the
1723 input file name argument.  For example,
1724 @code{"/usr/local/include/myheader.h"} is a possible expansion of this
1725 macro.
1726
1727 @item __LINE__
1728 This macro expands to the current input line number, in the form of a
1729 decimal integer constant.  While we call it a predefined macro, it's
1730 a pretty strange macro, since its ``definition'' changes with each
1731 new line of source code.
1732 @end table
1733
1734 @code{__FILE__} and @code{__LINE__} are useful in generating an error
1735 message to report an inconsistency detected by the program; the message
1736 can state the source line at which the inconsistency was detected.  For
1737 example,
1738
1739 @example
1740 fprintf (stderr, "Internal error: "
1741                  "negative string length "
1742                  "%d at %s, line %d.",
1743          length, __FILE__, __LINE__);
1744 @end example
1745
1746 An @samp{#include} directive changes the expansions of @code{__FILE__}
1747 and @code{__LINE__} to correspond to the included file.  At the end of
1748 that file, when processing resumes on the input file that contained
1749 the @samp{#include} directive, the expansions of @code{__FILE__} and
1750 @code{__LINE__} revert to the values they had before the
1751 @samp{#include} (but @code{__LINE__} is then incremented by one as
1752 processing moves to the line after the @samp{#include}).
1753
1754 A @samp{#line} directive changes @code{__LINE__}, and may change
1755 @code{__FILE__} as well.  @xref{Line Control}.
1756
1757 C99 introduces @code{__func__}, and GCC has provided @code{__FUNCTION__}
1758 for a long time.  Both of these are strings containing the name of the
1759 current function (there are slight semantic differences; see the GCC
1760 manual).  Neither of them is a macro; the preprocessor does not know the
1761 name of the current function.  They tend to be useful in conjunction
1762 with @code{__FILE__} and @code{__LINE__}, though.
1763
1764 @table @code
1765
1766 @item __DATE__
1767 This macro expands to a string constant that describes the date on which
1768 the preprocessor is being run.  The string constant contains eleven
1769 characters and looks like @code{@w{"Feb 12 1996"}}.  If the day of the
1770 month is less than 10, it is padded with a space on the left.
1771
1772 @item __TIME__
1773 This macro expands to a string constant that describes the time at
1774 which the preprocessor is being run.  The string constant contains
1775 eight characters and looks like @code{"23:59:01"}.
1776
1777 @item __STDC__
1778 In normal operation, this macro expands to the constant 1, to signify
1779 that this compiler conforms to ISO Standard C@.  If GNU CPP is used with
1780 a compiler other than GCC, this is not necessarily true; however, the
1781 preprocessor always conforms to the standard, unless the
1782 @option{-traditional} option is used.
1783
1784 This macro is not defined if the @option{-traditional} option is used.
1785
1786 On some hosts, the system compiler uses a different convention, where
1787 @code{__STDC__} is normally 0, but is 1 if the user specifies strict
1788 conformance to the C Standard.  GNU CPP follows the host convention when
1789 processing system header files, but when processing user files
1790 @code{__STDC__} is always 1.  This has been reported to cause problems;
1791 for instance, some versions of Solaris provide X Windows headers that
1792 expect @code{__STDC__} to be either undefined or 1.  You may be able to
1793 work around this sort of problem by using an @option{-I} option to
1794 cancel treatment of those headers as system headers.  @xref{Invocation}.
1795
1796 @item __STDC_VERSION__
1797 This macro expands to the C Standard's version number, a long integer
1798 constant of the form @code{@var{yyyy}@var{mm}L} where @var{yyyy} and
1799 @var{mm} are the year and month of the Standard version.  This signifies
1800 which version of the C Standard the compiler conforms to.  Like
1801 @code{__STDC__}, this is not necessarily accurate for the entire
1802 implementation, unless GNU CPP is being used with GCC@.
1803
1804 The value @code{199409L} signifies the 1989 C standard as amended in
1805 1994, which is the current default; the value @code{199901L} signifies
1806 the 1999 revision of the C standard.  Support for the 1999 revision is
1807 not yet complete.
1808
1809 This macro is not defined if the @option{-traditional} option is used, nor
1810 when compiling C++ or Objective-C@.
1811
1812 @item __STDC_HOSTED__
1813 This macro is defined, with value 1, if the compiler's target is a
1814 @dfn{hosted environment}.  A hosted environment has the complete
1815 facilities of the standard C library available.
1816
1817 @item __cplusplus
1818 This macro is defined when the C++ compiler is in use.  You can use
1819 @code{__cplusplus} to test whether a header is compiled by a C compiler
1820 or a C++ compiler.  This macro is similar to @code{__STDC_VERSION__}, in
1821 that it expands to a version number.  A fully conforming implementation
1822 of the 1998 C++ standard will define this macro to @code{199711L}.  The
1823 GNU C++ compiler is not yet fully conforming, so it uses @code{1}
1824 instead.  We hope to complete our implementation in the near future.
1825
1826 @end table
1827
1828 @node Common Predefined Macros
1829 @subsection Common Predefined Macros
1830 @cindex common predefined macros
1831
1832 The common predefined macros are GNU C extensions.  They are available
1833 with the same meanings regardless of the machine or operating system on
1834 which you are using GNU C@.  Their names all start with double
1835 underscores.
1836
1837 @table @code
1838
1839 @item __GNUC__
1840 @itemx __GNUC_MINOR__
1841 @itemx __GNUC_PATCHLEVEL__
1842 These macros are defined by all GNU compilers that use the C
1843 preprocessor: C, C++, and Objective-C@.  Their values are the major
1844 version, minor version, and patch level of the compiler, as integer
1845 constants.  For example, GCC 3.2.1 will define @code{__GNUC__} to 3,
1846 @code{__GNUC_MINOR__} to 2, and @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} to 1.  They
1847 are defined only when the entire compiler is in use; if you invoke the
1848 preprocessor directly, they are not defined.
1849
1850 @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} is new to GCC 3.0; it is also present in the
1851 widely-used development snapshots leading up to 3.0 (which identify
1852 themselves as GCC 2.96 or 2.97, depending on which snapshot you have).
1853
1854 If all you need to know is whether or not your program is being compiled
1855 by GCC, you can simply test @code{__GNUC__}.  If you need to write code
1856 which depends on a specific version, you must be more careful.  Each
1857 time the minor version is increased, the patch level is reset to zero;
1858 each time the major version is increased (which happens rarely), the
1859 minor version and patch level are reset.  If you wish to use the
1860 predefined macros directly in the conditional, you will need to write it
1861 like this:
1862
1863 @example
1864 /* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
1865 #if __GNUC__ > 3 || \
1866     (__GNUC__ == 3 && (__GNUC_MINOR__ > 2 || \
1867                        (__GNUC_MINOR__ == 2 && \
1868                         __GNUC_PATCHLEVEL__ > 0))
1869 @end example
1870
1871 @noindent
1872 Another approach is to use the predefined macros to
1873 calculate a single number, then compare that against a threshold:
1874
1875 @example
1876 #define GCC_VERSION (__GNUC__ * 10000 \
1877                      + __GNUC_MINOR__ * 100 \
1878                      + __GNUC_PATCHLEVEL__)
1879 @dots{}
1880 /* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
1881 #if GCC_VERSION > 30200
1882 @end example
1883
1884 @noindent
1885 Many people find this form easier to understand.
1886
1887 @item __OBJC__
1888 This macro is defined, with value 1, when the Objective-C compiler is in
1889 use.  You can use @code{__OBJC__} to test whether a header is compiled
1890 by a C compiler or a Objective-C compiler.
1891
1892 @item __GNUG__
1893 The GNU C++ compiler defines this.  Testing it is equivalent to
1894 testing @code{@w{(__GNUC__ && __cplusplus)}}.
1895
1896 @item __STRICT_ANSI__
1897 GCC defines this macro if and only if the @option{-ansi} switch, or a
1898 @option{-std} switch specifying strict conformance to some version of ISO C,
1899 was specified when GCC was invoked.  It is defined to @samp{1}.
1900 This macro exists primarily to direct GNU libc's header files to
1901 restrict their definitions to the minimal set found in the 1989 C
1902 standard.
1903
1904 @item __BASE_FILE__
1905 This macro expands to the name of the main input file, in the form
1906 of a C string constant.  This is the source file that was specified
1907 on the command line of the preprocessor or C compiler.
1908
1909 @item __INCLUDE_LEVEL__
1910 This macro expands to a decimal integer constant that represents the
1911 depth of nesting in include files.  The value of this macro is
1912 incremented on every @samp{#include} directive and decremented at the
1913 end of every included file.  It starts out at 0, it's value within the
1914 base file specified on the command line.
1915
1916 @item __VERSION__
1917 This macro expands to a string constant which describes the version of
1918 the compiler in use.  You should not rely on its contents having any
1919 particular form, but it can be counted on to contain at least the
1920 release number.
1921
1922 @item __OPTIMIZE__
1923 @itemx __OPTIMIZE_SIZE__
1924 @itemx __NO_INLINE__
1925 These macros describe the compilation mode.  @code{__OPTIMIZE__} is
1926 defined in all optimizing compilations.  @code{__OPTIMIZE_SIZE__} is
1927 defined if the compiler is optimizing for size, not speed.
1928 @code{__NO_INLINE__} is defined if no functions will be inlined into
1929 their callers (when not optimizing, or when inlining has been
1930 specifically disabled by @option{-fno-inline}).
1931
1932 These macros cause certain GNU header files to provide optimized
1933 definitions, using macros or inline functions, of system library
1934 functions.  You should not use these macros in any way unless you make
1935 sure that programs will execute with the same effect whether or not they
1936 are defined.  If they are defined, their value is 1.
1937
1938 @item __CHAR_UNSIGNED__
1939 GCC defines this macro if and only if the data type @code{char} is
1940 unsigned on the target machine.  It exists to cause the standard header
1941 file @file{limits.h} to work correctly.  You should not use this macro
1942 yourself; instead, refer to the standard macros defined in @file{limits.h}.
1943
1944 @item __REGISTER_PREFIX__
1945 This macro expands to a single token (not a string constant) which is
1946 the prefix applied to CPU register names in assembly language for this
1947 target.  You can use it to write assembly that is usable in multiple
1948 environments.  For example, in the @code{m68k-aout} environment it
1949 expands to nothing, but in the @code{m68k-coff} environment it expands
1950 to a single @samp{%}.
1951
1952 @item __USER_LABEL_PREFIX__
1953 This macro expands to a single token which is the prefix applied to
1954 user labels (symbols visible to C code) in assembly.  For example, in
1955 the @code{m68k-aout} environment it expands to an @samp{_}, but in the
1956 @code{m68k-coff} environment it expands to nothing.
1957
1958 This macro will have the correct definition even if
1959 @option{-f(no-)underscores} is in use, but it will not be correct if
1960 target-specific options that adjust this prefix are used (e.g.@: the
1961 OSF/rose @option{-mno-underscores} option).
1962
1963 @item __SIZE_TYPE__
1964 @itemx __PTRDIFF_TYPE__
1965 @itemx __WCHAR_TYPE__
1966 @itemx __WINT_TYPE__
1967 These macros are defined to the correct underlying types for the
1968 @code{size_t}, @code{ptrdiff_t}, @code{wchar_t}, and @code{wint_t}
1969 typedefs, respectively.  They exist to make the standard header files
1970 @file{stddef.h} and @file{wchar.h} work correctly.  You should not use
1971 these macros directly; instead, include the appropriate headers and use
1972 the typedefs.
1973
1974 @item __USING_SJLJ_EXCEPTIONS__
1975 This macro is defined, with value 1, if the compiler uses the old
1976 mechanism based on @code{setjmp} and @code{longjmp} for exception
1977 handling.
1978 @end table
1979
1980 @node System-specific Predefined Macros
1981 @subsection System-specific Predefined Macros
1982
1983 @cindex system-specific predefined macros
1984 @cindex predefined macros, system-specific
1985 @cindex reserved namespace
1986
1987 The C preprocessor normally predefines several macros that indicate what
1988 type of system and machine is in use.  They are obviously different on
1989 each target supported by GCC@.  This manual, being for all systems and
1990 machines, cannot tell you what their names are, but you can use
1991 @command{cpp -dM} to see them all.  @xref{Invocation}.  All system-specific
1992 predefined macros expand to the constant 1, so you can test them with
1993 either @samp{#ifdef} or @samp{#if}.
1994
1995 The C standard requires that all system-specific macros be part of the
1996 @dfn{reserved namespace}.  All names which begin with two underscores,
1997 or an underscore and a capital letter, are reserved for the compiler and
1998 library to use as they wish.  However, historically system-specific
1999 macros have had names with no special prefix; for instance, it is common
2000 to find @code{unix} defined on Unix systems.  For all such macros, GCC
2001 provides a parallel macro with two underscores added at the beginning
2002 and the end.  If @code{unix} is defined, @code{__unix__} will be defined
2003 too.  There will never be more than two underscores; the parallel of
2004 @code{_mips} is @code{__mips__}.
2005
2006 When the @option{-ansi} option, or any @option{-std} option that
2007 requests strict conformance, is given to the compiler, all the
2008 system-specific predefined macros outside the reserved namespace are
2009 suppressed.  The parallel macros, inside the reserved namespace, remain
2010 defined.
2011
2012 We are slowly phasing out all predefined macros which are outside the
2013 reserved namespace.  You should never use them in new programs, and we
2014 encourage you to correct older code to use the parallel macros whenever
2015 you find it.  We don't recommend you use the system-specific macros that
2016 are in the reserved namespace, either.  It is better in the long run to
2017 check specifically for features you need, using a tool such as
2018 @command{autoconf}.
2019
2020 @node C++ Named Operators
2021 @subsection C++ Named Operators
2022 @cindex named operators
2023 @cindex C++ named operators
2024 @cindex iso646.h
2025
2026 In C++, there are eleven keywords which are simply alternate spellings
2027 of operators normally written with punctuation.  These keywords are
2028 treated as such even in the preprocessor.  They function as operators in
2029 @samp{#if}, and they cannot be defined as macros or poisoned.  In C, you
2030 can request that those keywords take their C++ meaning by including
2031 @file{iso646.h}.  That header defines each one as a normal object-like
2032 macro expanding to the appropriate punctuator.
2033
2034 These are the named operators and their corresponding punctuators:
2035
2036 @multitable {Named Operator} {Punctuator}
2037 @item Named Operator @tab Punctuator
2038 @item @code{and}    @tab @code{&&}
2039 @item @code{and_eq} @tab @code{&=}
2040 @item @code{bitand} @tab @code{&}
2041 @item @code{bitor}  @tab @code{|}
2042 @item @code{compl}  @tab @code{~}
2043 @item @code{not}    @tab @code{!}
2044 @item @code{not_eq} @tab @code{!=}
2045 @item @code{or}     @tab @code{||}
2046 @item @code{or_eq}  @tab @code{|=}
2047 @item @code{xor}    @tab @code{^}
2048 @item @code{xor_eq} @tab @code{^=}
2049 @end multitable
2050
2051 @node Undefining and Redefining Macros
2052 @section Undefining and Redefining Macros
2053 @cindex undefining macros
2054 @cindex redefining macros
2055 @findex #undef
2056
2057 If a macro ceases to be useful, it may be @dfn{undefined} with the
2058 @samp{#undef} directive.  @samp{#undef} takes a single argument, the
2059 name of the macro to undefine.  You use the bare macro name, even if the
2060 macro is function-like.  It is an error if anything appears on the line
2061 after the macro name.  @samp{#undef} has no effect if the name is not a
2062 macro.
2063
2064 @example
2065 #define FOO 4
2066 x = FOO;        @expansion{} x = 4;
2067 #undef FOO
2068 x = FOO;        @expansion{} x = FOO;
2069 @end example
2070
2071 Once a macro has been undefined, that identifier may be @dfn{redefined}
2072 as a macro by a subsequent @samp{#define} directive.  The new definition
2073 need not have any resemblance to the old definition.
2074
2075 However, if an identifier which is currently a macro is redefined, then
2076 the new definition must be @dfn{effectively the same} as the old one.
2077 Two macro definitions are effectively the same if:
2078 @itemize @bullet
2079 @item Both are the same type of macro (object- or function-like).
2080 @item All the tokens of the replacement list are the same.
2081 @item If there are any parameters, they are the same.
2082 @item Whitespace appears in the same places in both.  It need not be
2083 exactly the same amount of whitespace, though.  Remember that comments
2084 count as whitespace.
2085 @end itemize
2086
2087 @noindent
2088 These definitions are effectively the same:
2089 @example
2090 #define FOUR (2 + 2)
2091 #define FOUR         (2    +    2)
2092 #define FOUR (2 /* two */ + 2)
2093 @end example
2094 @noindent
2095 but these are not:
2096 @example
2097 #define FOUR (2 + 2)
2098 #define FOUR ( 2+2 )
2099 #define FOUR (2 * 2)
2100 #define FOUR(score,and,seven,years,ago) (2 + 2)
2101 @end example
2102
2103 If a macro is redefined with a definition that is not effectively the
2104 same as the old one, the preprocessor issues a warning and changes the
2105 macro to use the new definition.  If the new definition is effectively
2106 the same, the redefinition is silently ignored.  This allows, for
2107 instance, two different headers to define a common macro.  The
2108 preprocessor will only complain if the definitions do not match.
2109
2110 @node Directives Within Macro Arguments
2111 @section Directives Within Macro Arguments
2112 @cindex macro arguments and directives
2113
2114 Occasionally it is convenient to use preprocessor directives within
2115 the arguments of a macro.  The C and C++ standards declare that
2116 behavior in these cases is undefined.
2117
2118 Versions of GNU CPP prior to 3.2 would reject such constructs with an
2119 error message.  This was the only syntactic difference between normal
2120 functions and function-like macros, so it seemed attractive to remove
2121 this limitation, and people would often be surprised that they could
2122 not use macros in this way.  Moreover, sometimes people would use
2123 conditional compilation in the argument list to a normal library
2124 function like @samp{printf}, only to find that after a library upgrade
2125 @samp{printf} had changed to be a function-like macro, and their code
2126 would no longer compile.  So from version 3.2 we changed CPP to
2127 successfully process arbitrary directives within macro arguments in
2128 exactly the same way as it would have processed the directive were the
2129 function-like macro invocation not present.
2130
2131 If, within a macro invocation, that macro is redefined, then the new
2132 definition takes effect in time for argument pre-expansion, but the
2133 original definition is still used for argument replacement.  Here is a
2134 pathological example:
2135
2136 @smallexample
2137 #define f(x) x x
2138 f (1
2139 #undef f
2140 #define f 2
2141 f)
2142 @end smallexample
2143
2144 @noindent which expands to
2145
2146 @smallexample
2147 1 2 1 2
2148 @end smallexample
2149
2150 @noindent with the semantics described above.
2151
2152 @node Macro Pitfalls
2153 @section Macro Pitfalls
2154 @cindex problems with macros
2155 @cindex pitfalls of macros
2156
2157 In this section we describe some special rules that apply to macros and
2158 macro expansion, and point out certain cases in which the rules have
2159 counter-intuitive consequences that you must watch out for.
2160
2161 @menu
2162 * Misnesting::
2163 * Operator Precedence Problems::
2164 * Swallowing the Semicolon::
2165 * Duplication of Side Effects::
2166 * Self-Referential Macros::
2167 * Argument Prescan::
2168 * Newlines in Arguments::
2169 @end menu
2170
2171 @node Misnesting
2172 @subsection Misnesting
2173
2174 When a macro is called with arguments, the arguments are substituted
2175 into the macro body and the result is checked, together with the rest of
2176 the input file, for more macro calls.  It is possible to piece together
2177 a macro call coming partially from the macro body and partially from the
2178 arguments.  For example,
2179
2180 @example
2181 #define twice(x) (2*(x))
2182 #define call_with_1(x) x(1)
2183 call_with_1 (twice)
2184      @expansion{} twice(1)
2185      @expansion{} (2*(1))
2186 @end example
2187
2188 Macro definitions do not have to have balanced parentheses.  By writing
2189 an unbalanced open parenthesis in a macro body, it is possible to create
2190 a macro call that begins inside the macro body but ends outside of it.
2191 For example,
2192
2193 @example
2194 #define strange(file) fprintf (file, "%s %d",
2195 @dots{}
2196 strange(stderr) p, 35)
2197      @expansion{} fprintf (stderr, "%s %d", p, 35)
2198 @end example
2199
2200 The ability to piece together a macro call can be useful, but the use of
2201 unbalanced open parentheses in a macro body is just confusing, and
2202 should be avoided.
2203
2204 @node Operator Precedence Problems
2205 @subsection Operator Precedence Problems
2206 @cindex parentheses in macro bodies
2207
2208 You may have noticed that in most of the macro definition examples shown
2209 above, each occurrence of a macro argument name had parentheses around
2210 it.  In addition, another pair of parentheses usually surround the
2211 entire macro definition.  Here is why it is best to write macros that
2212 way.
2213
2214 Suppose you define a macro as follows,
2215
2216 @example
2217 #define ceil_div(x, y) (x + y - 1) / y
2218 @end example
2219
2220 @noindent
2221 whose purpose is to divide, rounding up.  (One use for this operation is
2222 to compute how many @code{int} objects are needed to hold a certain
2223 number of @code{char} objects.)  Then suppose it is used as follows:
2224
2225 @example
2226 a = ceil_div (b & c, sizeof (int));
2227      @expansion{} a = (b & c + sizeof (int) - 1) / sizeof (int);
2228 @end example
2229
2230 @noindent
2231 This does not do what is intended.  The operator-precedence rules of
2232 C make it equivalent to this:
2233
2234 @example
2235 a = (b & (c + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
2236 @end example
2237
2238 @noindent
2239 What we want is this:
2240
2241 @example
2242 a = ((b & c) + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
2243 @end example
2244
2245 @noindent
2246 Defining the macro as
2247
2248 @example
2249 #define ceil_div(x, y) ((x) + (y) - 1) / (y)
2250 @end example
2251
2252 @noindent
2253 provides the desired result.
2254
2255 Unintended grouping can result in another way.  Consider @code{sizeof
2256 ceil_div(1, 2)}.  That has the appearance of a C expression that would
2257 compute the size of the type of @code{ceil_div (1, 2)}, but in fact it
2258 means something very different.  Here is what it expands to:
2259
2260 @example
2261 sizeof ((1) + (2) - 1) / (2)
2262 @end example
2263
2264 @noindent
2265 This would take the size of an integer and divide it by two.  The
2266 precedence rules have put the division outside the @code{sizeof} when it
2267 was intended to be inside.
2268
2269 Parentheses around the entire macro definition prevent such problems.
2270 Here, then, is the recommended way to define @code{ceil_div}:
2271
2272 @example
2273 #define ceil_div(x, y) (((x) + (y) - 1) / (y))
2274 @end example
2275
2276 @node Swallowing the Semicolon
2277 @subsection Swallowing the Semicolon
2278 @cindex semicolons (after macro calls)
2279
2280 Often it is desirable to define a macro that expands into a compound
2281 statement.  Consider, for example, the following macro, that advances a
2282 pointer (the argument @code{p} says where to find it) across whitespace
2283 characters:
2284
2285 @example
2286 #define SKIP_SPACES(p, limit)  \
2287 @{ char *lim = (limit);         \
2288   while (p < lim) @{            \
2289     if (*p++ != ' ') @{         \
2290       p--; break; @}@}@}
2291 @end example
2292
2293 @noindent
2294 Here backslash-newline is used to split the macro definition, which must
2295 be a single logical line, so that it resembles the way such code would
2296 be laid out if not part of a macro definition.
2297
2298 A call to this macro might be @code{SKIP_SPACES (p, lim)}.  Strictly
2299 speaking, the call expands to a compound statement, which is a complete
2300 statement with no need for a semicolon to end it.  However, since it
2301 looks like a function call, it minimizes confusion if you can use it
2302 like a function call, writing a semicolon afterward, as in
2303 @code{SKIP_SPACES (p, lim);}
2304
2305 This can cause trouble before @code{else} statements, because the
2306 semicolon is actually a null statement.  Suppose you write
2307
2308 @example
2309 if (*p != 0)
2310   SKIP_SPACES (p, lim);
2311 else @dots{}
2312 @end example
2313
2314 @noindent
2315 The presence of two statements---the compound statement and a null
2316 statement---in between the @code{if} condition and the @code{else}
2317 makes invalid C code.
2318
2319 The definition of the macro @code{SKIP_SPACES} can be altered to solve
2320 this problem, using a @code{do @dots{} while} statement.  Here is how:
2321
2322 @example
2323 #define SKIP_SPACES(p, limit)     \
2324 do @{ char *lim = (limit);         \
2325      while (p < lim) @{            \
2326        if (*p++ != ' ') @{         \
2327          p--; break; @}@}@}          \
2328 while (0)
2329 @end example
2330
2331 Now @code{SKIP_SPACES (p, lim);} expands into
2332
2333 @example
2334 do @{@dots{}@} while (0);
2335 @end example
2336
2337 @noindent
2338 which is one statement.  The loop executes exactly once; most compilers
2339 generate no extra code for it.
2340
2341 @node Duplication of Side Effects
2342 @subsection Duplication of Side Effects
2343
2344 @cindex side effects (in macro arguments)
2345 @cindex unsafe macros
2346 Many C programs define a macro @code{min}, for ``minimum'', like this:
2347
2348 @example
2349 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
2350 @end example
2351
2352 When you use this macro with an argument containing a side effect,
2353 as shown here,
2354
2355 @example
2356 next = min (x + y, foo (z));
2357 @end example
2358
2359 @noindent
2360 it expands as follows:
2361
2362 @example
2363 next = ((x + y) < (foo (z)) ? (x + y) : (foo (z)));
2364 @end example
2365
2366 @noindent
2367 where @code{x + y} has been substituted for @code{X} and @code{foo (z)}
2368 for @code{Y}.
2369
2370 The function @code{foo} is used only once in the statement as it appears
2371 in the program, but the expression @code{foo (z)} has been substituted
2372 twice into the macro expansion.  As a result, @code{foo} might be called
2373 two times when the statement is executed.  If it has side effects or if
2374 it takes a long time to compute, the results might not be what you
2375 intended.  We say that @code{min} is an @dfn{unsafe} macro.
2376
2377 The best solution to this problem is to define @code{min} in a way that
2378 computes the value of @code{foo (z)} only once.  The C language offers
2379 no standard way to do this, but it can be done with GNU extensions as
2380 follows:
2381
2382 @example
2383 #define min(X, Y)                \
2384 (@{ typeof (X) x_ = (X);          \
2385    typeof (Y) y_ = (Y);          \
2386    (x_ < y_) ? x_ : y_; @})
2387 @end example
2388
2389 The @samp{(@{ @dots{} @})} notation produces a compound statement that
2390 acts as an expression.  Its value is the value of its last statement.
2391 This permits us to define local variables and assign each argument to
2392 one.  The local variables have underscores after their names to reduce
2393 the risk of conflict with an identifier of wider scope (it is impossible
2394 to avoid this entirely).  Now each argument is evaluated exactly once.
2395
2396 If you do not wish to use GNU C extensions, the only solution is to be
2397 careful when @emph{using} the macro @code{min}.  For example, you can
2398 calculate the value of @code{foo (z)}, save it in a variable, and use
2399 that variable in @code{min}:
2400
2401 @example
2402 @group
2403 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
2404 @dots{}
2405 @{
2406   int tem = foo (z);
2407   next = min (x + y, tem);
2408 @}
2409 @end group
2410 @end example
2411
2412 @noindent
2413 (where we assume that @code{foo} returns type @code{int}).
2414
2415 @node Self-Referential Macros
2416 @subsection Self-Referential Macros
2417 @cindex self-reference
2418
2419 A @dfn{self-referential} macro is one whose name appears in its
2420 definition.  Recall that all macro definitions are rescanned for more
2421 macros to replace.  If the self-reference were considered a use of the
2422 macro, it would produce an infinitely large expansion.  To prevent this,
2423 the self-reference is not considered a macro call.  It is passed into
2424 the preprocessor output unchanged.  Let's consider an example:
2425
2426 @example
2427 #define foo (4 + foo)
2428 @end example
2429
2430 @noindent
2431 where @code{foo} is also a variable in your program.
2432
2433 Following the ordinary rules, each reference to @code{foo} will expand
2434 into @code{(4 + foo)}; then this will be rescanned and will expand into
2435 @code{(4 + (4 + foo))}; and so on until the computer runs out of memory.
2436
2437 The self-reference rule cuts this process short after one step, at
2438 @code{(4 + foo)}.  Therefore, this macro definition has the possibly
2439 useful effect of causing the program to add 4 to the value of @code{foo}
2440 wherever @code{foo} is referred to.
2441
2442 In most cases, it is a bad idea to take advantage of this feature.  A
2443 person reading the program who sees that @code{foo} is a variable will
2444 not expect that it is a macro as well.  The reader will come across the
2445 identifier @code{foo} in the program and think its value should be that
2446 of the variable @code{foo}, whereas in fact the value is four greater.
2447
2448 One common, useful use of self-reference is to create a macro which
2449 expands to itself.  If you write
2450
2451 @example
2452 #define EPERM EPERM
2453 @end example
2454
2455 @noindent
2456 then the macro @code{EPERM} expands to @code{EPERM}.  Effectively, it is
2457 left alone by the preprocessor whenever it's used in running text.  You
2458 can tell that it's a macro with @samp{#ifdef}.  You might do this if you
2459 want to define numeric constants with an @code{enum}, but have
2460 @samp{#ifdef} be true for each constant.
2461
2462 If a macro @code{x} expands to use a macro @code{y}, and the expansion of
2463 @code{y} refers to the macro @code{x}, that is an @dfn{indirect
2464 self-reference} of @code{x}.  @code{x} is not expanded in this case
2465 either.  Thus, if we have
2466
2467 @example
2468 #define x (4 + y)
2469 #define y (2 * x)
2470 @end example
2471
2472 @noindent
2473 then @code{x} and @code{y} expand as follows:
2474
2475 @example
2476 @group
2477 x    @expansion{} (4 + y)
2478      @expansion{} (4 + (2 * x))
2479
2480 y    @expansion{} (2 * x)
2481      @expansion{} (2 * (4 + y))
2482 @end group
2483 @end example
2484
2485 @noindent
2486 Each macro is expanded when it appears in the definition of the other
2487 macro, but not when it indirectly appears in its own definition.
2488
2489 @node Argument Prescan
2490 @subsection Argument Prescan
2491 @cindex expansion of arguments
2492 @cindex macro argument expansion
2493 @cindex prescan of macro arguments
2494
2495 Macro arguments are completely macro-expanded before they are
2496 substituted into a macro body, unless they are stringified or pasted
2497 with other tokens.  After substitution, the entire macro body, including
2498 the substituted arguments, is scanned again for macros to be expanded.
2499 The result is that the arguments are scanned @emph{twice} to expand
2500 macro calls in them.
2501
2502 Most of the time, this has no effect.  If the argument contained any
2503 macro calls, they are expanded during the first scan.  The result
2504 therefore contains no macro calls, so the second scan does not change
2505 it.  If the argument were substituted as given, with no prescan, the
2506 single remaining scan would find the same macro calls and produce the
2507 same results.
2508
2509 You might expect the double scan to change the results when a
2510 self-referential macro is used in an argument of another macro
2511 (@pxref{Self-Referential Macros}): the self-referential macro would be
2512 expanded once in the first scan, and a second time in the second scan.
2513 However, this is not what happens.  The self-references that do not
2514 expand in the first scan are marked so that they will not expand in the
2515 second scan either.
2516
2517 You might wonder, ``Why mention the prescan, if it makes no difference?
2518 And why not skip it and make the preprocessor faster?''  The answer is
2519 that the prescan does make a difference in three special cases:
2520
2521 @itemize @bullet
2522 @item
2523 Nested calls to a macro.
2524
2525 We say that @dfn{nested} calls to a macro occur when a macro's argument
2526 contains a call to that very macro.  For example, if @code{f} is a macro
2527 that expects one argument, @code{f (f (1))} is a nested pair of calls to
2528 @code{f}.  The desired expansion is made by expanding @code{f (1)} and
2529 substituting that into the definition of @code{f}.  The prescan causes
2530 the expected result to happen.  Without the prescan, @code{f (1)} itself
2531 would be substituted as an argument, and the inner use of @code{f} would
2532 appear during the main scan as an indirect self-reference and would not
2533 be expanded.
2534
2535 @item
2536 Macros that call other macros that stringify or concatenate.
2537
2538 If an argument is stringified or concatenated, the prescan does not
2539 occur.  If you @emph{want} to expand a macro, then stringify or
2540 concatenate its expansion, you can do that by causing one macro to call
2541 another macro that does the stringification or concatenation.  For
2542 instance, if you have
2543
2544 @example
2545 #define AFTERX(x) X_ ## x
2546 #define XAFTERX(x) AFTERX(x)
2547 #define TABLESIZE 1024
2548 #define BUFSIZE TABLESIZE
2549 @end example
2550
2551 then @code{AFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_BUFSIZE}, and
2552 @code{XAFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_1024}.  (Not to
2553 @code{X_TABLESIZE}.  Prescan always does a complete expansion.)
2554
2555 @item
2556 Macros used in arguments, whose expansions contain unshielded commas.
2557
2558 This can cause a macro expanded on the second scan to be called with the
2559 wrong number of arguments.  Here is an example:
2560
2561 @example
2562 #define foo  a,b
2563 #define bar(x) lose(x)
2564 #define lose(x) (1 + (x))
2565 @end example
2566
2567 We would like @code{bar(foo)} to turn into @code{(1 + (foo))}, which
2568 would then turn into @code{(1 + (a,b))}.  Instead, @code{bar(foo)}
2569 expands into @code{lose(a,b)}, and you get an error because @code{lose}
2570 requires a single argument.  In this case, the problem is easily solved
2571 by the same parentheses that ought to be used to prevent misnesting of
2572 arithmetic operations:
2573
2574 @example
2575 #define foo (a,b)
2576 @exdent or
2577 #define bar(x) lose((x))
2578 @end example
2579
2580 The extra pair of parentheses prevents the comma in @code{foo}'s
2581 definition from being interpreted as an argument separator.
2582
2583 @end itemize
2584
2585 @node Newlines in Arguments
2586 @subsection Newlines in Arguments
2587 @cindex newlines in macro arguments
2588
2589 The invocation of a function-like macro can extend over many logical
2590 lines.  However, in the present implementation, the entire expansion
2591 comes out on one line.  Thus line numbers emitted by the compiler or
2592 debugger refer to the line the invocation started on, which might be
2593 different to the line containing the argument causing the problem.
2594
2595 Here is an example illustrating this:
2596
2597 @example
2598 #define ignore_second_arg(a,b,c) a; c
2599
2600 ignore_second_arg (foo (),
2601                    ignored (),
2602                    syntax error);
2603 @end example
2604
2605 @noindent
2606 The syntax error triggered by the tokens @code{syntax error} results in
2607 an error message citing line three---the line of ignore_second_arg---
2608 even though the problematic code comes from line five.
2609
2610 We consider this a bug, and intend to fix it in the near future.
2611
2612 @node Conditionals
2613 @chapter Conditionals
2614 @cindex conditionals
2615
2616 A @dfn{conditional} is a directive that instructs the preprocessor to
2617 select whether or not to include a chunk of code in the final token
2618 stream passed to the compiler.  Preprocessor conditionals can test
2619 arithmetic expressions, or whether a name is defined as a macro, or both
2620 simultaneously using the special @code{defined} operator.
2621
2622 A conditional in the C preprocessor resembles in some ways an @code{if}
2623 statement in C, but it is important to understand the difference between
2624 them.  The condition in an @code{if} statement is tested during the
2625 execution of your program.  Its purpose is to allow your program to
2626 behave differently from run to run, depending on the data it is
2627 operating on.  The condition in a preprocessing conditional directive is
2628 tested when your program is compiled.  Its purpose is to allow different
2629 code to be included in the program depending on the situation at the
2630 time of compilation.
2631
2632 However, the distinction is becoming less clear.  Modern compilers often
2633 do test @code{if} statements when a program is compiled, if their
2634 conditions are known not to vary at run time, and eliminate code which
2635 can never be executed.  If you can count on your compiler to do this,
2636 you may find that your program is more readable if you use @code{if}
2637 statements with constant conditions (perhaps determined by macros).  Of
2638 course, you can only use this to exclude code, not type definitions or
2639 other preprocessing directives, and you can only do it if the code
2640 remains syntactically valid when it is not to be used.
2641
2642 GCC version 3 eliminates this kind of never-executed code even when
2643 not optimizing.  Older versions did it only when optimizing.
2644
2645 @menu
2646 * Conditional Uses::
2647 * Conditional Syntax::
2648 * Deleted Code::
2649 @end menu
2650
2651 @node Conditional Uses
2652 @section Conditional Uses
2653
2654 There are three general reasons to use a conditional.
2655
2656 @itemize @bullet
2657 @item
2658 A program may need to use different code depending on the machine or
2659 operating system it is to run on.  In some cases the code for one
2660 operating system may be erroneous on another operating system; for
2661 example, it might refer to data types or constants that do not exist on
2662 the other system.  When this happens, it is not enough to avoid
2663 executing the invalid code.  Its mere presence will cause the compiler
2664 to reject the program.  With a preprocessing conditional, the offending
2665 code can be effectively excised from the program when it is not valid.
2666
2667 @item
2668 You may want to be able to compile the same source file into two
2669 different programs.  One version might make frequent time-consuming
2670 consistency checks on its intermediate data, or print the values of
2671 those data for debugging, and the other not.
2672
2673 @item
2674 A conditional whose condition is always false is one way to exclude code
2675 from the program but keep it as a sort of comment for future reference.
2676 @end itemize
2677
2678 Simple programs that do not need system-specific logic or complex
2679 debugging hooks generally will not need to use preprocessing
2680 conditionals.
2681
2682 @node Conditional Syntax
2683 @section Conditional Syntax
2684
2685 @findex #if
2686 A conditional in the C preprocessor begins with a @dfn{conditional
2687 directive}: @samp{#if}, @samp{#ifdef} or @samp{#ifndef}.
2688
2689 @menu
2690 * Ifdef::
2691 * If::
2692 * Defined::
2693 * Else::
2694 * Elif::
2695 @end menu
2696
2697 @node Ifdef
2698 @subsection Ifdef
2699 @findex #ifdef
2700 @findex #endif
2701
2702 The simplest sort of conditional is
2703
2704 @example
2705 @group
2706 #ifdef @var{MACRO}
2707
2708 @var{controlled text}
2709
2710 #endif /* @var{MACRO} */
2711 @end group
2712 @end example
2713
2714 @cindex conditional group
2715 This block is called a @dfn{conditional group}.  @var{controlled text}
2716 will be included in the output of the preprocessor if and only if
2717 @var{MACRO} is defined.  We say that the conditional @dfn{succeeds} if
2718 @var{MACRO} is defined, @dfn{fails} if it is not.
2719
2720 The @var{controlled text} inside of a conditional can include
2721 preprocessing directives.  They are executed only if the conditional
2722 succeeds.  You can nest conditional groups inside other conditional
2723 groups, but they must be completely nested.  In other words,
2724 @samp{#endif} always matches the nearest @samp{#ifdef} (or
2725 @samp{#ifndef}, or @samp{#if}).  Also, you cannot start a conditional
2726 group in one file and end it in another.
2727
2728 Even if a conditional fails, the @var{controlled text} inside it is
2729 still run through initial transformations and tokenization.  Therefore,
2730 it must all be lexically valid C@.  Normally the only way this matters is
2731 that all comments and string literals inside a failing conditional group
2732 must still be properly ended.
2733
2734 The comment following the @samp{#endif} is not required, but it is a
2735 good practice if there is a lot of @var{controlled text}, because it
2736 helps people match the @samp{#endif} to the corresponding @samp{#ifdef}.
2737 Older programs sometimes put @var{MACRO} directly after the
2738 @samp{#endif} without enclosing it in a comment.  This is invalid code
2739 according to the C standard.  GNU CPP accepts it with a warning.  It
2740 never affects which @samp{#ifndef} the @samp{#endif} matches.
2741
2742 @findex #ifndef
2743 Sometimes you wish to use some code if a macro is @emph{not} defined.
2744 You can do this by writing @samp{#ifndef} instead of @samp{#ifdef}.
2745 One common use of @samp{#ifndef} is to include code only the first
2746 time a header file is included.  @xref{Once-Only Headers}.
2747
2748 Macro definitions can vary between compilations for several reasons.
2749 Here are some samples.
2750
2751 @itemize @bullet
2752 @item
2753 Some macros are predefined on each kind of machine
2754 (@pxref{System-specific Predefined Macros}).  This allows you to provide
2755 code specially tuned for a particular machine.
2756
2757 @item
2758 System header files define more macros, associated with the features
2759 they implement.  You can test these macros with conditionals to avoid
2760 using a system feature on a machine where it is not implemented.
2761
2762 @item
2763 Macros can be defined or undefined with the @option{-D} and @option{-U}
2764 command line options when you compile the program.  You can arrange to
2765 compile the same source file into two different programs by choosing a
2766 macro name to specify which program you want, writing conditionals to
2767 test whether or how this macro is defined, and then controlling the
2768 state of the macro with command line options, perhaps set in the
2769 Makefile.  @xref{Invocation}.
2770
2771 @item
2772 Your program might have a special header file (often called
2773 @file{config.h}) that is adjusted when the program is compiled.  It can
2774 define or not define macros depending on the features of the system and
2775 the desired capabilities of the program.  The adjustment can be
2776 automated by a tool such as @command{autoconf}, or done by hand.
2777 @end itemize
2778
2779 @node If
2780 @subsection If
2781
2782 The @samp{#if} directive allows you to test the value of an arithmetic
2783 expression, rather than the mere existence of one macro.  Its syntax is
2784
2785 @example
2786 @group
2787 #if @var{expression}
2788
2789 @var{controlled text}
2790
2791 #endif /* @var{expression} */
2792 @end group
2793 @end example
2794
2795 @var{expression} is a C expression of integer type, subject to stringent
2796 restrictions.  It may contain
2797
2798 @itemize @bullet
2799 @item
2800 Integer constants.
2801
2802 @item
2803 Character constants, which are interpreted as they would be in normal
2804 code.
2805
2806 @item
2807 Arithmetic operators for addition, subtraction, multiplication,
2808 division, bitwise operations, shifts, comparisons, and logical
2809 operations (@code{&&} and @code{||}).  The latter two obey the usual
2810 short-circuiting rules of standard C@.
2811
2812 @item
2813 Macros.  All macros in the expression are expanded before actual
2814 computation of the expression's value begins.
2815
2816 @item
2817 Uses of the @code{defined} operator, which lets you check whether macros
2818 are defined in the middle of an @samp{#if}.
2819
2820 @item
2821 Identifiers that are not macros, which are all considered to be the
2822 number zero.  This allows you to write @code{@w{#if MACRO}} instead of
2823 @code{@w{#ifdef MACRO}}, if you know that MACRO, when defined, will
2824 always have a nonzero value.  Function-like macros used without their
2825 function call parentheses are also treated as zero.
2826
2827 In some contexts this shortcut is undesirable.  The @option{-Wundef}
2828 option causes GCC to warn whenever it encounters an identifier which is
2829 not a macro in an @samp{#if}.
2830 @end itemize
2831
2832 The preprocessor does not know anything about types in the language.
2833 Therefore, @code{sizeof} operators are not recognized in @samp{#if}, and
2834 neither are @code{enum} constants.  They will be taken as identifiers
2835 which are not macros, and replaced by zero.  In the case of
2836 @code{sizeof}, this is likely to cause the expression to be invalid.
2837
2838 The preprocessor calculates the value of @var{expression}.  It carries
2839 out all calculations in the widest integer type known to the compiler;
2840 on most machines supported by GCC this is 64 bits.  This is not the same
2841 rule as the compiler uses to calculate the value of a constant
2842 expression, and may give different results in some cases.  If the value
2843 comes out to be nonzero, the @samp{#if} succeeds and the @var{controlled
2844 text} is included; otherwise it is skipped.
2845
2846 If @var{expression} is not correctly formed, GCC issues an error and
2847 treats the conditional as having failed.
2848
2849 @node Defined
2850 @subsection Defined
2851
2852 @cindex @code{defined}
2853 The special operator @code{defined} is used in @samp{#if} and
2854 @samp{#elif} expressions to test whether a certain name is defined as a
2855 macro.  @code{defined @var{name}} and @code{defined (@var{name})} are
2856 both expressions whose value is 1 if @var{name} is defined as a macro at
2857 the current point in the program, and 0 otherwise.  Thus,  @code{@w{#if
2858 defined MACRO}} is precisely equivalent to @code{@w{#ifdef MACRO}}.
2859
2860 @code{defined} is useful when you wish to test more than one macro for
2861 existence at once.  For example,
2862
2863 @example
2864 #if defined (__vax__) || defined (__ns16000__)
2865 @end example
2866
2867 @noindent
2868 would succeed if either of the names @code{__vax__} or
2869 @code{__ns16000__} is defined as a macro.
2870
2871 Conditionals written like this:
2872
2873 @example
2874 #if defined BUFSIZE && BUFSIZE >= 1024
2875 @end example
2876
2877 @noindent
2878 can generally be simplified to just @code{@w{#if BUFSIZE >= 1024}},
2879 since if @code{BUFSIZE} is not defined, it will be interpreted as having
2880 the value zero.
2881
2882 If the @code{defined} operator appears as a result of a macro expansion,
2883 the C standard says the behavior is undefined.  GNU cpp treats it as a
2884 genuine @code{defined} operator and evaluates it normally.  It will warn
2885 wherever your code uses this feature if you use the command-line option
2886 @option{-pedantic}, since other compilers may handle it differently.
2887
2888 @node Else
2889 @subsection Else
2890
2891 @findex #else
2892 The @samp{#else} directive can be added to a conditional to provide
2893 alternative text to be used if the condition fails.  This is what it
2894 looks like:
2895
2896 @example
2897 @group
2898 #if @var{expression}
2899 @var{text-if-true}
2900 #else /* Not @var{expression} */
2901 @var{text-if-false}
2902 #endif /* Not @var{expression} */
2903 @end group
2904 @end example
2905
2906 @noindent
2907 If @var{expression} is nonzero, the @var{text-if-true} is included and
2908 the @var{text-if-false} is skipped.  If @var{expression} is zero, the
2909 opposite happens.
2910
2911 You can use @samp{#else} with @samp{#ifdef} and @samp{#ifndef}, too.
2912
2913 @node Elif
2914 @subsection Elif
2915
2916 @findex #elif
2917 One common case of nested conditionals is used to check for more than two
2918 possible alternatives.  For example, you might have
2919
2920 @example
2921 #if X == 1
2922 @dots{}
2923 #else /* X != 1 */
2924 #if X == 2
2925 @dots{}
2926 #else /* X != 2 */
2927 @dots{}
2928 #endif /* X != 2 */
2929 #endif /* X != 1 */
2930 @end example
2931
2932 Another conditional directive, @samp{#elif}, allows this to be
2933 abbreviated as follows:
2934
2935 @example
2936 #if X == 1
2937 @dots{}
2938 #elif X == 2
2939 @dots{}
2940 #else /* X != 2 and X != 1*/
2941 @dots{}
2942 #endif /* X != 2 and X != 1*/
2943 @end example
2944
2945 @samp{#elif} stands for ``else if''.  Like @samp{#else}, it goes in the
2946 middle of a conditional group and subdivides it; it does not require a
2947 matching @samp{#endif} of its own.  Like @samp{#if}, the @samp{#elif}
2948 directive includes an expression to be tested.  The text following the
2949 @samp{#elif} is processed only if the original @samp{#if}-condition
2950 failed and the @samp{#elif} condition succeeds.
2951
2952 More than one @samp{#elif} can go in the same conditional group.  Then
2953 the text after each @samp{#elif} is processed only if the @samp{#elif}
2954 condition succeeds after the original @samp{#if} and all previous
2955 @samp{#elif} directives within it have failed.
2956
2957 @samp{#else} is allowed after any number of @samp{#elif} directives, but
2958 @samp{#elif} may not follow @samp{#else}.
2959
2960 @node Deleted Code
2961 @section Deleted Code
2962 @cindex commenting out code
2963
2964 If you replace or delete a part of the program but want to keep the old
2965 code around for future reference, you often cannot simply comment it
2966 out.  Block comments do not nest, so the first comment inside the old
2967 code will end the commenting-out.  The probable result is a flood of
2968 syntax errors.
2969
2970 One way to avoid this problem is to use an always-false conditional
2971 instead.  For instance, put @code{#if 0} before the deleted code and
2972 @code{#endif} after it.  This works even if the code being turned
2973 off contains conditionals, but they must be entire conditionals
2974 (balanced @samp{#if} and @samp{#endif}).
2975
2976 Some people use @code{#ifdef notdef} instead.  This is risky, because
2977 @code{notdef} might be accidentally defined as a macro, and then the
2978 conditional would succeed.  @code{#if 0} can be counted on to fail.
2979
2980 Do not use @code{#if 0} for comments which are not C code.  Use a real
2981 comment, instead.  The interior of @code{#if 0} must consist of complete
2982 tokens; in particular, single-quote characters must balance.  Comments
2983 often contain unbalanced single-quote characters (known in English as
2984 apostrophes).  These confuse @code{#if 0}.  They don't confuse
2985 @samp{/*}.
2986
2987 @node Diagnostics
2988 @chapter Diagnostics
2989 @cindex diagnostic
2990 @cindex reporting errors
2991 @cindex reporting warnings
2992
2993 @findex #error
2994 The directive @samp{#error} causes the preprocessor to report a fatal
2995 error.  The tokens forming the rest of the line following @samp{#error}
2996 are used as the error message.
2997
2998 You would use @samp{#error} inside of a conditional that detects a
2999 combination of parameters which you know the program does not properly
3000 support.  For example, if you know that the program will not run
3001 properly on a VAX, you might write
3002
3003 @example
3004 @group
3005 #ifdef __vax__
3006 #error "Won't work on VAXen.  See comments at get_last_object."
3007 #endif
3008 @end group
3009 @end example
3010
3011 If you have several configuration parameters that must be set up by
3012 the installation in a consistent way, you can use conditionals to detect
3013 an inconsistency and report it with @samp{#error}.  For example,
3014
3015 @example
3016 #if !defined(UNALIGNED_INT_ASM_OP) && defined(DWARF2_DEBUGGING_INFO)
3017 #error "DWARF2_DEBUGGING_INFO requires UNALIGNED_INT_ASM_OP."
3018 #endif
3019 @end example
3020
3021 @findex #warning
3022 The directive @samp{#warning} is like @samp{#error}, but causes the
3023 preprocessor to issue a warning and continue preprocessing.  The tokens
3024 following @samp{#warning} are used as the warning message.
3025
3026 You might use @samp{#warning} in obsolete header files, with a message
3027 directing the user to the header file which should be used instead.
3028
3029 Neither @samp{#error} nor @samp{#warning} macro-expands its argument.
3030 Internal whitespace sequences are each replaced with a single space.
3031 The line must consist of complete tokens.  It is wisest to make the
3032 argument of these directives be a single string constant; this avoids
3033 problems with apostrophes and the like.
3034
3035 @node Line Control
3036 @chapter Line Control
3037 @cindex line control
3038
3039 The C preprocessor informs the C compiler of the location in your source
3040 code where each token came from.  Presently, this is just the file name
3041 and line number.  All the tokens resulting from macro expansion are
3042 reported as having appeared on the line of the source file where the
3043 outermost macro was used.  We intend to be more accurate in the future.
3044
3045 If you write a program which generates source code, such as the
3046 @command{bison} parser generator, you may want to adjust the preprocessor's
3047 notion of the current file name and line number by hand.  Parts of the
3048 output from @command{bison} are generated from scratch, other parts come
3049 from a standard parser file.  The rest are copied verbatim from
3050 @command{bison}'s input.  You would like compiler error messages and
3051 symbolic debuggers to be able to refer to @code{bison}'s input file.
3052
3053 @findex #line
3054 @command{bison} or any such program can arrange this by writing
3055 @samp{#line} directives into the output file.  @samp{#line} is a
3056 directive that specifies the original line number and source file name
3057 for subsequent input in the current preprocessor input file.
3058 @samp{#line} has three variants:
3059
3060 @table @code
3061 @item #line @var{linenum}
3062 @var{linenum} is a non-negative decimal integer constant.  It specifies
3063 the line number which should be reported for the following line of
3064 input.  Subsequent lines are counted from @var{linenum}.
3065
3066 @item #line @var{linenum} @var{filename}
3067 @var{linenum} is the same as for the first form, and has the same
3068 effect.  In addition, @var{filename} is a string constant.  The
3069 following line and all subsequent lines are reported to come from the
3070 file it specifies, until something else happens to change that.
3071 @var{filename} is interpreted according to the normal rules for a string
3072 constant: backslash escapes are interpreted.  This is different from
3073 @samp{#include}.
3074
3075 Previous versions of GNU CPP did not interpret escapes in @samp{#line};
3076 we have changed it because the standard requires they be interpreted,
3077 and most other compilers do.
3078
3079 @item #line @var{anything else}
3080 @var{anything else} is checked for macro calls, which are expanded.
3081 The result should match one of the above two forms.
3082 @end table
3083
3084 @samp{#line} directives alter the results of the @code{__FILE__} and
3085 @code{__LINE__} predefined macros from that point on.  @xref{Standard
3086 Predefined Macros}.  They do not have any effect on @samp{#include}'s
3087 idea of the directory containing the current file.  This is a change
3088 from GCC 2.95.  Previously, a file reading
3089
3090 @smallexample
3091 #line 1 "../src/gram.y"
3092 #include "gram.h"
3093 @end smallexample
3094
3095 would search for @file{gram.h} in @file{../src}, then the @option{-I}
3096 chain; the directory containing the physical source file would not be
3097 searched.  In GCC 3.0 and later, the @samp{#include} is not affected by
3098 the presence of a @samp{#line} referring to a different directory.
3099
3100 We made this change because the old behavior caused problems when
3101 generated source files were transported between machines.  For instance,
3102 it is common practice to ship generated parsers with a source release,
3103 so that people building the distribution do not need to have yacc or
3104 Bison installed.  These files frequently have @samp{#line} directives
3105 referring to the directory tree of the system where the distribution was
3106 created.  If GCC tries to search for headers in those directories, the
3107 build is likely to fail.
3108
3109 The new behavior can cause failures too, if the generated file is not
3110 in the same directory as its source and it attempts to include a header
3111 which would be visible searching from the directory containing the
3112 source file.  However, this problem is easily solved with an additional
3113 @option{-I} switch on the command line.  The failures caused by the old
3114 semantics could sometimes be corrected only by editing the generated
3115 files, which is difficult and error-prone.
3116
3117 @node Pragmas
3118 @chapter Pragmas
3119
3120 The @samp{#pragma} directive is the method specified by the C standard
3121 for providing additional information to the compiler, beyond what is
3122 conveyed in the language itself.  Three forms of this directive
3123 (commonly known as @dfn{pragmas}) are specified by the 1999 C standard.
3124 A C compiler is free to attach any meaning it likes to other pragmas.
3125
3126 GCC has historically preferred to use extensions to the syntax of the
3127 language, such as @code{__attribute__}, for this purpose.  However, GCC
3128 does define a few pragmas of its own.  These mostly have effects on the
3129 entire translation unit or source file.
3130
3131 In GCC version 3, all GNU-defined, supported pragmas have been given a
3132 @code{GCC} prefix.  This is in line with the @code{STDC} prefix on all
3133 pragmas defined by C99.  For backward compatibility, pragmas which were
3134 recognized by previous versions are still recognized without the
3135 @code{GCC} prefix, but that usage is deprecated.  Some older pragmas are
3136 deprecated in their entirety.  They are not recognized with the
3137 @code{GCC} prefix.  @xref{Obsolete Features}.
3138
3139 @cindex @code{_Pragma}
3140 C99 introduces the @code{@w{_Pragma}} operator.  This feature addresses a
3141 major problem with @samp{#pragma}: being a directive, it cannot be
3142 produced as the result of macro expansion.  @code{@w{_Pragma}} is an
3143 operator, much like @code{sizeof} or @code{defined}, and can be embedded
3144 in a macro.
3145
3146 Its syntax is @code{@w{_Pragma (@var{string-literal})}}, where
3147 @var{string-literal} can be either a normal or wide-character string
3148 literal.  It is destringized, by replacing all @samp{\\} with a single
3149 @samp{\} and all @samp{\"} with a @samp{"}.  The result is then
3150 processed as if it had appeared as the right hand side of a
3151 @samp{#pragma} directive.  For example,
3152
3153 @example
3154 _Pragma ("GCC dependency \"parse.y\"")
3155 @end example
3156
3157 @noindent
3158 has the same effect as @code{#pragma GCC dependency "parse.y"}.  The
3159 same effect could be achieved using macros, for example
3160
3161 @example
3162 #define DO_PRAGMA(x) _Pragma (#x)
3163 DO_PRAGMA (GCC dependency "parse.y")
3164 @end example
3165
3166 The standard is unclear on where a @code{_Pragma} operator can appear.
3167 The preprocessor does not accept it within a preprocessing conditional
3168 directive like @samp{#if}.  To be safe, you are probably best keeping it
3169 out of directives other than @samp{#define}, and putting it on a line of
3170 its own.
3171
3172 This manual documents the pragmas which are meaningful to the
3173 preprocessor itself.  Other pragmas are meaningful to the C or C++
3174 compilers.  They are documented in the GCC manual.
3175
3176 @ftable @code
3177 @item #pragma GCC dependency
3178 @code{#pragma GCC dependency} allows you to check the relative dates of
3179 the current file and another file.  If the other file is more recent than
3180 the current file, a warning is issued.  This is useful if the current
3181 file is derived from the other file, and should be regenerated.  The
3182 other file is searched for using the normal include search path.
3183 Optional trailing text can be used to give more information in the
3184 warning message.
3185
3186 @example
3187 #pragma GCC dependency "parse.y"
3188 #pragma GCC dependency "/usr/include/time.h" rerun fixincludes
3189 @end example
3190
3191 @item #pragma GCC poison
3192 Sometimes, there is an identifier that you want to remove completely
3193 from your program, and make sure that it never creeps back in.  To
3194 enforce this, you can @dfn{poison} the identifier with this pragma.
3195 @code{#pragma GCC poison} is followed by a list of identifiers to
3196 poison.  If any of those identifiers appears anywhere in the source
3197 after the directive, it is a hard error.  For example,
3198
3199 @example
3200 #pragma GCC poison printf sprintf fprintf
3201 sprintf(some_string, "hello");
3202 @end example
3203
3204 @noindent
3205 will produce an error.
3206
3207 If a poisoned identifier appears as part of the expansion of a macro
3208 which was defined before the identifier was poisoned, it will @emph{not}
3209 cause an error.  This lets you poison an identifier without worrying
3210 about system headers defining macros that use it.
3211
3212 For example,
3213
3214 @example
3215 #define strrchr rindex
3216 #pragma GCC poison rindex
3217 strrchr(some_string, 'h');
3218 @end example
3219
3220 @noindent
3221 will not produce an error.
3222
3223 @item #pragma GCC system_header
3224 This pragma takes no arguments.  It causes the rest of the code in the
3225 current file to be treated as if it came from a system header.
3226 @xref{System Headers}.
3227
3228 @end ftable
3229
3230 @node Other Directives
3231 @chapter Other Directives
3232
3233 @findex #ident
3234 The @samp{#ident} directive takes one argument, a string constant.  On
3235 some systems, that string constant is copied into a special segment of
3236 the object file.  On other systems, the directive is ignored.
3237
3238 This directive is not part of the C standard, but it is not an official
3239 GNU extension either.  We believe it came from System V@.
3240
3241 @findex #sccs
3242 The @samp{#sccs} directive is recognized on some systems, because it
3243 appears in their header files.  It is a very old, obscure, extension
3244 which we did not invent, and we have been unable to find any
3245 documentation of what it should do, so GCC simply ignores it.
3246
3247 @cindex null directive
3248 The @dfn{null directive} consists of a @samp{#} followed by a newline,
3249 with only whitespace (including comments) in between.  A null directive
3250 is understood as a preprocessing directive but has no effect on the
3251 preprocessor output.  The primary significance of the existence of the
3252 null directive is that an input line consisting of just a @samp{#} will
3253 produce no output, rather than a line of output containing just a
3254 @samp{#}.  Supposedly some old C programs contain such lines.
3255
3256 @node Preprocessor Output
3257 @chapter Preprocessor Output
3258
3259 When the C preprocessor is used with the C, C++, or Objective-C
3260 compilers, it is integrated into the compiler and communicates a stream
3261 of binary tokens directly to the compiler's parser.  However, it can
3262 also be used in the more conventional standalone mode, where it produces
3263 textual output.
3264 @c FIXME: Document the library interface.
3265
3266 @cindex output format
3267 The output from the C preprocessor looks much like the input, except
3268 that all preprocessing directive lines have been replaced with blank
3269 lines and all comments with spaces.  Long runs of blank lines are
3270 discarded.
3271
3272 The ISO standard specifies that it is implementation defined whether a
3273 preprocessor preserves whitespace between tokens, or replaces it with
3274 e.g.@: a single space.  In GNU CPP, whitespace between tokens is collapsed
3275 to become a single space, with the exception that the first token on a
3276 non-directive line is preceded with sufficient spaces that it appears in
3277 the same column in the preprocessed output that it appeared in the
3278 original source file.  This is so the output is easy to read.
3279 @xref{Differences from previous versions}.  CPP does not insert any
3280 whitespace where there was none in the original source, except where
3281 necessary to prevent an accidental token paste.
3282
3283 @cindex linemarkers
3284 Source file name and line number information is conveyed by lines
3285 of the form
3286
3287 @example
3288 # @var{linenum} @var{filename} @var{flags}
3289 @end example
3290
3291 @noindent
3292 These are called @dfn{linemarkers}.  They are inserted as needed into
3293 the output (but never within a string or character constant).  They mean
3294 that the following line originated in file @var{filename} at line
3295 @var{linenum}.  @var{filename} will never contain any non-printing
3296 characters; they are replaced with octal escape sequences.
3297
3298 After the file name comes zero or more flags, which are @samp{1},
3299 @samp{2}, @samp{3}, or @samp{4}.  If there are multiple flags, spaces
3300 separate them.  Here is what the flags mean:
3301
3302 @table @samp
3303 @item 1
3304 This indicates the start of a new file.
3305 @item 2
3306 This indicates returning to a file (after having included another file).
3307 @item 3
3308 This indicates that the following text comes from a system header file,
3309 so certain warnings should be suppressed.
3310 @item 4
3311 This indicates that the following text should be treated as being
3312 wrapped in an implicit @code{extern "C"} block.
3313 @c maybe cross reference NO_IMPLICIT_EXTERN_C
3314 @end table
3315
3316 As an extension, the preprocessor accepts linemarkers in non-assembler
3317 input files.  They are treated like the corresponding @samp{#line}
3318 directive, (@pxref{Line Control}), except that trailing flags are
3319 permitted, and are interpreted with the meanings described above.  If
3320 multiple flags are given, they must be in ascending order.
3321
3322 Some directives may be duplicated in the output of the preprocessor.
3323 These are @samp{#ident} (always), @samp{#pragma} (only if the
3324 preprocessor does not handle the pragma itself), and @samp{#define} and
3325 @samp{#undef} (with certain debugging options).  If this happens, the
3326 @samp{#} of the directive will always be in the first column, and there
3327 will be no space between the @samp{#} and the directive name.  If macro
3328 expansion happens to generate tokens which might be mistaken for a
3329 duplicated directive, a space will be inserted between the @samp{#} and
3330 the directive name.
3331
3332 @node Traditional Mode
3333 @chapter Traditional Mode
3334
3335 Traditional (pre-standard) C preprocessing is rather different from
3336 the preprocessing specified by the standard.  When GCC is given the
3337 @option{-traditional} option, it attempts to emulate a traditional
3338 preprocessor.  We do not guarantee that GCC's behavior under
3339 @option{-traditional} matches any pre-standard preprocessor exactly.
3340
3341 Traditional mode exists only for backward compatibility.  We have no
3342 plans to augment it in any way nor will we change it except to fix
3343 catastrophic bugs.  As of GCC 3.2, traditional mode is not supported for
3344 compilation, only preprocessing.
3345
3346 This is a list of the differences.  It may not be complete, and may not
3347 correspond exactly to the behavior of either GCC or a true traditional
3348 preprocessor.
3349
3350 @itemize @bullet
3351 @item
3352 Traditional macro expansion pays no attention to single-quote or
3353 double-quote characters; macro argument symbols are replaced by the
3354 argument values even when they appear within apparent string or
3355 character constants.
3356
3357 @item
3358 Traditionally, it is permissible for a macro expansion to end in the
3359 middle of a string or character constant.  The constant continues into
3360 the text surrounding the macro call.
3361
3362 @item
3363 However, the end of the line terminates a string or character constant,
3364 with no error.  (This is a kluge.  Traditional mode is commonly used to
3365 preprocess things which are not C, and have a different comment syntax.
3366 Single apostrophes often appear in comments.  This kluge prevents the
3367 traditional preprocessor from issuing errors on such comments.)
3368
3369 @item
3370 Preprocessing directives are recognized in traditional C only when their
3371 leading @samp{#} appears in the first column.  There can be no
3372 whitespace between the beginning of the line and the @samp{#}.
3373
3374 @item
3375 In traditional C, a comment is equivalent to no text at all.  (In ISO
3376 C, a comment counts as whitespace.)  It can be used sort of the same way
3377 that @samp{##} is used in ISO C, to paste macro arguments together.
3378
3379 @item
3380 Traditional C does not have the concept of a preprocessing number.
3381
3382 @item
3383 A macro is not suppressed within its own definition, in traditional C@.
3384 Thus, any macro that is used recursively inevitably causes an error.
3385
3386 @item
3387 The @samp{#} and @samp{##} operators are not available in traditional
3388 C@.
3389
3390 @item
3391 In traditional C, the text at the end of a macro expansion can run
3392 together with the text after the macro call, to produce a single token.
3393 This is impossible in ISO C@.
3394
3395 @item
3396 None of the GNU extensions to the preprocessor are available in
3397 traditional mode, with the exception of a partial implementation of
3398 assertions, and those may be removed in the future.
3399
3400 @item
3401 A true traditional C preprocessor does not recognize @samp{#elif},
3402 @samp{#error}, or @samp{#pragma}.  GCC supports @samp{#elif} and
3403 @samp{#error} even in traditional mode, but not @samp{#pragma}.
3404
3405 @item
3406 Traditional mode is text-based, not token-based, and comments are
3407 stripped after macro expansion.  Therefore, @samp{/**/} can be used to
3408 paste tokens together provided that there is no whitespace between it
3409 and the tokens to be pasted.
3410
3411 @item
3412 Traditional mode preserves the amount and form of whitespace provided by
3413 the user.  Hard tabs remain hard tabs.  This can be useful, e.g.@: if you
3414 are preprocessing a Makefile (which we do not encourage).
3415 @end itemize
3416
3417 You can request warnings about features that did not exist, or worked
3418 differently, in traditional C with the @option{-Wtraditional} option.
3419 This works only if you do @emph{not} specify @option{-traditional}.  GCC
3420 does not warn about features of ISO C which you must use when you are
3421 using a conforming compiler, such as the @samp{#} and @samp{##}
3422 operators.
3423
3424 Presently @option{-Wtraditional} warns about:
3425
3426 @itemize @bullet
3427 @item
3428 Macro parameters that appear within string literals in the macro body.
3429 In traditional C macro replacement takes place within string literals,
3430 but does not in ISO C@.
3431
3432 @item
3433 In traditional C, some preprocessor directives did not exist.
3434 Traditional preprocessors would only consider a line to be a directive
3435 if the @samp{#} appeared in column 1 on the line.  Therefore
3436 @option{-Wtraditional} warns about directives that traditional C
3437 understands but would ignore because the @samp{#} does not appear as the
3438 first character on the line.  It also suggests you hide directives like
3439 @samp{#pragma} not understood by traditional C by indenting them.  Some
3440 traditional implementations would not recognize @samp{#elif}, so it
3441 suggests avoiding it altogether.
3442
3443 @item
3444 A function-like macro that appears without an argument list.  In
3445 traditional C this was an error.  In ISO C it merely means that the
3446 macro is not expanded.
3447
3448 @item
3449 The unary plus operator.  This did not exist in traditional C@.
3450
3451 @item
3452 The @samp{U} and @samp{LL} integer constant suffixes, which were not
3453 available in traditional C@.  (Traditional C does support the @samp{L}
3454 suffix for simple long integer constants.)  You are not warned about
3455 uses of these suffixes in macros defined in system headers.  For
3456 instance, @code{UINT_MAX} may well be defined as @code{4294967295U}, but
3457 you will not be warned if you use @code{UINT_MAX}.
3458
3459 You can usually avoid the warning, and the related warning about
3460 constants which are so large that they are unsigned, by writing the
3461 integer constant in question in hexadecimal, with no U suffix.  Take
3462 care, though, because this gives the wrong result in exotic cases.
3463 @end itemize
3464
3465 @node Implementation Details
3466 @chapter Implementation Details
3467
3468 Here we document details of how the preprocessor's implementation
3469 affects its user-visible behavior.  You should try to avoid undue
3470 reliance on behavior described here, as it is possible that it will
3471 change subtly in future implementations.
3472
3473 Also documented here are obsolete features and changes from previous
3474 versions of GNU CPP@.
3475
3476 @menu
3477 * Implementation-defined behavior::
3478 * Implementation limits::
3479 * Obsolete Features::
3480 * Differences from previous versions::
3481 @end menu
3482
3483 @node Implementation-defined behavior
3484 @section Implementation-defined behavior
3485 @cindex implementation-defined behavior
3486
3487 This is how GNU CPP behaves in all the cases which the C standard
3488 describes as @dfn{implementation-defined}.  This term means that the
3489 implementation is free to do what it likes, but must document its choice
3490 and stick to it.
3491 @c FIXME: Check the C++ standard for more implementation-defined stuff.
3492
3493 @itemize @bullet
3494 @need 1000
3495 @item The mapping of physical source file multi-byte characters to the
3496 execution character set.
3497
3498 Currently, GNU cpp only supports character sets that are strict supersets
3499 of ASCII, and performs no translation of characters.
3500
3501 @item Non-empty sequences of whitespace characters.
3502
3503 In textual output, each whitespace sequence is collapsed to a single
3504 space.  For aesthetic reasons, the first token on each non-directive
3505 line of output is preceded with sufficient spaces that it appears in the
3506 same column as it did in the original source file.
3507
3508 @item The numeric value of character constants in preprocessor expressions.
3509
3510 The preprocessor and compiler interpret character constants in the
3511 same way; i.e.@: escape sequences such as @samp{\a} are given the
3512 values they would have on the target machine.
3513
3514 The compiler values a multi-character character constant a character
3515 at a time, shifting the previous value left by the number of bits per
3516 target character, and then or-ing in the bit-pattern of the new
3517 character truncated to the width of a target character.  The final
3518 bit-pattern is given type @code{int}, and is therefore signed,
3519 regardless of whether single characters are signed or not (a slight
3520 change from versions 3.1 and earlier of GCC).  If there are more
3521 characters in the constant than would fit in the target @code{int} the
3522 compiler issues a warning, and the excess leading characters are
3523 ignored.
3524
3525 For example, 'ab' for a target with an 8-bit @code{char} would be
3526 interpreted as @w{(int) ((unsigned char) 'a' * 256 + (unsigned char)
3527 'b')}, and '\234a' as @w{(int) ((unsigned char) '\234' * 256 + (unsigned
3528 char) 'a')}.
3529
3530 @item Source file inclusion.
3531
3532 For a discussion on how the preprocessor locates header files,
3533 @ref{Include Operation}.
3534
3535 @item Interpretation of the filename resulting from a macro-expanded
3536 @samp{#include} directive.
3537
3538 @xref{Computed Includes}.
3539
3540 @item Treatment of a @samp{#pragma} directive that after macro-expansion
3541 results in a standard pragma.
3542
3543 No macro expansion occurs on any @samp{#pragma} directive line, so the
3544 question does not arise.
3545
3546 Note that GCC does not yet implement any of the standard
3547 pragmas.
3548
3549 @end itemize
3550
3551 @node Implementation limits
3552 @section Implementation limits
3553 @cindex implementation limits
3554
3555 GNU CPP has a small number of internal limits.  This section lists the
3556 limits which the C standard requires to be no lower than some minimum,
3557 and all the others we are aware of.  We intend there to be as few limits
3558 as possible.  If you encounter an undocumented or inconvenient limit,
3559 please report that to us as a bug.  (See the section on reporting bugs in
3560 the GCC manual.)
3561
3562 Where we say something is limited @dfn{only by available memory}, that
3563 means that internal data structures impose no intrinsic limit, and space
3564 is allocated with @code{malloc} or equivalent.  The actual limit will
3565 therefore depend on many things, such as the size of other things
3566 allocated by the compiler at the same time, the amount of memory
3567 consumed by other processes on the same computer, etc.
3568
3569 @itemize @bullet
3570
3571 @item Nesting levels of @samp{#include} files.
3572
3573 We impose an arbitrary limit of 200 levels, to avoid runaway recursion.
3574 The standard requires at least 15 levels.
3575
3576 @item Nesting levels of conditional inclusion.
3577
3578 The C standard mandates this be at least 63.  GNU CPP is limited only by
3579 available memory.
3580
3581 @item Levels of parenthesised expressions within a full expression.
3582
3583 The C standard requires this to be at least 63.  In preprocessor
3584 conditional expressions, it is limited only by available memory.
3585
3586 @item Significant initial characters in an identifier or macro name.
3587
3588 The preprocessor treats all characters as significant.  The C standard
3589 requires only that the first 63 be significant.
3590
3591 @item Number of macros simultaneously defined in a single translation unit.
3592
3593 The standard requires at least 4095 be possible.  GNU CPP is limited only
3594 by available memory.
3595
3596 @item Number of parameters in a macro definition and arguments in a macro call.
3597
3598 We allow @code{USHRT_MAX}, which is no smaller than 65,535.  The minimum
3599 required by the standard is 127.
3600
3601 @item Number of characters on a logical source line.
3602
3603 The C standard requires a minimum of 4096 be permitted.  GNU CPP places
3604 no limits on this, but you may get incorrect column numbers reported in
3605 diagnostics for lines longer than 65,535 characters.
3606
3607 @item Maximum size of a source file.
3608
3609 The standard does not specify any lower limit on the maximum size of a
3610 source file.  GNU cpp maps files into memory, so it is limited by the
3611 available address space.  This is generally at least two gigabytes.
3612 Depending on the operating system, the size of physical memory may or
3613 may not be a limitation.
3614
3615 @end itemize
3616
3617 @node Obsolete Features
3618 @section Obsolete Features
3619
3620 GNU CPP has a number of features which are present mainly for
3621 compatibility with older programs.  We discourage their use in new code.
3622 In some cases, we plan to remove the feature in a future version of GCC@.
3623
3624 @menu
3625 * Assertions::
3626 * Obsolete once-only headers::
3627 @end menu
3628
3629 @node Assertions
3630 @subsection Assertions
3631 @cindex assertions
3632
3633 @dfn{Assertions} are a deprecated alternative to macros in writing
3634 conditionals to test what sort of computer or system the compiled
3635 program will run on.  Assertions are usually predefined, but you can
3636 define them with preprocessing directives or command-line options.
3637
3638 Assertions were intended to provide a more systematic way to describe
3639 the compiler's target system.  However, in practice they are just as
3640 unpredictable as the system-specific predefined macros.  In addition, they
3641 are not part of any standard, and only a few compilers support them.
3642 Therefore, the use of assertions is @strong{less} portable than the use
3643 of system-specific predefined macros.  We recommend you do not use them at
3644 all.
3645
3646 @cindex predicates
3647 An assertion looks like this:
3648
3649 @example
3650 #@var{predicate} (@var{answer})
3651 @end example
3652
3653 @noindent
3654 @var{predicate} must be a single identifier.  @var{answer} can be any
3655 sequence of tokens; all characters are significant except for leading
3656 and trailing whitespace, and differences in internal whitespace
3657 sequences are ignored.  (This is similar to the rules governing macro
3658 redefinition.)  Thus, @code{(x + y)} is different from @code{(x+y)} but
3659 equivalent to @code{@w{( x + y )}}.  Parentheses do not nest inside an
3660 answer.
3661
3662 @cindex testing predicates
3663 To test an assertion, you write it in an @samp{#if}.  For example, this
3664 conditional succeeds if either @code{vax} or @code{ns16000} has been
3665 asserted as an answer for @code{machine}.
3666
3667 @example
3668 #if #machine (vax) || #machine (ns16000)
3669 @end example
3670
3671 @noindent
3672 You can test whether @emph{any} answer is asserted for a predicate by
3673 omitting the answer in the conditional:
3674
3675 @example
3676 #if #machine
3677 @end example
3678
3679 @findex #assert
3680 Assertions are made with the @samp{#assert} directive.  Its sole
3681 argument is the assertion to make, without the leading @samp{#} that
3682 identifies assertions in conditionals.
3683
3684 @example
3685 #assert @var{predicate} (@var{answer})
3686 @end example
3687
3688 @noindent
3689 You may make several assertions with the same predicate and different
3690 answers.  Subsequent assertions do not override previous ones for the
3691 same predicate.  All the answers for any given predicate are
3692 simultaneously true.
3693
3694 @cindex assertions, cancelling
3695 @findex #unassert
3696 Assertions can be cancelled with the @samp{#unassert} directive.  It
3697 has the same syntax as @samp{#assert}.  In that form it cancels only the
3698 answer which was specified on the @samp{#unassert} line; other answers
3699 for that predicate remain true.  You can cancel an entire predicate by
3700 leaving out the answer:
3701
3702 @example
3703 #unassert @var{predicate}
3704 @end example
3705
3706 @noindent
3707 In either form, if no such assertion has been made, @samp{#unassert} has
3708 no effect.
3709
3710 You can also make or cancel assertions using command line options.
3711 @xref{Invocation}.
3712
3713 @node Obsolete once-only headers
3714 @subsection Obsolete once-only headers
3715
3716 GNU CPP supports two more ways of indicating that a header file should be
3717 read only once.  Neither one is as portable as a wrapper @samp{#ifndef},
3718 and we recommend you do not use them in new programs.
3719
3720 @findex #import
3721 In the Objective-C language, there is a variant of @samp{#include}
3722 called @samp{#import} which includes a file, but does so at most once.
3723 If you use @samp{#import} instead of @samp{#include}, then you don't
3724 need the conditionals inside the header file to prevent multiple
3725 inclusion of the contents.  GCC permits the use of @samp{#import} in C
3726 and C++ as well as Objective-C@.  However, it is not in standard C or C++
3727 and should therefore not be used by portable programs.
3728
3729 @samp{#import} is not a well designed feature.  It requires the users of
3730 a header file to know that it should only be included once.  It is much
3731 better for the header file's implementor to write the file so that users
3732 don't need to know this.  Using a wrapper @samp{#ifndef} accomplishes
3733 this goal.
3734
3735 In the present implementation, a single use of @samp{#import} will
3736 prevent the file from ever being read again, by either @samp{#import} or
3737 @samp{#include}.  You should not rely on this; do not use both
3738 @samp{#import} and @samp{#include} to refer to the same header file.
3739
3740 Another way to prevent a header file from being included more than once
3741 is with the @samp{#pragma once} directive.  If @samp{#pragma once} is
3742 seen when scanning a header file, that file will never be read again, no
3743 matter what.
3744
3745 @samp{#pragma once} does not have the problems that @samp{#import} does,
3746 but it is not recognized by all preprocessors, so you cannot rely on it
3747 in a portable program.
3748
3749 @node Differences from previous versions
3750 @section Differences from previous versions
3751 @cindex differences from previous versions
3752
3753 This section details behavior which has changed from previous versions
3754 of GNU CPP@.  We do not plan to change it again in the near future, but
3755 we do not promise not to, either.
3756
3757 The ``previous versions'' discussed here are 2.95 and before.  The
3758 behavior of GCC 3.0 is mostly the same as the behavior of the widely
3759 used 2.96 and 2.97 development snapshots.  Where there are differences,
3760 they generally represent bugs in the snapshots.
3761
3762 @itemize @bullet
3763
3764 @item Order of evaluation of @samp{#} and @samp{##} operators
3765
3766 The standard does not specify the order of evaluation of a chain of
3767 @samp{##} operators, nor whether @samp{#} is evaluated before, after, or
3768 at the same time as @samp{##}.  You should therefore not write any code
3769 which depends on any specific ordering.  It is possible to guarantee an
3770 ordering, if you need one, by suitable use of nested macros.
3771
3772 An example of where this might matter is pasting the arguments @samp{1},
3773 @samp{e} and @samp{-2}.  This would be fine for left-to-right pasting,
3774 but right-to-left pasting would produce an invalid token @samp{e-2}.
3775
3776 GCC 3.0 evaluates @samp{#} and @samp{##} at the same time and strictly
3777 left to right.  Older versions evaluated all @samp{#} operators first,
3778 then all @samp{##} operators, in an unreliable order.
3779
3780 @item The form of whitespace betwen tokens in preprocessor output
3781
3782 @xref{Preprocessor Output}, for the current textual format.  This is
3783 also the format used by stringification.  Normally, the preprocessor
3784 communicates tokens directly to the compiler's parser, and whitespace
3785 does not come up at all.
3786
3787 Older versions of GCC preserved all whitespace provided by the user and
3788 inserted lots more whitespace of their own, because they could not
3789 accurately predict when extra spaces were needed to prevent accidental
3790 token pasting.
3791
3792 @item Optional argument when invoking rest argument macros
3793
3794 As an extension, GCC permits you to omit the variable arguments entirely
3795 when you use a variable argument macro.  This is forbidden by the 1999 C
3796 standard, and will provoke a pedantic warning with GCC 3.0.  Previous
3797 versions accepted it silently.
3798
3799 @item @samp{##} swallowing preceding text in rest argument macros
3800
3801 Formerly, in a macro expansion, if @samp{##} appeared before a variable
3802 arguments parameter, and the set of tokens specified for that argument
3803 in the macro invocation was empty, previous versions of GNU CPP would
3804 back up and remove the preceding sequence of non-whitespace characters
3805 (@strong{not} the preceding token).  This extension is in direct
3806 conflict with the 1999 C standard and has been drastically pared back.
3807
3808 In the current version of the preprocessor, if @samp{##} appears between
3809 a comma and a variable arguments parameter, and the variable argument is
3810 omitted entirely, the comma will be removed from the expansion.  If the
3811 variable argument is empty, or the token before @samp{##} is not a
3812 comma, then @samp{##} behaves as a normal token paste.
3813
3814 @item Traditional mode and GNU extensions
3815
3816 Traditional mode used to be implemented in the same program as normal
3817 preprocessing.  Therefore, all the GNU extensions to the preprocessor
3818 were still available in traditional mode.  It is now a separate program
3819 and does not implement any of the GNU extensions, except for a partial
3820 implementation of assertions.  Even those may be removed in a future
3821 release.
3822
3823 @item @samp{#line} and @samp{#include}
3824
3825 The @samp{#line} directive used to change GCC's notion of the
3826 ``directory containing the current file,'' used by @samp{#include} with
3827 a double-quoted header file name.  In 3.0 and later, it does not.
3828 @xref{Line Control}, for further explanation.
3829
3830 @item Syntax of @samp{#line}
3831
3832 In GCC 2.95 and previous, the string constant argument to @samp{#line}
3833 was treated the same way as the argument to @samp{#include}: backslash
3834 escapes were not honored, and the string ended at the second @samp{"}.
3835 This is not compliant with the C standard.  In GCC 3.0, an attempt was
3836 made to correct the behavior, so that the string was treated as a real
3837 string constant, but it turned out to be buggy.  In 3.1, the bugs have
3838 been fixed.  (We are not fixing the bugs in 3.0 because they affect
3839 relatively few people and the fix is quite invasive.)
3840
3841 @end itemize
3842
3843 @node Invocation
3844 @chapter Invocation
3845 @cindex invocation
3846 @cindex command line
3847
3848 Most often when you use the C preprocessor you will not have to invoke it
3849 explicitly: the C compiler will do so automatically.  However, the
3850 preprocessor is sometimes useful on its own.  All the options listed
3851 here are also acceptable to the C compiler and have the same meaning,
3852 except that the C compiler has different rules for specifying the output
3853 file.
3854
3855 @strong{Note:} Whether you use the preprocessor by way of @command{gcc}
3856 or @command{cpp}, the @dfn{compiler driver} is run first.  This
3857 program's purpose is to translate your command into invocations of the
3858 programs that do the actual work.  Their command line interfaces are
3859 similar but not identical to the documented interface, and may change
3860 without notice.
3861
3862 @ignore
3863 @c man begin SYNOPSIS
3864 cpp [@option{-D}@var{macro}[=@var{defn}]@dots{}] [@option{-U}@var{macro}]
3865     [@option{-I}@var{dir}@dots{}] [@option{-W}@var{warn}@dots{}]
3866     [@option{-M}|@option{-MM}] [@option{-MG}] [@option{-MF} @var{filename}]
3867     [@option{-MP}] [@option{-MQ} @var{target}@dots{}] [@option{-MT} @var{target}@dots{}]
3868     [@option{-x} @var{language}] [@option{-std=}@var{standard}]
3869     @var{infile} @var{outfile}
3870
3871 Only the most useful options are listed here; see below for the remainder.
3872 @c man end
3873 @c man begin SEEALSO
3874 gpl(7), gfdl(7), fsf-funding(7),
3875 gcc(1), as(1), ld(1), and the Info entries for @file{cpp}, @file{gcc}, and
3876 @file{binutils}.
3877 @c man end
3878 @end ignore
3879
3880 @c man begin OPTIONS
3881 The C preprocessor expects two file names as arguments, @var{infile} and
3882 @var{outfile}.  The preprocessor reads @var{infile} together with any
3883 other files it specifies with @samp{#include}.  All the output generated
3884 by the combined input files is written in @var{outfile}.
3885
3886 Either @var{infile} or @var{outfile} may be @option{-}, which as
3887 @var{infile} means to read from standard input and as @var{outfile}
3888 means to write to standard output.  Also, if either file is omitted, it
3889 means the same as if @option{-} had been specified for that file.
3890
3891 Unless otherwise noted, or the option ends in @samp{=}, all options
3892 which take an argument may have that argument appear either immediately
3893 after the option, or with a space between option and argument:
3894 @option{-Ifoo} and @option{-I foo} have the same effect.
3895
3896 @cindex grouping options
3897 @cindex options, grouping
3898 Many options have multi-letter names; therefore multiple single-letter
3899 options may @emph{not} be grouped: @option{-dM} is very different from
3900 @w{@samp{-d -M}}.
3901
3902 @cindex options
3903 @include cppopts.texi
3904 @c man end
3905
3906 @node Environment Variables
3907 @chapter Environment Variables
3908 @cindex environment variables
3909 @c man begin ENVIRONMENT
3910
3911 This section describes the environment variables that affect how CPP
3912 operates.  You can use them to specify directories or prefixes to use
3913 when searching for include files, or to control dependency output.
3914
3915 Note that you can also specify places to search using options such as
3916 @option{-I}, and control dependency output with options like
3917 @option{-M} (@pxref{Invocation}).  These take precedence over
3918 environment variables, which in turn take precedence over the
3919 configuration of GCC@.
3920  
3921 @include cppenv.texi
3922 @c man end
3923
3924 @page
3925 @include fdl.texi
3926
3927 @page
3928 @node Index of Directives
3929 @unnumbered Index of Directives
3930 @printindex fn
3931
3932 @node Option Index
3933 @unnumbered Option Index
3934 @noindent
3935 CPP's command line options and environment variables are indexed here
3936 without any initial @samp{-} or @samp{--}.
3937 @printindex op
3938
3939 @page
3940 @node Concept Index
3941 @unnumbered Concept Index
3942 @printindex cp
3943
3944 @bye