OSDN Git Service

* doc/cpp.texi: Fix typos.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / doc / extend.texi
1 @c Copyright (C) 1988,1989,1992,1993,1994,1996,1998,1999,2000,2001,2002,2003 Free Software Foundation, Inc.
2 @c This is part of the GCC manual.
3 @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
4
5 @node C Implementation
6 @chapter C Implementation-defined behavior
7 @cindex implementation-defined behavior, C language
8
9 A conforming implementation of ISO C is required to document its
10 choice of behavior in each of the areas that are designated
11 ``implementation defined.''  The following lists all such areas,
12 along with the section number from the ISO/IEC 9899:1999 standard.
13
14 @menu
15 * Translation implementation::
16 * Environment implementation::
17 * Identifiers implementation::
18 * Characters implementation::
19 * Integers implementation::
20 * Floating point implementation::
21 * Arrays and pointers implementation::
22 * Hints implementation::
23 * Structures unions enumerations and bit-fields implementation::
24 * Qualifiers implementation::
25 * Preprocessing directives implementation::
26 * Library functions implementation::
27 * Architecture implementation::
28 * Locale-specific behavior implementation::
29 @end menu
30
31 @node Translation implementation
32 @section Translation
33
34 @itemize @bullet
35 @item
36 @cite{How a diagnostic is identified (3.10, 5.1.1.3).}
37
38 Diagnostics consist of all the output sent to stderr by GCC.
39
40 @item
41 @cite{Whether each nonempty sequence of white-space characters other than
42 new-line is retained or replaced by one space character in translation
43 phase 3 (5.1.1.2).}
44 @end itemize
45
46 @node Environment implementation
47 @section Environment
48
49 The behavior of these points are dependent on the implementation
50 of the C library, and are not defined by GCC itself.
51
52 @node Identifiers implementation
53 @section Identifiers
54
55 @itemize @bullet
56 @item
57 @cite{Which additional multibyte characters may appear in identifiers
58 and their correspondence to universal character names (6.4.2).}
59
60 @item
61 @cite{The number of significant initial characters in an identifier
62 (5.2.4.1, 6.4.2).}
63
64 For internal names, all characters are significant.  For external names,
65 the number of significant characters are defined by the linker; for
66 almost all targets, all characters are significant.
67
68 @end itemize
69
70 @node Characters implementation
71 @section Characters
72
73 @itemize @bullet
74 @item
75 @cite{The number of bits in a byte (3.6).}
76
77 @item
78 @cite{The values of the members of the execution character set (5.2.1).}
79
80 @item
81 @cite{The unique value of the member of the execution character set produced
82 for each of the standard alphabetic escape sequences (5.2.2).}
83
84 @item
85 @cite{The value of a @code{char} object into which has been stored any
86 character other than a member of the basic execution character set (6.2.5).}
87
88 @item
89 @cite{Which of @code{signed char} or @code{unsigned char} has the same range,
90 representation, and behavior as ``plain'' @code{char} (6.2.5, 6.3.1.1).}
91
92 @item
93 @cite{The mapping of members of the source character set (in character
94 constants and string literals) to members of the execution character
95 set (6.4.4.4, 5.1.1.2).}
96
97 @item
98 @cite{The value of an integer character constant containing more than one
99 character or containing a character or escape sequence that does not map
100 to a single-byte execution character (6.4.4.4).}
101
102 @item
103 @cite{The value of a wide character constant containing more than one
104 multibyte character, or containing a multibyte character or escape
105 sequence not represented in the extended execution character set (6.4.4.4).}
106
107 @item
108 @cite{The current locale used to convert a wide character constant consisting
109 of a single multibyte character that maps to a member of the extended
110 execution character set into a corresponding wide character code (6.4.4.4).}
111
112 @item
113 @cite{The current locale used to convert a wide string literal into
114 corresponding wide character codes (6.4.5).}
115
116 @item
117 @cite{The value of a string literal containing a multibyte character or escape
118 sequence not represented in the execution character set (6.4.5).}
119 @end itemize
120
121 @node Integers implementation
122 @section Integers
123
124 @itemize @bullet
125 @item
126 @cite{Any extended integer types that exist in the implementation (6.2.5).}
127
128 @item
129 @cite{Whether signed integer types are represented using sign and magnitude,
130 two's complement, or one's complement, and whether the extraordinary value
131 is a trap representation or an ordinary value (6.2.6.2).}
132
133 GCC supports only two's complement integer types, and all bit patterns
134 are ordinary values.
135
136 @item
137 @cite{The rank of any extended integer type relative to another extended
138 integer type with the same precision (6.3.1.1).}
139
140 @item
141 @cite{The result of, or the signal raised by, converting an integer to a
142 signed integer type when the value cannot be represented in an object of
143 that type (6.3.1.3).}
144
145 @item
146 @cite{The results of some bitwise operations on signed integers (6.5).}
147 @end itemize
148
149 @node Floating point implementation
150 @section Floating point
151
152 @itemize @bullet
153 @item
154 @cite{The accuracy of the floating-point operations and of the library
155 functions in @code{<math.h>} and @code{<complex.h>} that return floating-point
156 results (5.2.4.2.2).}
157
158 @item
159 @cite{The rounding behaviors characterized by non-standard values
160 of @code{FLT_ROUNDS} @gol
161 (5.2.4.2.2).}
162
163 @item
164 @cite{The evaluation methods characterized by non-standard negative
165 values of @code{FLT_EVAL_METHOD} (5.2.4.2.2).}
166
167 @item
168 @cite{The direction of rounding when an integer is converted to a
169 floating-point number that cannot exactly represent the original
170 value (6.3.1.4).}
171
172 @item
173 @cite{The direction of rounding when a floating-point number is
174 converted to a narrower floating-point number (6.3.1.5).}
175
176 @item
177 @cite{How the nearest representable value or the larger or smaller
178 representable value immediately adjacent to the nearest representable
179 value is chosen for certain floating constants (6.4.4.2).}
180
181 @item
182 @cite{Whether and how floating expressions are contracted when not
183 disallowed by the @code{FP_CONTRACT} pragma (6.5).}
184
185 @item
186 @cite{The default state for the @code{FENV_ACCESS} pragma (7.6.1).}
187
188 @item
189 @cite{Additional floating-point exceptions, rounding modes, environments,
190 and classifications, and their macro names (7.6, 7.12).}
191
192 @item
193 @cite{The default state for the @code{FP_CONTRACT} pragma (7.12.2).}
194
195 @item
196 @cite{Whether the ``inexact'' floating-point exception can be raised
197 when the rounded result actually does equal the mathematical result
198 in an IEC 60559 conformant implementation (F.9).}
199
200 @item
201 @cite{Whether the ``underflow'' (and ``inexact'') floating-point
202 exception can be raised when a result is tiny but not inexact in an
203 IEC 60559 conformant implementation (F.9).}
204
205 @end itemize
206
207 @node Arrays and pointers implementation
208 @section Arrays and pointers
209
210 @itemize @bullet
211 @item
212 @cite{The result of converting a pointer to an integer or
213 vice versa (6.3.2.3).}
214
215 A cast from pointer to integer discards most-significant bits if the
216 pointer representation is larger than the integer type,
217 sign-extends@footnote{Future versions of GCC may zero-extend, or use
218 a target-defined @code{ptr_extend} pattern.  Do not rely on sign extension.}
219 if the pointer representation is smaller than the integer type, otherwise
220 the bits are unchanged.
221 @c ??? We've always claimed that pointers were unsigned entities.
222 @c Shouldn't we therefore be doing zero-extension?  If so, the bug
223 @c is in convert_to_integer, where we call type_for_size and request
224 @c a signed integral type.  On the other hand, it might be most useful
225 @c for the target if we extend according to POINTERS_EXTEND_UNSIGNED.
226
227 A cast from integer to pointer discards most-significant bits if the
228 pointer representation is smaller than the integer type, extends according
229 to the signedness of the integer type if the pointer representation
230 is larger than the integer type, otherwise the bits are unchanged.
231
232 When casting from pointer to integer and back again, the resulting
233 pointer must reference the same object as the original pointer, otherwise
234 the behavior is undefined.  That is, one may not use integer arithmetic to
235 avoid the undefined behavior of pointer arithmetic as proscribed in 6.5.6/8.
236
237 @item
238 @cite{The size of the result of subtracting two pointers to elements
239 of the same array (6.5.6).}
240
241 @end itemize
242
243 @node Hints implementation
244 @section Hints
245
246 @itemize @bullet
247 @item
248 @cite{The extent to which suggestions made by using the @code{register}
249 storage-class specifier are effective (6.7.1).}
250
251 The @code{register} specifier affects code generation only in these ways:
252
253 @itemize @bullet
254 @item
255 When used as part of the register variable extension, see 
256 @ref{Explicit Reg Vars}.
257
258 @item
259 When @option{-O0} is in use, the compiler allocates distinct stack
260 memory for all variables that do not have the @code{register}
261 storage-class specifier; if @code{register} is specified, the variable
262 may have a shorter lifespan than the code would indicate and may never
263 be placed in memory.
264
265 @item
266 On some rare x86 targets, @code{setjmp} doesn't save the registers in
267 all circumstances.  In those cases, GCC doesn't allocate any variables
268 in registers unless they are marked @code{register}.
269
270 @end itemize
271
272 @item
273 @cite{The extent to which suggestions made by using the inline function
274 specifier are effective (6.7.4).}
275
276 GCC will not inline any functions if the @option{-fno-inline} option is
277 used or if @option{-O0} is used.  Otherwise, GCC may still be unable to
278 inline a function for many reasons; the @option{-Winline} option may be
279 used to determine if a function has not been inlined and why not.
280
281 @end itemize
282
283 @node Structures unions enumerations and bit-fields implementation
284 @section Structures, unions, enumerations, and bit-fields
285
286 @itemize @bullet
287 @item
288 @cite{Whether a ``plain'' int bit-field is treated as a @code{signed int}
289 bit-field or as an @code{unsigned int} bit-field (6.7.2, 6.7.2.1).}
290
291 @item
292 @cite{Allowable bit-field types other than @code{_Bool}, @code{signed int},
293 and @code{unsigned int} (6.7.2.1).}
294
295 @item
296 @cite{Whether a bit-field can straddle a storage-unit boundary (6.7.2.1).}
297
298 @item
299 @cite{The order of allocation of bit-fields within a unit (6.7.2.1).}
300
301 @item
302 @cite{The alignment of non-bit-field members of structures (6.7.2.1).}
303
304 @item
305 @cite{The integer type compatible with each enumerated type (6.7.2.2).}
306
307 @end itemize
308
309 @node Qualifiers implementation
310 @section Qualifiers
311
312 @itemize @bullet
313 @item
314 @cite{What constitutes an access to an object that has volatile-qualified
315 type (6.7.3).}
316
317 @end itemize
318
319 @node Preprocessing directives implementation
320 @section Preprocessing directives
321
322 @itemize @bullet
323 @item
324 @cite{How sequences in both forms of header names are mapped to headers
325 or external source file names (6.4.7).}
326
327 @item
328 @cite{Whether the value of a character constant in a constant expression
329 that controls conditional inclusion matches the value of the same character
330 constant in the execution character set (6.10.1).}
331
332 @item
333 @cite{Whether the value of a single-character character constant in a
334 constant expression that controls conditional inclusion may have a
335 negative value (6.10.1).}
336
337 @item
338 @cite{The places that are searched for an included @samp{<>} delimited
339 header, and how the places are specified or the header is
340 identified (6.10.2).}
341
342 @item
343 @cite{How the named source file is searched for in an included @samp{""}
344 delimited header (6.10.2).}
345
346 @item
347 @cite{The method by which preprocessing tokens (possibly resulting from
348 macro expansion) in a @code{#include} directive are combined into a header
349 name (6.10.2).}
350
351 @item
352 @cite{The nesting limit for @code{#include} processing (6.10.2).}
353
354 GCC imposes a limit of 200 nested @code{#include}s.
355
356 @item
357 @cite{Whether the @samp{#} operator inserts a @samp{\} character before
358 the @samp{\} character that begins a universal character name in a
359 character constant or string literal (6.10.3.2).}
360
361 @item
362 @cite{The behavior on each recognized non-@code{STDC #pragma}
363 directive (6.10.6).}
364
365 @item
366 @cite{The definitions for @code{__DATE__} and @code{__TIME__} when
367 respectively, the date and time of translation are not available (6.10.8).}
368
369 If the date and time are not available, @code{__DATE__} expands to
370 @code{@w{"??? ?? ????"}} and @code{__TIME__} expands to
371 @code{"??:??:??"}.
372
373 @end itemize
374
375 @node Library functions implementation
376 @section Library functions
377
378 The behavior of these points are dependent on the implementation
379 of the C library, and are not defined by GCC itself.
380
381 @node Architecture implementation
382 @section Architecture
383
384 @itemize @bullet
385 @item
386 @cite{The values or expressions assigned to the macros specified in the
387 headers @code{<float.h>}, @code{<limits.h>}, and @code{<stdint.h>}
388 (5.2.4.2, 7.18.2, 7.18.3).}
389
390 @item
391 @cite{The number, order, and encoding of bytes in any object
392 (when not explicitly specified in this International Standard) (6.2.6.1).}
393
394 @item
395 @cite{The value of the result of the sizeof operator (6.5.3.4).}
396
397 @end itemize
398
399 @node Locale-specific behavior implementation
400 @section Locale-specific behavior
401
402 The behavior of these points are dependent on the implementation
403 of the C library, and are not defined by GCC itself.
404
405 @node C Extensions
406 @chapter Extensions to the C Language Family
407 @cindex extensions, C language
408 @cindex C language extensions
409
410 @opindex pedantic
411 GNU C provides several language features not found in ISO standard C@.
412 (The @option{-pedantic} option directs GCC to print a warning message if
413 any of these features is used.)  To test for the availability of these
414 features in conditional compilation, check for a predefined macro
415 @code{__GNUC__}, which is always defined under GCC@.
416
417 These extensions are available in C and Objective-C@.  Most of them are
418 also available in C++.  @xref{C++ Extensions,,Extensions to the
419 C++ Language}, for extensions that apply @emph{only} to C++.
420
421 Some features that are in ISO C99 but not C89 or C++ are also, as
422 extensions, accepted by GCC in C89 mode and in C++.
423
424 @menu
425 * Statement Exprs::     Putting statements and declarations inside expressions.
426 * Local Labels::        Labels local to a statement-expression.
427 * Labels as Values::    Getting pointers to labels, and computed gotos.
428 * Nested Functions::    As in Algol and Pascal, lexical scoping of functions.
429 * Constructing Calls::  Dispatching a call to another function.
430 * Typeof::              @code{typeof}: referring to the type of an expression.
431 * Lvalues::             Using @samp{?:}, @samp{,} and casts in lvalues.
432 * Conditionals::        Omitting the middle operand of a @samp{?:} expression.
433 * Long Long::           Double-word integers---@code{long long int}.
434 * Complex::             Data types for complex numbers.
435 * Hex Floats::          Hexadecimal floating-point constants.
436 * Zero Length::         Zero-length arrays.
437 * Variable Length::     Arrays whose length is computed at run time.
438 * Variadic Macros::     Macros with a variable number of arguments.
439 * Escaped Newlines::    Slightly looser rules for escaped newlines.
440 * Multi-line Strings::  String literals with embedded newlines.
441 * Subscripting::        Any array can be subscripted, even if not an lvalue.
442 * Pointer Arith::       Arithmetic on @code{void}-pointers and function pointers.
443 * Initializers::        Non-constant initializers.
444 * Compound Literals::   Compound literals give structures, unions
445                          or arrays as values.
446 * Designated Inits::    Labeling elements of initializers.
447 * Cast to Union::       Casting to union type from any member of the union.
448 * Case Ranges::         `case 1 ... 9' and such.
449 * Mixed Declarations::  Mixing declarations and code.
450 * Function Attributes:: Declaring that functions have no side effects,
451                          or that they can never return.
452 * Attribute Syntax::    Formal syntax for attributes.
453 * Function Prototypes:: Prototype declarations and old-style definitions.
454 * C++ Comments::        C++ comments are recognized.
455 * Dollar Signs::        Dollar sign is allowed in identifiers.
456 * Character Escapes::   @samp{\e} stands for the character @key{ESC}.
457 * Variable Attributes:: Specifying attributes of variables.
458 * Type Attributes::     Specifying attributes of types.
459 * Alignment::           Inquiring about the alignment of a type or variable.
460 * Inline::              Defining inline functions (as fast as macros).
461 * Extended Asm::        Assembler instructions with C expressions as operands.
462                          (With them you can define ``built-in'' functions.)
463 * Constraints::         Constraints for asm operands
464 * Asm Labels::          Specifying the assembler name to use for a C symbol.
465 * Explicit Reg Vars::   Defining variables residing in specified registers.
466 * Alternate Keywords::  @code{__const__}, @code{__asm__}, etc., for header files.
467 * Incomplete Enums::    @code{enum foo;}, with details to follow.
468 * Function Names::      Printable strings which are the name of the current
469                          function.
470 * Return Address::      Getting the return or frame address of a function.
471 * Vector Extensions::   Using vector instructions through built-in functions.
472 * Other Builtins::      Other built-in functions.
473 * Target Builtins::     Built-in functions specific to particular targets.
474 * Pragmas::             Pragmas accepted by GCC.
475 * Unnamed Fields::      Unnamed struct/union fields within structs/unions.
476 * Thread-Local::        Per-thread variables.
477 @end menu
478
479 @node Statement Exprs
480 @section Statements and Declarations in Expressions
481 @cindex statements inside expressions
482 @cindex declarations inside expressions
483 @cindex expressions containing statements
484 @cindex macros, statements in expressions
485
486 @c the above section title wrapped and causes an underfull hbox.. i
487 @c changed it from "within" to "in". --mew 4feb93
488
489 A compound statement enclosed in parentheses may appear as an expression
490 in GNU C@.  This allows you to use loops, switches, and local variables
491 within an expression.
492
493 Recall that a compound statement is a sequence of statements surrounded
494 by braces; in this construct, parentheses go around the braces.  For
495 example:
496
497 @example
498 (@{ int y = foo (); int z;
499    if (y > 0) z = y;
500    else z = - y;
501    z; @})
502 @end example
503
504 @noindent
505 is a valid (though slightly more complex than necessary) expression
506 for the absolute value of @code{foo ()}.
507
508 The last thing in the compound statement should be an expression
509 followed by a semicolon; the value of this subexpression serves as the
510 value of the entire construct.  (If you use some other kind of statement
511 last within the braces, the construct has type @code{void}, and thus
512 effectively no value.)
513
514 This feature is especially useful in making macro definitions ``safe'' (so
515 that they evaluate each operand exactly once).  For example, the
516 ``maximum'' function is commonly defined as a macro in standard C as
517 follows:
518
519 @example
520 #define max(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
521 @end example
522
523 @noindent
524 @cindex side effects, macro argument
525 But this definition computes either @var{a} or @var{b} twice, with bad
526 results if the operand has side effects.  In GNU C, if you know the
527 type of the operands (here let's assume @code{int}), you can define
528 the macro safely as follows:
529
530 @example
531 #define maxint(a,b) \
532   (@{int _a = (a), _b = (b); _a > _b ? _a : _b; @})
533 @end example
534
535 Embedded statements are not allowed in constant expressions, such as
536 the value of an enumeration constant, the width of a bit-field, or
537 the initial value of a static variable.
538
539 If you don't know the type of the operand, you can still do this, but you
540 must use @code{typeof} (@pxref{Typeof}).
541
542 Statement expressions are not supported fully in G++, and their fate
543 there is unclear.  (It is possible that they will become fully supported
544 at some point, or that they will be deprecated, or that the bugs that
545 are present will continue to exist indefinitely.)  Presently, statement
546 expressions do not work well as default arguments.
547
548 In addition, there are semantic issues with statement-expressions in
549 C++.  If you try to use statement-expressions instead of inline
550 functions in C++, you may be surprised at the way object destruction is
551 handled.  For example:
552
553 @example
554 #define foo(a)  (@{int b = (a); b + 3; @})
555 @end example
556
557 @noindent
558 does not work the same way as:
559
560 @example
561 inline int foo(int a) @{ int b = a; return b + 3; @}
562 @end example
563
564 @noindent
565 In particular, if the expression passed into @code{foo} involves the
566 creation of temporaries, the destructors for those temporaries will be
567 run earlier in the case of the macro than in the case of the function.
568
569 These considerations mean that it is probably a bad idea to use
570 statement-expressions of this form in header files that are designed to
571 work with C++.  (Note that some versions of the GNU C Library contained
572 header files using statement-expression that lead to precisely this
573 bug.)
574
575 @node Local Labels
576 @section Locally Declared Labels
577 @cindex local labels
578 @cindex macros, local labels
579
580 Each statement expression is a scope in which @dfn{local labels} can be
581 declared.  A local label is simply an identifier; you can jump to it
582 with an ordinary @code{goto} statement, but only from within the
583 statement expression it belongs to.
584
585 A local label declaration looks like this:
586
587 @example
588 __label__ @var{label};
589 @end example
590
591 @noindent
592 or
593
594 @example
595 __label__ @var{label1}, @var{label2}, /* @r{@dots{}} */;
596 @end example
597
598 Local label declarations must come at the beginning of the statement
599 expression, right after the @samp{(@{}, before any ordinary
600 declarations.
601
602 The label declaration defines the label @emph{name}, but does not define
603 the label itself.  You must do this in the usual way, with
604 @code{@var{label}:}, within the statements of the statement expression.
605
606 The local label feature is useful because statement expressions are
607 often used in macros.  If the macro contains nested loops, a @code{goto}
608 can be useful for breaking out of them.  However, an ordinary label
609 whose scope is the whole function cannot be used: if the macro can be
610 expanded several times in one function, the label will be multiply
611 defined in that function.  A local label avoids this problem.  For
612 example:
613
614 @example
615 #define SEARCH(array, target)                     \
616 (@{                                                \
617   __label__ found;                                \
618   typeof (target) _SEARCH_target = (target);      \
619   typeof (*(array)) *_SEARCH_array = (array);     \
620   int i, j;                                       \
621   int value;                                      \
622   for (i = 0; i < max; i++)                       \
623     for (j = 0; j < max; j++)                     \
624       if (_SEARCH_array[i][j] == _SEARCH_target)  \
625         @{ value = i; goto found; @}                \
626   value = -1;                                     \
627  found:                                           \
628   value;                                          \
629 @})
630 @end example
631
632 @node Labels as Values
633 @section Labels as Values
634 @cindex labels as values
635 @cindex computed gotos
636 @cindex goto with computed label
637 @cindex address of a label
638
639 You can get the address of a label defined in the current function
640 (or a containing function) with the unary operator @samp{&&}.  The
641 value has type @code{void *}.  This value is a constant and can be used
642 wherever a constant of that type is valid.  For example:
643
644 @example
645 void *ptr;
646 /* @r{@dots{}} */
647 ptr = &&foo;
648 @end example
649
650 To use these values, you need to be able to jump to one.  This is done
651 with the computed goto statement@footnote{The analogous feature in
652 Fortran is called an assigned goto, but that name seems inappropriate in
653 C, where one can do more than simply store label addresses in label
654 variables.}, @code{goto *@var{exp};}.  For example,
655
656 @example
657 goto *ptr;
658 @end example
659
660 @noindent
661 Any expression of type @code{void *} is allowed.
662
663 One way of using these constants is in initializing a static array that
664 will serve as a jump table:
665
666 @example
667 static void *array[] = @{ &&foo, &&bar, &&hack @};
668 @end example
669
670 Then you can select a label with indexing, like this:
671
672 @example
673 goto *array[i];
674 @end example
675
676 @noindent
677 Note that this does not check whether the subscript is in bounds---array
678 indexing in C never does that.
679
680 Such an array of label values serves a purpose much like that of the
681 @code{switch} statement.  The @code{switch} statement is cleaner, so
682 use that rather than an array unless the problem does not fit a
683 @code{switch} statement very well.
684
685 Another use of label values is in an interpreter for threaded code.
686 The labels within the interpreter function can be stored in the
687 threaded code for super-fast dispatching.
688
689 You may not use this mechanism to jump to code in a different function.
690 If you do that, totally unpredictable things will happen.  The best way to
691 avoid this is to store the label address only in automatic variables and
692 never pass it as an argument.
693
694 An alternate way to write the above example is
695
696 @example
697 static const int array[] = @{ &&foo - &&foo, &&bar - &&foo,
698                              &&hack - &&foo @};
699 goto *(&&foo + array[i]);
700 @end example
701
702 @noindent
703 This is more friendly to code living in shared libraries, as it reduces
704 the number of dynamic relocations that are needed, and by consequence,
705 allows the data to be read-only.
706
707 @node Nested Functions
708 @section Nested Functions
709 @cindex nested functions
710 @cindex downward funargs
711 @cindex thunks
712
713 A @dfn{nested function} is a function defined inside another function.
714 (Nested functions are not supported for GNU C++.)  The nested function's
715 name is local to the block where it is defined.  For example, here we
716 define a nested function named @code{square}, and call it twice:
717
718 @example
719 @group
720 foo (double a, double b)
721 @{
722   double square (double z) @{ return z * z; @}
723
724   return square (a) + square (b);
725 @}
726 @end group
727 @end example
728
729 The nested function can access all the variables of the containing
730 function that are visible at the point of its definition.  This is
731 called @dfn{lexical scoping}.  For example, here we show a nested
732 function which uses an inherited variable named @code{offset}:
733
734 @example
735 @group
736 bar (int *array, int offset, int size)
737 @{
738   int access (int *array, int index)
739     @{ return array[index + offset]; @}
740   int i;
741   /* @r{@dots{}} */
742   for (i = 0; i < size; i++)
743     /* @r{@dots{}} */ access (array, i) /* @r{@dots{}} */
744 @}
745 @end group
746 @end example
747
748 Nested function definitions are permitted within functions in the places
749 where variable definitions are allowed; that is, in any block, before
750 the first statement in the block.
751
752 It is possible to call the nested function from outside the scope of its
753 name by storing its address or passing the address to another function:
754
755 @example
756 hack (int *array, int size)
757 @{
758   void store (int index, int value)
759     @{ array[index] = value; @}
760
761   intermediate (store, size);
762 @}
763 @end example
764
765 Here, the function @code{intermediate} receives the address of
766 @code{store} as an argument.  If @code{intermediate} calls @code{store},
767 the arguments given to @code{store} are used to store into @code{array}.
768 But this technique works only so long as the containing function
769 (@code{hack}, in this example) does not exit.
770
771 If you try to call the nested function through its address after the
772 containing function has exited, all hell will break loose.  If you try
773 to call it after a containing scope level has exited, and if it refers
774 to some of the variables that are no longer in scope, you may be lucky,
775 but it's not wise to take the risk.  If, however, the nested function
776 does not refer to anything that has gone out of scope, you should be
777 safe.
778
779 GCC implements taking the address of a nested function using a technique
780 called @dfn{trampolines}.  A paper describing them is available as
781
782 @noindent
783 @uref{http://people.debian.org/~aaronl/Usenix88-lexic.pdf}.
784
785 A nested function can jump to a label inherited from a containing
786 function, provided the label was explicitly declared in the containing
787 function (@pxref{Local Labels}).  Such a jump returns instantly to the
788 containing function, exiting the nested function which did the
789 @code{goto} and any intermediate functions as well.  Here is an example:
790
791 @example
792 @group
793 bar (int *array, int offset, int size)
794 @{
795   __label__ failure;
796   int access (int *array, int index)
797     @{
798       if (index > size)
799         goto failure;
800       return array[index + offset];
801     @}
802   int i;
803   /* @r{@dots{}} */
804   for (i = 0; i < size; i++)
805     /* @r{@dots{}} */ access (array, i) /* @r{@dots{}} */
806   /* @r{@dots{}} */
807   return 0;
808
809  /* @r{Control comes here from @code{access}
810     if it detects an error.}  */
811  failure:
812   return -1;
813 @}
814 @end group
815 @end example
816
817 A nested function always has internal linkage.  Declaring one with
818 @code{extern} is erroneous.  If you need to declare the nested function
819 before its definition, use @code{auto} (which is otherwise meaningless
820 for function declarations).
821
822 @example
823 bar (int *array, int offset, int size)
824 @{
825   __label__ failure;
826   auto int access (int *, int);
827   /* @r{@dots{}} */
828   int access (int *array, int index)
829     @{
830       if (index > size)
831         goto failure;
832       return array[index + offset];
833     @}
834   /* @r{@dots{}} */
835 @}
836 @end example
837
838 @node Constructing Calls
839 @section Constructing Function Calls
840 @cindex constructing calls
841 @cindex forwarding calls
842
843 Using the built-in functions described below, you can record
844 the arguments a function received, and call another function
845 with the same arguments, without knowing the number or types
846 of the arguments.
847
848 You can also record the return value of that function call,
849 and later return that value, without knowing what data type
850 the function tried to return (as long as your caller expects
851 that data type).
852
853 @deftypefn {Built-in Function} {void *} __builtin_apply_args ()
854 This built-in function returns a pointer to data
855 describing how to perform a call with the same arguments as were passed
856 to the current function.
857
858 The function saves the arg pointer register, structure value address,
859 and all registers that might be used to pass arguments to a function
860 into a block of memory allocated on the stack.  Then it returns the
861 address of that block.
862 @end deftypefn
863
864 @deftypefn {Built-in Function} {void *} __builtin_apply (void (*@var{function})(), void *@var{arguments}, size_t @var{size})
865 This built-in function invokes @var{function}
866 with a copy of the parameters described by @var{arguments}
867 and @var{size}.
868
869 The value of @var{arguments} should be the value returned by
870 @code{__builtin_apply_args}.  The argument @var{size} specifies the size
871 of the stack argument data, in bytes.
872
873 This function returns a pointer to data describing
874 how to return whatever value was returned by @var{function}.  The data
875 is saved in a block of memory allocated on the stack.
876
877 It is not always simple to compute the proper value for @var{size}.  The
878 value is used by @code{__builtin_apply} to compute the amount of data
879 that should be pushed on the stack and copied from the incoming argument
880 area.
881 @end deftypefn
882
883 @deftypefn {Built-in Function} {void} __builtin_return (void *@var{result})
884 This built-in function returns the value described by @var{result} from
885 the containing function.  You should specify, for @var{result}, a value
886 returned by @code{__builtin_apply}.
887 @end deftypefn
888
889 @cindex underscores in variables in macros
890 @cindex @samp{_} in variables in macros
891 @cindex local variables in macros
892 @cindex variables, local, in macros
893 @cindex macros, local variables in
894
895 The reason for using names that start with underscores for the local
896 variables is to avoid conflicts with variable names that occur within the
897 expressions that are substituted for @code{a} and @code{b}.  Eventually we
898 hope to design a new form of declaration syntax that allows you to declare
899 variables whose scopes start only after their initializers; this will be a
900 more reliable way to prevent such conflicts.
901
902 @node Typeof
903 @section Referring to a Type with @code{typeof}
904 @findex typeof
905 @findex sizeof
906 @cindex macros, types of arguments
907
908 Another way to refer to the type of an expression is with @code{typeof}.
909 The syntax of using of this keyword looks like @code{sizeof}, but the
910 construct acts semantically like a type name defined with @code{typedef}.
911
912 There are two ways of writing the argument to @code{typeof}: with an
913 expression or with a type.  Here is an example with an expression:
914
915 @example
916 typeof (x[0](1))
917 @end example
918
919 @noindent
920 This assumes that @code{x} is an array of pointers to functions;
921 the type described is that of the values of the functions.
922
923 Here is an example with a typename as the argument:
924
925 @example
926 typeof (int *)
927 @end example
928
929 @noindent
930 Here the type described is that of pointers to @code{int}.
931
932 If you are writing a header file that must work when included in ISO C
933 programs, write @code{__typeof__} instead of @code{typeof}.
934 @xref{Alternate Keywords}.
935
936 A @code{typeof}-construct can be used anywhere a typedef name could be
937 used.  For example, you can use it in a declaration, in a cast, or inside
938 of @code{sizeof} or @code{typeof}.
939
940 @code{typeof} is often useful in conjunction with the
941 statements-within-expressions feature.  Here is how the two together can
942 be used to define a safe ``maximum'' macro that operates on any
943 arithmetic type and evaluates each of its arguments exactly once:
944
945 @example
946 #define max(a,b) \
947   (@{ typeof (a) _a = (a); \
948       typeof (b) _b = (b); \
949     _a > _b ? _a : _b; @})
950 @end example
951
952 @noindent
953 Some more examples of the use of @code{typeof}:
954
955 @itemize @bullet
956 @item
957 This declares @code{y} with the type of what @code{x} points to.
958
959 @example
960 typeof (*x) y;
961 @end example
962
963 @item
964 This declares @code{y} as an array of such values.
965
966 @example
967 typeof (*x) y[4];
968 @end example
969
970 @item
971 This declares @code{y} as an array of pointers to characters:
972
973 @example
974 typeof (typeof (char *)[4]) y;
975 @end example
976
977 @noindent
978 It is equivalent to the following traditional C declaration:
979
980 @example
981 char *y[4];
982 @end example
983
984 To see the meaning of the declaration using @code{typeof}, and why it
985 might be a useful way to write, let's rewrite it with these macros:
986
987 @example
988 #define pointer(T)  typeof(T *)
989 #define array(T, N) typeof(T [N])
990 @end example
991
992 @noindent
993 Now the declaration can be rewritten this way:
994
995 @example
996 array (pointer (char), 4) y;
997 @end example
998
999 @noindent
1000 Thus, @code{array (pointer (char), 4)} is the type of arrays of 4
1001 pointers to @code{char}.
1002 @end itemize
1003
1004 @emph{Compatibility Note:} In addition to @code{typeof}, GCC 2 supported
1005 a more limited extension which permitted one to write
1006
1007 @example
1008 typedef @var{T} = @var{expr};
1009 @end example
1010
1011 @noindent
1012 with the effect of declaring @var{T} to have the type of the expression
1013 @var{expr}.  This extension does not work with GCC 3 (versions between
1014 3.0 and 3.2 will crash; 3.2.1 and later give an error).  Code which
1015 relies on it should be rewritten to use @code{typeof}:
1016
1017 @example
1018 typedef typeof(@var{expr}) @var{T};
1019 @end example
1020
1021 @noindent
1022 This will work with all versions of GCC@.
1023
1024 @node Lvalues
1025 @section Generalized Lvalues
1026 @cindex compound expressions as lvalues
1027 @cindex expressions, compound, as lvalues
1028 @cindex conditional expressions as lvalues
1029 @cindex expressions, conditional, as lvalues
1030 @cindex casts as lvalues
1031 @cindex generalized lvalues
1032 @cindex lvalues, generalized
1033 @cindex extensions, @code{?:}
1034 @cindex @code{?:} extensions
1035 Compound expressions, conditional expressions and casts are allowed as
1036 lvalues provided their operands are lvalues.  This means that you can take
1037 their addresses or store values into them.
1038
1039 Standard C++ allows compound expressions and conditional expressions as
1040 lvalues, and permits casts to reference type, so use of this extension
1041 is deprecated for C++ code.
1042
1043 For example, a compound expression can be assigned, provided the last
1044 expression in the sequence is an lvalue.  These two expressions are
1045 equivalent:
1046
1047 @example
1048 (a, b) += 5
1049 a, (b += 5)
1050 @end example
1051
1052 Similarly, the address of the compound expression can be taken.  These two
1053 expressions are equivalent:
1054
1055 @example
1056 &(a, b)
1057 a, &b
1058 @end example
1059
1060 A conditional expression is a valid lvalue if its type is not void and the
1061 true and false branches are both valid lvalues.  For example, these two
1062 expressions are equivalent:
1063
1064 @example
1065 (a ? b : c) = 5
1066 (a ? b = 5 : (c = 5))
1067 @end example
1068
1069 A cast is a valid lvalue if its operand is an lvalue.  A simple
1070 assignment whose left-hand side is a cast works by converting the
1071 right-hand side first to the specified type, then to the type of the
1072 inner left-hand side expression.  After this is stored, the value is
1073 converted back to the specified type to become the value of the
1074 assignment.  Thus, if @code{a} has type @code{char *}, the following two
1075 expressions are equivalent:
1076
1077 @example
1078 (int)a = 5
1079 (int)(a = (char *)(int)5)
1080 @end example
1081
1082 An assignment-with-arithmetic operation such as @samp{+=} applied to a cast
1083 performs the arithmetic using the type resulting from the cast, and then
1084 continues as in the previous case.  Therefore, these two expressions are
1085 equivalent:
1086
1087 @example
1088 (int)a += 5
1089 (int)(a = (char *)(int) ((int)a + 5))
1090 @end example
1091
1092 You cannot take the address of an lvalue cast, because the use of its
1093 address would not work out coherently.  Suppose that @code{&(int)f} were
1094 permitted, where @code{f} has type @code{float}.  Then the following
1095 statement would try to store an integer bit-pattern where a floating
1096 point number belongs:
1097
1098 @example
1099 *&(int)f = 1;
1100 @end example
1101
1102 This is quite different from what @code{(int)f = 1} would do---that
1103 would convert 1 to floating point and store it.  Rather than cause this
1104 inconsistency, we think it is better to prohibit use of @samp{&} on a cast.
1105
1106 If you really do want an @code{int *} pointer with the address of
1107 @code{f}, you can simply write @code{(int *)&f}.
1108
1109 @node Conditionals
1110 @section Conditionals with Omitted Operands
1111 @cindex conditional expressions, extensions
1112 @cindex omitted middle-operands
1113 @cindex middle-operands, omitted
1114 @cindex extensions, @code{?:}
1115 @cindex @code{?:} extensions
1116
1117 The middle operand in a conditional expression may be omitted.  Then
1118 if the first operand is nonzero, its value is the value of the conditional
1119 expression.
1120
1121 Therefore, the expression
1122
1123 @example
1124 x ? : y
1125 @end example
1126
1127 @noindent
1128 has the value of @code{x} if that is nonzero; otherwise, the value of
1129 @code{y}.
1130
1131 This example is perfectly equivalent to
1132
1133 @example
1134 x ? x : y
1135 @end example
1136
1137 @cindex side effect in ?:
1138 @cindex ?: side effect
1139 @noindent
1140 In this simple case, the ability to omit the middle operand is not
1141 especially useful.  When it becomes useful is when the first operand does,
1142 or may (if it is a macro argument), contain a side effect.  Then repeating
1143 the operand in the middle would perform the side effect twice.  Omitting
1144 the middle operand uses the value already computed without the undesirable
1145 effects of recomputing it.
1146
1147 @node Long Long
1148 @section Double-Word Integers
1149 @cindex @code{long long} data types
1150 @cindex double-word arithmetic
1151 @cindex multiprecision arithmetic
1152 @cindex @code{LL} integer suffix
1153 @cindex @code{ULL} integer suffix
1154
1155 ISO C99 supports data types for integers that are at least 64 bits wide,
1156 and as an extension GCC supports them in C89 mode and in C++.
1157 Simply write @code{long long int} for a signed integer, or
1158 @code{unsigned long long int} for an unsigned integer.  To make an
1159 integer constant of type @code{long long int}, add the suffix @samp{LL}
1160 to the integer.  To make an integer constant of type @code{unsigned long
1161 long int}, add the suffix @samp{ULL} to the integer.
1162
1163 You can use these types in arithmetic like any other integer types.
1164 Addition, subtraction, and bitwise boolean operations on these types
1165 are open-coded on all types of machines.  Multiplication is open-coded
1166 if the machine supports fullword-to-doubleword a widening multiply
1167 instruction.  Division and shifts are open-coded only on machines that
1168 provide special support.  The operations that are not open-coded use
1169 special library routines that come with GCC@.
1170
1171 There may be pitfalls when you use @code{long long} types for function
1172 arguments, unless you declare function prototypes.  If a function
1173 expects type @code{int} for its argument, and you pass a value of type
1174 @code{long long int}, confusion will result because the caller and the
1175 subroutine will disagree about the number of bytes for the argument.
1176 Likewise, if the function expects @code{long long int} and you pass
1177 @code{int}.  The best way to avoid such problems is to use prototypes.
1178
1179 @node Complex
1180 @section Complex Numbers
1181 @cindex complex numbers
1182 @cindex @code{_Complex} keyword
1183 @cindex @code{__complex__} keyword
1184
1185 ISO C99 supports complex floating data types, and as an extension GCC
1186 supports them in C89 mode and in C++, and supports complex integer data
1187 types which are not part of ISO C99.  You can declare complex types
1188 using the keyword @code{_Complex}.  As an extension, the older GNU
1189 keyword @code{__complex__} is also supported.
1190
1191 For example, @samp{_Complex double x;} declares @code{x} as a
1192 variable whose real part and imaginary part are both of type
1193 @code{double}.  @samp{_Complex short int y;} declares @code{y} to
1194 have real and imaginary parts of type @code{short int}; this is not
1195 likely to be useful, but it shows that the set of complex types is
1196 complete.
1197
1198 To write a constant with a complex data type, use the suffix @samp{i} or
1199 @samp{j} (either one; they are equivalent).  For example, @code{2.5fi}
1200 has type @code{_Complex float} and @code{3i} has type
1201 @code{_Complex int}.  Such a constant always has a pure imaginary
1202 value, but you can form any complex value you like by adding one to a
1203 real constant.  This is a GNU extension; if you have an ISO C99
1204 conforming C library (such as GNU libc), and want to construct complex
1205 constants of floating type, you should include @code{<complex.h>} and
1206 use the macros @code{I} or @code{_Complex_I} instead.
1207
1208 @cindex @code{__real__} keyword
1209 @cindex @code{__imag__} keyword
1210 To extract the real part of a complex-valued expression @var{exp}, write
1211 @code{__real__ @var{exp}}.  Likewise, use @code{__imag__} to
1212 extract the imaginary part.  This is a GNU extension; for values of
1213 floating type, you should use the ISO C99 functions @code{crealf},
1214 @code{creal}, @code{creall}, @code{cimagf}, @code{cimag} and
1215 @code{cimagl}, declared in @code{<complex.h>} and also provided as
1216 built-in functions by GCC@.
1217
1218 @cindex complex conjugation
1219 The operator @samp{~} performs complex conjugation when used on a value
1220 with a complex type.  This is a GNU extension; for values of
1221 floating type, you should use the ISO C99 functions @code{conjf},
1222 @code{conj} and @code{conjl}, declared in @code{<complex.h>} and also
1223 provided as built-in functions by GCC@.
1224
1225 GCC can allocate complex automatic variables in a noncontiguous
1226 fashion; it's even possible for the real part to be in a register while
1227 the imaginary part is on the stack (or vice-versa).  Only the DWARF2
1228 debug info format can represent this, so use of DWARF2 is recommended.
1229 If you are using the stabs debug info format, GCC describes a noncontiguous
1230 complex variable as if it were two separate variables of noncomplex type.
1231 If the variable's actual name is @code{foo}, the two fictitious
1232 variables are named @code{foo$real} and @code{foo$imag}.  You can
1233 examine and set these two fictitious variables with your debugger.
1234
1235 @node Hex Floats
1236 @section Hex Floats
1237 @cindex hex floats
1238
1239 ISO C99 supports floating-point numbers written not only in the usual
1240 decimal notation, such as @code{1.55e1}, but also numbers such as
1241 @code{0x1.fp3} written in hexadecimal format.  As a GNU extension, GCC
1242 supports this in C89 mode (except in some cases when strictly
1243 conforming) and in C++.  In that format the
1244 @samp{0x} hex introducer and the @samp{p} or @samp{P} exponent field are
1245 mandatory.  The exponent is a decimal number that indicates the power of
1246 2 by which the significant part will be multiplied.  Thus @samp{0x1.f} is
1247 @tex
1248 $1 {15\over16}$,
1249 @end tex
1250 @ifnottex
1251 1 15/16,
1252 @end ifnottex
1253 @samp{p3} multiplies it by 8, and the value of @code{0x1.fp3}
1254 is the same as @code{1.55e1}.
1255
1256 Unlike for floating-point numbers in the decimal notation the exponent
1257 is always required in the hexadecimal notation.  Otherwise the compiler
1258 would not be able to resolve the ambiguity of, e.g., @code{0x1.f}.  This
1259 could mean @code{1.0f} or @code{1.9375} since @samp{f} is also the
1260 extension for floating-point constants of type @code{float}.
1261
1262 @node Zero Length
1263 @section Arrays of Length Zero
1264 @cindex arrays of length zero
1265 @cindex zero-length arrays
1266 @cindex length-zero arrays
1267 @cindex flexible array members
1268
1269 Zero-length arrays are allowed in GNU C@.  They are very useful as the
1270 last element of a structure which is really a header for a variable-length
1271 object:
1272
1273 @example
1274 struct line @{
1275   int length;
1276   char contents[0];
1277 @};
1278
1279 struct line *thisline = (struct line *)
1280   malloc (sizeof (struct line) + this_length);
1281 thisline->length = this_length;
1282 @end example
1283
1284 In ISO C90, you would have to give @code{contents} a length of 1, which
1285 means either you waste space or complicate the argument to @code{malloc}.
1286
1287 In ISO C99, you would use a @dfn{flexible array member}, which is
1288 slightly different in syntax and semantics:
1289
1290 @itemize @bullet
1291 @item
1292 Flexible array members are written as @code{contents[]} without
1293 the @code{0}.
1294
1295 @item
1296 Flexible array members have incomplete type, and so the @code{sizeof}
1297 operator may not be applied.  As a quirk of the original implementation
1298 of zero-length arrays, @code{sizeof} evaluates to zero.
1299
1300 @item
1301 Flexible array members may only appear as the last member of a
1302 @code{struct} that is otherwise non-empty.
1303
1304 @item
1305 A structure containing a flexible array member, or a union containing
1306 such a structure (possibly recursively), may not be a member of a
1307 structure or an element of an array.  (However, these uses are
1308 permitted by GCC as extensions.)
1309 @end itemize
1310
1311 GCC versions before 3.0 allowed zero-length arrays to be statically
1312 initialized, as if they were flexible arrays.  In addition to those
1313 cases that were useful, it also allowed initializations in situations
1314 that would corrupt later data.  Non-empty initialization of zero-length
1315 arrays is now treated like any case where there are more initializer
1316 elements than the array holds, in that a suitable warning about "excess
1317 elements in array" is given, and the excess elements (all of them, in
1318 this case) are ignored.
1319
1320 Instead GCC allows static initialization of flexible array members.
1321 This is equivalent to defining a new structure containing the original
1322 structure followed by an array of sufficient size to contain the data.
1323 I.e.@: in the following, @code{f1} is constructed as if it were declared
1324 like @code{f2}.
1325
1326 @example
1327 struct f1 @{
1328   int x; int y[];
1329 @} f1 = @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @};
1330
1331 struct f2 @{
1332   struct f1 f1; int data[3];
1333 @} f2 = @{ @{ 1 @}, @{ 2, 3, 4 @} @};
1334 @end example
1335
1336 @noindent
1337 The convenience of this extension is that @code{f1} has the desired
1338 type, eliminating the need to consistently refer to @code{f2.f1}.
1339
1340 This has symmetry with normal static arrays, in that an array of
1341 unknown size is also written with @code{[]}.
1342
1343 Of course, this extension only makes sense if the extra data comes at
1344 the end of a top-level object, as otherwise we would be overwriting
1345 data at subsequent offsets.  To avoid undue complication and confusion
1346 with initialization of deeply nested arrays, we simply disallow any
1347 non-empty initialization except when the structure is the top-level
1348 object.  For example:
1349
1350 @example
1351 struct foo @{ int x; int y[]; @};
1352 struct bar @{ struct foo z; @};
1353
1354 struct foo a = @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @};        // @r{Valid.}
1355 struct bar b = @{ @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @} @};    // @r{Invalid.}
1356 struct bar c = @{ @{ 1, @{ @} @} @};            // @r{Valid.}
1357 struct foo d[1] = @{ @{ 1 @{ 2, 3, 4 @} @} @};  // @r{Invalid.}
1358 @end example
1359
1360 @node Variable Length
1361 @section Arrays of Variable Length
1362 @cindex variable-length arrays
1363 @cindex arrays of variable length
1364 @cindex VLAs
1365
1366 Variable-length automatic arrays are allowed in ISO C99, and as an
1367 extension GCC accepts them in C89 mode and in C++.  (However, GCC's
1368 implementation of variable-length arrays does not yet conform in detail
1369 to the ISO C99 standard.)  These arrays are
1370 declared like any other automatic arrays, but with a length that is not
1371 a constant expression.  The storage is allocated at the point of
1372 declaration and deallocated when the brace-level is exited.  For
1373 example:
1374
1375 @example
1376 FILE *
1377 concat_fopen (char *s1, char *s2, char *mode)
1378 @{
1379   char str[strlen (s1) + strlen (s2) + 1];
1380   strcpy (str, s1);
1381   strcat (str, s2);
1382   return fopen (str, mode);
1383 @}
1384 @end example
1385
1386 @cindex scope of a variable length array
1387 @cindex variable-length array scope
1388 @cindex deallocating variable length arrays
1389 Jumping or breaking out of the scope of the array name deallocates the
1390 storage.  Jumping into the scope is not allowed; you get an error
1391 message for it.
1392
1393 @cindex @code{alloca} vs variable-length arrays
1394 You can use the function @code{alloca} to get an effect much like
1395 variable-length arrays.  The function @code{alloca} is available in
1396 many other C implementations (but not in all).  On the other hand,
1397 variable-length arrays are more elegant.
1398
1399 There are other differences between these two methods.  Space allocated
1400 with @code{alloca} exists until the containing @emph{function} returns.
1401 The space for a variable-length array is deallocated as soon as the array
1402 name's scope ends.  (If you use both variable-length arrays and
1403 @code{alloca} in the same function, deallocation of a variable-length array
1404 will also deallocate anything more recently allocated with @code{alloca}.)
1405
1406 You can also use variable-length arrays as arguments to functions:
1407
1408 @example
1409 struct entry
1410 tester (int len, char data[len][len])
1411 @{
1412   /* @r{@dots{}} */
1413 @}
1414 @end example
1415
1416 The length of an array is computed once when the storage is allocated
1417 and is remembered for the scope of the array in case you access it with
1418 @code{sizeof}.
1419
1420 If you want to pass the array first and the length afterward, you can
1421 use a forward declaration in the parameter list---another GNU extension.
1422
1423 @example
1424 struct entry
1425 tester (int len; char data[len][len], int len)
1426 @{
1427   /* @r{@dots{}} */
1428 @}
1429 @end example
1430
1431 @cindex parameter forward declaration
1432 The @samp{int len} before the semicolon is a @dfn{parameter forward
1433 declaration}, and it serves the purpose of making the name @code{len}
1434 known when the declaration of @code{data} is parsed.
1435
1436 You can write any number of such parameter forward declarations in the
1437 parameter list.  They can be separated by commas or semicolons, but the
1438 last one must end with a semicolon, which is followed by the ``real''
1439 parameter declarations.  Each forward declaration must match a ``real''
1440 declaration in parameter name and data type.  ISO C99 does not support
1441 parameter forward declarations.
1442
1443 @node Variadic Macros
1444 @section Macros with a Variable Number of Arguments.
1445 @cindex variable number of arguments
1446 @cindex macro with variable arguments
1447 @cindex rest argument (in macro)
1448 @cindex variadic macros
1449
1450 In the ISO C standard of 1999, a macro can be declared to accept a
1451 variable number of arguments much as a function can.  The syntax for
1452 defining the macro is similar to that of a function.  Here is an
1453 example:
1454
1455 @smallexample
1456 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
1457 @end smallexample
1458
1459 Here @samp{@dots{}} is a @dfn{variable argument}.  In the invocation of
1460 such a macro, it represents the zero or more tokens until the closing
1461 parenthesis that ends the invocation, including any commas.  This set of
1462 tokens replaces the identifier @code{__VA_ARGS__} in the macro body
1463 wherever it appears.  See the CPP manual for more information.
1464
1465 GCC has long supported variadic macros, and used a different syntax that
1466 allowed you to give a name to the variable arguments just like any other
1467 argument.  Here is an example:
1468
1469 @example
1470 #define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)
1471 @end example
1472
1473 This is in all ways equivalent to the ISO C example above, but arguably
1474 more readable and descriptive.
1475
1476 GNU CPP has two further variadic macro extensions, and permits them to
1477 be used with either of the above forms of macro definition.
1478
1479 In standard C, you are not allowed to leave the variable argument out
1480 entirely; but you are allowed to pass an empty argument.  For example,
1481 this invocation is invalid in ISO C, because there is no comma after
1482 the string:
1483
1484 @example
1485 debug ("A message")
1486 @end example
1487
1488 GNU CPP permits you to completely omit the variable arguments in this
1489 way.  In the above examples, the compiler would complain, though since
1490 the expansion of the macro still has the extra comma after the format
1491 string.
1492
1493 To help solve this problem, CPP behaves specially for variable arguments
1494 used with the token paste operator, @samp{##}.  If instead you write
1495
1496 @smallexample
1497 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, ## __VA_ARGS__)
1498 @end smallexample
1499
1500 and if the variable arguments are omitted or empty, the @samp{##}
1501 operator causes the preprocessor to remove the comma before it.  If you
1502 do provide some variable arguments in your macro invocation, GNU CPP
1503 does not complain about the paste operation and instead places the
1504 variable arguments after the comma.  Just like any other pasted macro
1505 argument, these arguments are not macro expanded.
1506
1507 @node Escaped Newlines
1508 @section Slightly Looser Rules for Escaped Newlines
1509 @cindex escaped newlines
1510 @cindex newlines (escaped)
1511
1512 Recently, the preprocessor has relaxed its treatment of escaped
1513 newlines.  Previously, the newline had to immediately follow a
1514 backslash.  The current implementation allows whitespace in the form of
1515 spaces, horizontal and vertical tabs, and form feeds between the
1516 backslash and the subsequent newline.  The preprocessor issues a
1517 warning, but treats it as a valid escaped newline and combines the two
1518 lines to form a single logical line.  This works within comments and
1519 tokens, including multi-line strings, as well as between tokens.
1520 Comments are @emph{not} treated as whitespace for the purposes of this
1521 relaxation, since they have not yet been replaced with spaces.
1522
1523 @node Multi-line Strings
1524 @section String Literals with Embedded Newlines
1525 @cindex multi-line string literals
1526
1527 As an extension, GNU CPP permits string literals to cross multiple lines
1528 without escaping the embedded newlines.  Each embedded newline is
1529 replaced with a single @samp{\n} character in the resulting string
1530 literal, regardless of what form the newline took originally.
1531
1532 CPP currently allows such strings in directives as well (other than the
1533 @samp{#include} family).  This is deprecated and will eventually be
1534 removed.
1535
1536 @node Subscripting
1537 @section Non-Lvalue Arrays May Have Subscripts
1538 @cindex subscripting
1539 @cindex arrays, non-lvalue
1540
1541 @cindex subscripting and function values
1542 In ISO C99, arrays that are not lvalues still decay to pointers, and
1543 may be subscripted, although they may not be modified or used after
1544 the next sequence point and the unary @samp{&} operator may not be
1545 applied to them.  As an extension, GCC allows such arrays to be
1546 subscripted in C89 mode, though otherwise they do not decay to
1547 pointers outside C99 mode.  For example,
1548 this is valid in GNU C though not valid in C89:
1549
1550 @example
1551 @group
1552 struct foo @{int a[4];@};
1553
1554 struct foo f();
1555
1556 bar (int index)
1557 @{
1558   return f().a[index];
1559 @}
1560 @end group
1561 @end example
1562
1563 @node Pointer Arith
1564 @section Arithmetic on @code{void}- and Function-Pointers
1565 @cindex void pointers, arithmetic
1566 @cindex void, size of pointer to
1567 @cindex function pointers, arithmetic
1568 @cindex function, size of pointer to
1569
1570 In GNU C, addition and subtraction operations are supported on pointers to
1571 @code{void} and on pointers to functions.  This is done by treating the
1572 size of a @code{void} or of a function as 1.
1573
1574 A consequence of this is that @code{sizeof} is also allowed on @code{void}
1575 and on function types, and returns 1.
1576
1577 @opindex Wpointer-arith
1578 The option @option{-Wpointer-arith} requests a warning if these extensions
1579 are used.
1580
1581 @node Initializers
1582 @section Non-Constant Initializers
1583 @cindex initializers, non-constant
1584 @cindex non-constant initializers
1585
1586 As in standard C++ and ISO C99, the elements of an aggregate initializer for an
1587 automatic variable are not required to be constant expressions in GNU C@.
1588 Here is an example of an initializer with run-time varying elements:
1589
1590 @example
1591 foo (float f, float g)
1592 @{
1593   float beat_freqs[2] = @{ f-g, f+g @};
1594   /* @r{@dots{}} */
1595 @}
1596 @end example
1597
1598 @node Compound Literals
1599 @section Compound Literals
1600 @cindex constructor expressions
1601 @cindex initializations in expressions
1602 @cindex structures, constructor expression
1603 @cindex expressions, constructor
1604 @cindex compound literals
1605 @c The GNU C name for what C99 calls compound literals was "constructor expressions".
1606
1607 ISO C99 supports compound literals.  A compound literal looks like
1608 a cast containing an initializer.  Its value is an object of the
1609 type specified in the cast, containing the elements specified in
1610 the initializer; it is an lvalue.  As an extension, GCC supports
1611 compound literals in C89 mode and in C++.
1612
1613 Usually, the specified type is a structure.  Assume that
1614 @code{struct foo} and @code{structure} are declared as shown:
1615
1616 @example
1617 struct foo @{int a; char b[2];@} structure;
1618 @end example
1619
1620 @noindent
1621 Here is an example of constructing a @code{struct foo} with a compound literal:
1622
1623 @example
1624 structure = ((struct foo) @{x + y, 'a', 0@});
1625 @end example
1626
1627 @noindent
1628 This is equivalent to writing the following:
1629
1630 @example
1631 @{
1632   struct foo temp = @{x + y, 'a', 0@};
1633   structure = temp;
1634 @}
1635 @end example
1636
1637 You can also construct an array.  If all the elements of the compound literal
1638 are (made up of) simple constant expressions, suitable for use in
1639 initializers of objects of static storage duration, then the compound
1640 literal can be coerced to a pointer to its first element and used in
1641 such an initializer, as shown here:
1642
1643 @example
1644 char **foo = (char *[]) @{ "x", "y", "z" @};
1645 @end example
1646
1647 Compound literals for scalar types and union types are is
1648 also allowed, but then the compound literal is equivalent
1649 to a cast.
1650
1651 As a GNU extension, GCC allows initialization of objects with static storage
1652 duration by compound literals (which is not possible in ISO C99, because
1653 the initializer is not a constant).
1654 It is handled as if the object was initialized only with the bracket
1655 enclosed list if compound literal's and object types match.
1656 The initializer list of the compound literal must be constant.
1657 If the object being initialized has array type of unknown size, the size is
1658 determined by compound literal size.
1659
1660 @example
1661 static struct foo x = (struct foo) @{1, 'a', 'b'@};
1662 static int y[] = (int []) @{1, 2, 3@};
1663 static int z[] = (int [3]) @{1@};
1664 @end example
1665
1666 @noindent
1667 The above lines are equivalent to the following:
1668 @example
1669 static struct foo x = @{1, 'a', 'b'@};
1670 static int y[] = @{1, 2, 3@};
1671 static int z[] = @{1, 0, 0@};
1672 @end example
1673
1674 @node Designated Inits
1675 @section Designated Initializers
1676 @cindex initializers with labeled elements
1677 @cindex labeled elements in initializers
1678 @cindex case labels in initializers
1679 @cindex designated initializers
1680
1681 Standard C89 requires the elements of an initializer to appear in a fixed
1682 order, the same as the order of the elements in the array or structure
1683 being initialized.
1684
1685 In ISO C99 you can give the elements in any order, specifying the array
1686 indices or structure field names they apply to, and GNU C allows this as
1687 an extension in C89 mode as well.  This extension is not
1688 implemented in GNU C++.
1689
1690 To specify an array index, write
1691 @samp{[@var{index}] =} before the element value.  For example,
1692
1693 @example
1694 int a[6] = @{ [4] = 29, [2] = 15 @};
1695 @end example
1696
1697 @noindent
1698 is equivalent to
1699
1700 @example
1701 int a[6] = @{ 0, 0, 15, 0, 29, 0 @};
1702 @end example
1703
1704 @noindent
1705 The index values must be constant expressions, even if the array being
1706 initialized is automatic.
1707
1708 An alternative syntax for this which has been obsolete since GCC 2.5 but
1709 GCC still accepts is to write @samp{[@var{index}]} before the element
1710 value, with no @samp{=}.
1711
1712 To initialize a range of elements to the same value, write
1713 @samp{[@var{first} ... @var{last}] = @var{value}}.  This is a GNU
1714 extension.  For example,
1715
1716 @example
1717 int widths[] = @{ [0 ... 9] = 1, [10 ... 99] = 2, [100] = 3 @};
1718 @end example
1719
1720 @noindent
1721 If the value in it has side-effects, the side-effects will happen only once,
1722 not for each initialized field by the range initializer.
1723
1724 @noindent
1725 Note that the length of the array is the highest value specified
1726 plus one.
1727
1728 In a structure initializer, specify the name of a field to initialize
1729 with @samp{.@var{fieldname} =} before the element value.  For example,
1730 given the following structure,
1731
1732 @example
1733 struct point @{ int x, y; @};
1734 @end example
1735
1736 @noindent
1737 the following initialization
1738
1739 @example
1740 struct point p = @{ .y = yvalue, .x = xvalue @};
1741 @end example
1742
1743 @noindent
1744 is equivalent to
1745
1746 @example
1747 struct point p = @{ xvalue, yvalue @};
1748 @end example
1749
1750 Another syntax which has the same meaning, obsolete since GCC 2.5, is
1751 @samp{@var{fieldname}:}, as shown here:
1752
1753 @example
1754 struct point p = @{ y: yvalue, x: xvalue @};
1755 @end example
1756
1757 @cindex designators
1758 The @samp{[@var{index}]} or @samp{.@var{fieldname}} is known as a
1759 @dfn{designator}.  You can also use a designator (or the obsolete colon
1760 syntax) when initializing a union, to specify which element of the union
1761 should be used.  For example,
1762
1763 @example
1764 union foo @{ int i; double d; @};
1765
1766 union foo f = @{ .d = 4 @};
1767 @end example
1768
1769 @noindent
1770 will convert 4 to a @code{double} to store it in the union using
1771 the second element.  By contrast, casting 4 to type @code{union foo}
1772 would store it into the union as the integer @code{i}, since it is
1773 an integer.  (@xref{Cast to Union}.)
1774
1775 You can combine this technique of naming elements with ordinary C
1776 initialization of successive elements.  Each initializer element that
1777 does not have a designator applies to the next consecutive element of the
1778 array or structure.  For example,
1779
1780 @example
1781 int a[6] = @{ [1] = v1, v2, [4] = v4 @};
1782 @end example
1783
1784 @noindent
1785 is equivalent to
1786
1787 @example
1788 int a[6] = @{ 0, v1, v2, 0, v4, 0 @};
1789 @end example
1790
1791 Labeling the elements of an array initializer is especially useful
1792 when the indices are characters or belong to an @code{enum} type.
1793 For example:
1794
1795 @example
1796 int whitespace[256]
1797   = @{ [' '] = 1, ['\t'] = 1, ['\h'] = 1,
1798       ['\f'] = 1, ['\n'] = 1, ['\r'] = 1 @};
1799 @end example
1800
1801 @cindex designator lists
1802 You can also write a series of @samp{.@var{fieldname}} and
1803 @samp{[@var{index}]} designators before an @samp{=} to specify a
1804 nested subobject to initialize; the list is taken relative to the
1805 subobject corresponding to the closest surrounding brace pair.  For
1806 example, with the @samp{struct point} declaration above:
1807
1808 @smallexample
1809 struct point ptarray[10] = @{ [2].y = yv2, [2].x = xv2, [0].x = xv0 @};
1810 @end smallexample
1811
1812 @noindent
1813 If the same field is initialized multiple times, it will have value from
1814 the last initialization.  If any such overridden initialization has
1815 side-effect, it is unspecified whether the side-effect happens or not.
1816 Currently, gcc will discard them and issue a warning.
1817
1818 @node Case Ranges
1819 @section Case Ranges
1820 @cindex case ranges
1821 @cindex ranges in case statements
1822
1823 You can specify a range of consecutive values in a single @code{case} label,
1824 like this:
1825
1826 @example
1827 case @var{low} ... @var{high}:
1828 @end example
1829
1830 @noindent
1831 This has the same effect as the proper number of individual @code{case}
1832 labels, one for each integer value from @var{low} to @var{high}, inclusive.
1833
1834 This feature is especially useful for ranges of ASCII character codes:
1835
1836 @example
1837 case 'A' ... 'Z':
1838 @end example
1839
1840 @strong{Be careful:} Write spaces around the @code{...}, for otherwise
1841 it may be parsed wrong when you use it with integer values.  For example,
1842 write this:
1843
1844 @example
1845 case 1 ... 5:
1846 @end example
1847
1848 @noindent
1849 rather than this:
1850
1851 @example
1852 case 1...5:
1853 @end example
1854
1855 @node Cast to Union
1856 @section Cast to a Union Type
1857 @cindex cast to a union
1858 @cindex union, casting to a
1859
1860 A cast to union type is similar to other casts, except that the type
1861 specified is a union type.  You can specify the type either with
1862 @code{union @var{tag}} or with a typedef name.  A cast to union is actually
1863 a constructor though, not a cast, and hence does not yield an lvalue like
1864 normal casts.  (@xref{Compound Literals}.)
1865
1866 The types that may be cast to the union type are those of the members
1867 of the union.  Thus, given the following union and variables:
1868
1869 @example
1870 union foo @{ int i; double d; @};
1871 int x;
1872 double y;
1873 @end example
1874
1875 @noindent
1876 both @code{x} and @code{y} can be cast to type @code{union foo}.
1877
1878 Using the cast as the right-hand side of an assignment to a variable of
1879 union type is equivalent to storing in a member of the union:
1880
1881 @example
1882 union foo u;
1883 /* @r{@dots{}} */
1884 u = (union foo) x  @equiv{}  u.i = x
1885 u = (union foo) y  @equiv{}  u.d = y
1886 @end example
1887
1888 You can also use the union cast as a function argument:
1889
1890 @example
1891 void hack (union foo);
1892 /* @r{@dots{}} */
1893 hack ((union foo) x);
1894 @end example
1895
1896 @node Mixed Declarations
1897 @section Mixed Declarations and Code
1898 @cindex mixed declarations and code
1899 @cindex declarations, mixed with code
1900 @cindex code, mixed with declarations
1901
1902 ISO C99 and ISO C++ allow declarations and code to be freely mixed
1903 within compound statements.  As an extension, GCC also allows this in
1904 C89 mode.  For example, you could do:
1905
1906 @example
1907 int i;
1908 /* @r{@dots{}} */
1909 i++;
1910 int j = i + 2;
1911 @end example
1912
1913 Each identifier is visible from where it is declared until the end of
1914 the enclosing block.
1915
1916 @node Function Attributes
1917 @section Declaring Attributes of Functions
1918 @cindex function attributes
1919 @cindex declaring attributes of functions
1920 @cindex functions that never return
1921 @cindex functions that have no side effects
1922 @cindex functions in arbitrary sections
1923 @cindex functions that behave like malloc
1924 @cindex @code{volatile} applied to function
1925 @cindex @code{const} applied to function
1926 @cindex functions with @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style arguments
1927 @cindex functions with non-null pointer arguments
1928 @cindex functions that are passed arguments in registers on the 386
1929 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
1930 @cindex functions that do not pop the argument stack on the 386
1931
1932 In GNU C, you declare certain things about functions called in your program
1933 which help the compiler optimize function calls and check your code more
1934 carefully.
1935
1936 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
1937 attributes when making a declaration.  This keyword is followed by an
1938 attribute specification inside double parentheses.  The following
1939 attributes are currently defined for functions on all targets:
1940 @code{noreturn}, @code{noinline}, @code{always_inline},
1941 @code{pure}, @code{const}, @code{nothrow},
1942 @code{format}, @code{format_arg}, @code{no_instrument_function},
1943 @code{section}, @code{constructor}, @code{destructor}, @code{used},
1944 @code{unused}, @code{deprecated}, @code{weak}, @code{malloc},
1945 @code{alias}, and @code{nonnull}.  Several other attributes are defined
1946 for functions on particular target systems.  Other attributes, including
1947 @code{section} are supported for variables declarations
1948 (@pxref{Variable Attributes}) and for types (@pxref{Type Attributes}).
1949
1950 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
1951 each keyword.  This allows you to use them in header files without
1952 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
1953 you may use @code{__noreturn__} instead of @code{noreturn}.
1954
1955 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
1956 attributes.
1957
1958 @table @code
1959 @cindex @code{noreturn} function attribute
1960 @item noreturn
1961 A few standard library functions, such as @code{abort} and @code{exit},
1962 cannot return.  GCC knows this automatically.  Some programs define
1963 their own functions that never return.  You can declare them
1964 @code{noreturn} to tell the compiler this fact.  For example,
1965
1966 @smallexample
1967 @group
1968 void fatal () __attribute__ ((noreturn));
1969
1970 void
1971 fatal (/* @r{@dots{}} */)
1972 @{
1973   /* @r{@dots{}} */ /* @r{Print error message.} */ /* @r{@dots{}} */
1974   exit (1);
1975 @}
1976 @end group
1977 @end smallexample
1978
1979 The @code{noreturn} keyword tells the compiler to assume that
1980 @code{fatal} cannot return.  It can then optimize without regard to what
1981 would happen if @code{fatal} ever did return.  This makes slightly
1982 better code.  More importantly, it helps avoid spurious warnings of
1983 uninitialized variables.
1984
1985 Do not assume that registers saved by the calling function are
1986 restored before calling the @code{noreturn} function.
1987
1988 It does not make sense for a @code{noreturn} function to have a return
1989 type other than @code{void}.
1990
1991 The attribute @code{noreturn} is not implemented in GCC versions
1992 earlier than 2.5.  An alternative way to declare that a function does
1993 not return, which works in the current version and in some older
1994 versions, is as follows:
1995
1996 @smallexample
1997 typedef void voidfn ();
1998
1999 volatile voidfn fatal;
2000 @end smallexample
2001
2002 @cindex @code{noinline} function attribute
2003 @item noinline
2004 This function attribute prevents a function from being considered for
2005 inlining.
2006
2007 @cindex @code{always_inline} function attribute
2008 @item always_inline
2009 Generally, functions are not inlined unless optimization is specified.
2010 For functions declared inline, this attribute inlines the function even
2011 if no optimization level was specified.
2012
2013 @cindex @code{pure} function attribute
2014 @item pure
2015 Many functions have no effects except the return value and their
2016 return value depends only on the parameters and/or global variables.
2017 Such a function can be subject
2018 to common subexpression elimination and loop optimization just as an
2019 arithmetic operator would be.  These functions should be declared
2020 with the attribute @code{pure}.  For example,
2021
2022 @smallexample
2023 int square (int) __attribute__ ((pure));
2024 @end smallexample
2025
2026 @noindent
2027 says that the hypothetical function @code{square} is safe to call
2028 fewer times than the program says.
2029
2030 Some of common examples of pure functions are @code{strlen} or @code{memcmp}.
2031 Interesting non-pure functions are functions with infinite loops or those
2032 depending on volatile memory or other system resource, that may change between
2033 two consecutive calls (such as @code{feof} in a multithreading environment).
2034
2035 The attribute @code{pure} is not implemented in GCC versions earlier
2036 than 2.96.
2037 @cindex @code{const} function attribute
2038 @item const
2039 Many functions do not examine any values except their arguments, and
2040 have no effects except the return value.  Basically this is just slightly
2041 more strict class than the @code{pure} attribute above, since function is not
2042 allowed to read global memory.
2043
2044 @cindex pointer arguments
2045 Note that a function that has pointer arguments and examines the data
2046 pointed to must @emph{not} be declared @code{const}.  Likewise, a
2047 function that calls a non-@code{const} function usually must not be
2048 @code{const}.  It does not make sense for a @code{const} function to
2049 return @code{void}.
2050
2051 The attribute @code{const} is not implemented in GCC versions earlier
2052 than 2.5.  An alternative way to declare that a function has no side
2053 effects, which works in the current version and in some older versions,
2054 is as follows:
2055
2056 @smallexample
2057 typedef int intfn ();
2058
2059 extern const intfn square;
2060 @end smallexample
2061
2062 This approach does not work in GNU C++ from 2.6.0 on, since the language
2063 specifies that the @samp{const} must be attached to the return value.
2064
2065 @cindex @code{nothrow} function attribute
2066 @item nothrow
2067 The @code{nothrow} attribute is used to inform the compiler that a
2068 function cannot throw an exception.  For example, most functions in
2069 the standard C library can be guaranteed not to throw an exception
2070 with the notable exceptions of @code{qsort} and @code{bsearch} that
2071 take function pointer arguments.  The @code{nothrow} attribute is not
2072 implemented in GCC versions earlier than 3.2.
2073
2074 @item format (@var{archetype}, @var{string-index}, @var{first-to-check})
2075 @cindex @code{format} function attribute
2076 @opindex Wformat
2077 The @code{format} attribute specifies that a function takes @code{printf},
2078 @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style arguments which
2079 should be type-checked against a format string.  For example, the
2080 declaration:
2081
2082 @smallexample
2083 extern int
2084 my_printf (void *my_object, const char *my_format, ...)
2085       __attribute__ ((format (printf, 2, 3)));
2086 @end smallexample
2087
2088 @noindent
2089 causes the compiler to check the arguments in calls to @code{my_printf}
2090 for consistency with the @code{printf} style format string argument
2091 @code{my_format}.
2092
2093 The parameter @var{archetype} determines how the format string is
2094 interpreted, and should be @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime}
2095 or @code{strfmon}.  (You can also use @code{__printf__},
2096 @code{__scanf__}, @code{__strftime__} or @code{__strfmon__}.)  The
2097 parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
2098 string argument (starting from 1), while @var{first-to-check} is the
2099 number of the first argument to check against the format string.  For
2100 functions where the arguments are not available to be checked (such as
2101 @code{vprintf}), specify the third parameter as zero.  In this case the
2102 compiler only checks the format string for consistency.  For
2103 @code{strftime} formats, the third parameter is required to be zero.
2104
2105 In the example above, the format string (@code{my_format}) is the second
2106 argument of the function @code{my_print}, and the arguments to check
2107 start with the third argument, so the correct parameters for the format
2108 attribute are 2 and 3.
2109
2110 @opindex ffreestanding
2111 The @code{format} attribute allows you to identify your own functions
2112 which take format strings as arguments, so that GCC can check the
2113 calls to these functions for errors.  The compiler always (unless
2114 @option{-ffreestanding} is used) checks formats
2115 for the standard library functions @code{printf}, @code{fprintf},
2116 @code{sprintf}, @code{scanf}, @code{fscanf}, @code{sscanf}, @code{strftime},
2117 @code{vprintf}, @code{vfprintf} and @code{vsprintf} whenever such
2118 warnings are requested (using @option{-Wformat}), so there is no need to
2119 modify the header file @file{stdio.h}.  In C99 mode, the functions
2120 @code{snprintf}, @code{vsnprintf}, @code{vscanf}, @code{vfscanf} and
2121 @code{vsscanf} are also checked.  Except in strictly conforming C
2122 standard modes, the X/Open function @code{strfmon} is also checked as
2123 are @code{printf_unlocked} and @code{fprintf_unlocked}.
2124 @xref{C Dialect Options,,Options Controlling C Dialect}.
2125
2126 @item format_arg (@var{string-index})
2127 @cindex @code{format_arg} function attribute
2128 @opindex Wformat-nonliteral
2129 The @code{format_arg} attribute specifies that a function takes a format
2130 string for a @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or
2131 @code{strfmon} style function and modifies it (for example, to translate
2132 it into another language), so the result can be passed to a
2133 @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style
2134 function (with the remaining arguments to the format function the same
2135 as they would have been for the unmodified string).  For example, the
2136 declaration:
2137
2138 @smallexample
2139 extern char *
2140 my_dgettext (char *my_domain, const char *my_format)
2141       __attribute__ ((format_arg (2)));
2142 @end smallexample
2143
2144 @noindent
2145 causes the compiler to check the arguments in calls to a @code{printf},
2146 @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} type function, whose
2147 format string argument is a call to the @code{my_dgettext} function, for
2148 consistency with the format string argument @code{my_format}.  If the
2149 @code{format_arg} attribute had not been specified, all the compiler
2150 could tell in such calls to format functions would be that the format
2151 string argument is not constant; this would generate a warning when
2152 @option{-Wformat-nonliteral} is used, but the calls could not be checked
2153 without the attribute.
2154
2155 The parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
2156 string argument (starting from 1).
2157
2158 The @code{format-arg} attribute allows you to identify your own
2159 functions which modify format strings, so that GCC can check the
2160 calls to @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon}
2161 type function whose operands are a call to one of your own function.
2162 The compiler always treats @code{gettext}, @code{dgettext}, and
2163 @code{dcgettext} in this manner except when strict ISO C support is
2164 requested by @option{-ansi} or an appropriate @option{-std} option, or
2165 @option{-ffreestanding} is used.  @xref{C Dialect Options,,Options
2166 Controlling C Dialect}.
2167
2168 @item nonnull (@var{arg-index}, @dots{})
2169 @cindex @code{nonnull} function attribute
2170 The @code{nonnull} attribute specifies that some function parameters should
2171 be non-null pointers.  For instance, the declaration:
2172
2173 @smallexample
2174 extern void *
2175 my_memcpy (void *dest, const void *src, size_t len)
2176         __attribute__((nonnull (1, 2)));
2177 @end smallexample
2178
2179 @noindent
2180 causes the compiler to check that, in calls to @code{my_memcpy},
2181 arguments @var{dest} and @var{src} are non-null.  If the compiler
2182 determines that a null pointer is passed in an argument slot marked
2183 as non-null, and the @option{-Wnonnull} option is enabled, a warning
2184 is issued.  The compiler may also choose to make optimizations based
2185 on the knowledge that certain function arguments will not be null.
2186
2187 If no argument index list is given to the @code{nonnull} attribute,
2188 all pointer arguments are marked as non-null.  To illustrate, the
2189 following declaration is equivalent to the previous example:
2190
2191 @smallexample
2192 extern void *
2193 my_memcpy (void *dest, const void *src, size_t len)
2194         __attribute__((nonnull));
2195 @end smallexample
2196
2197 @item no_instrument_function
2198 @cindex @code{no_instrument_function} function attribute
2199 @opindex finstrument-functions
2200 If @option{-finstrument-functions} is given, profiling function calls will
2201 be generated at entry and exit of most user-compiled functions.
2202 Functions with this attribute will not be so instrumented.
2203
2204 @item section ("@var{section-name}")
2205 @cindex @code{section} function attribute
2206 Normally, the compiler places the code it generates in the @code{text} section.
2207 Sometimes, however, you need additional sections, or you need certain
2208 particular functions to appear in special sections.  The @code{section}
2209 attribute specifies that a function lives in a particular section.
2210 For example, the declaration:
2211
2212 @smallexample
2213 extern void foobar (void) __attribute__ ((section ("bar")));
2214 @end smallexample
2215
2216 @noindent
2217 puts the function @code{foobar} in the @code{bar} section.
2218
2219 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
2220 attribute is not available on all platforms.
2221 If you need to map the entire contents of a module to a particular
2222 section, consider using the facilities of the linker instead.
2223
2224 @item constructor
2225 @itemx destructor
2226 @cindex @code{constructor} function attribute
2227 @cindex @code{destructor} function attribute
2228 The @code{constructor} attribute causes the function to be called
2229 automatically before execution enters @code{main ()}.  Similarly, the
2230 @code{destructor} attribute causes the function to be called
2231 automatically after @code{main ()} has completed or @code{exit ()} has
2232 been called.  Functions with these attributes are useful for
2233 initializing data that will be used implicitly during the execution of
2234 the program.
2235
2236 These attributes are not currently implemented for Objective-C@.
2237
2238 @cindex @code{unused} attribute.
2239 @item unused
2240 This attribute, attached to a function, means that the function is meant
2241 to be possibly unused.  GCC will not produce a warning for this
2242 function.  GNU C++ does not currently support this attribute as
2243 definitions without parameters are valid in C++.
2244
2245 @cindex @code{used} attribute.
2246 @item used
2247 This attribute, attached to a function, means that code must be emitted
2248 for the function even if it appears that the function is not referenced.
2249 This is useful, for example, when the function is referenced only in
2250 inline assembly.
2251
2252 @cindex @code{deprecated} attribute.
2253 @item deprecated
2254 The @code{deprecated} attribute results in a warning if the function
2255 is used anywhere in the source file.  This is useful when identifying
2256 functions that are expected to be removed in a future version of a
2257 program.  The warning also includes the location of the declaration
2258 of the deprecated function, to enable users to easily find further
2259 information about why the function is deprecated, or what they should
2260 do instead.  Note that the warnings only occurs for uses:
2261
2262 @smallexample
2263 int old_fn () __attribute__ ((deprecated));
2264 int old_fn ();
2265 int (*fn_ptr)() = old_fn;
2266 @end smallexample
2267
2268 results in a warning on line 3 but not line 2.
2269
2270 The @code{deprecated} attribute can also be used for variables and
2271 types (@pxref{Variable Attributes}, @pxref{Type Attributes}.)
2272
2273 @item weak
2274 @cindex @code{weak} attribute
2275 The @code{weak} attribute causes the declaration to be emitted as a weak
2276 symbol rather than a global.  This is primarily useful in defining
2277 library functions which can be overridden in user code, though it can
2278 also be used with non-function declarations.  Weak symbols are supported
2279 for ELF targets, and also for a.out targets when using the GNU assembler
2280 and linker.
2281
2282 @item malloc
2283 @cindex @code{malloc} attribute
2284 The @code{malloc} attribute is used to tell the compiler that a function
2285 may be treated as if it were the malloc function.  The compiler assumes
2286 that calls to malloc result in a pointers that cannot alias anything.
2287 This will often improve optimization.
2288
2289 @item alias ("@var{target}")
2290 @cindex @code{alias} attribute
2291 The @code{alias} attribute causes the declaration to be emitted as an
2292 alias for another symbol, which must be specified.  For instance,
2293
2294 @smallexample
2295 void __f () @{ /* @r{Do something.} */; @}
2296 void f () __attribute__ ((weak, alias ("__f")));
2297 @end smallexample
2298
2299 declares @samp{f} to be a weak alias for @samp{__f}.  In C++, the
2300 mangled name for the target must be used.
2301
2302 Not all target machines support this attribute.
2303
2304 @item visibility ("@var{visibility_type}")
2305 @cindex @code{visibility} attribute
2306 The @code{visibility} attribute on ELF targets causes the declaration
2307 to be emitted with default, hidden, protected or internal visibility.
2308
2309 @smallexample
2310 void __attribute__ ((visibility ("protected")))
2311 f () @{ /* @r{Do something.} */; @}
2312 int i __attribute__ ((visibility ("hidden")));
2313 @end smallexample
2314
2315 See the ELF gABI for complete details, but the short story is
2316
2317 @table @dfn
2318 @item default
2319 Default visibility is the normal case for ELF.  This value is 
2320 available for the visibility attribute to override other options
2321 that may change the assumed visibility of symbols.
2322
2323 @item hidden
2324 Hidden visibility indicates that the symbol will not be placed into
2325 the dynamic symbol table, so no other @dfn{module} (executable or
2326 shared library) can reference it directly.
2327
2328 @item protected
2329 Protected visibility indicates that the symbol will be placed in the
2330 dynamic symbol table, but that references within the defining module
2331 will bind to the local symbol.  That is, the symbol cannot be overridden
2332 by another module.
2333
2334 @item internal
2335 Internal visibility is like hidden visibility, but with additional
2336 processor specific semantics.  Unless otherwise specified by the psABI,
2337 gcc defines internal visibility to mean that the function is @emph{never}
2338 called from another module.  Note that hidden symbols, while then cannot
2339 be referenced directly by other modules, can be referenced indirectly via
2340 function pointers.  By indicating that a symbol cannot be called from
2341 outside the module, gcc may for instance omit the load of a PIC register
2342 since it is known that the calling function loaded the correct value.
2343 @end table
2344
2345 Not all ELF targets support this attribute.
2346
2347 @item tls_model ("@var{tls_model}")
2348 @cindex @code{tls_model} attribute
2349 The @code{tls_model} attribute sets thread-local storage model
2350 (@pxref{Thread-Local}) of a particular @code{__thread} variable,
2351 overriding @code{-ftls-model=} command line switch on a per-variable
2352 basis.
2353 The @var{tls_model} argument should be one of @code{global-dynamic},
2354 @code{local-dynamic}, @code{initial-exec} or @code{local-exec}.
2355
2356 @item regparm (@var{number})
2357 @cindex functions that are passed arguments in registers on the 386
2358 On the Intel 386, the @code{regparm} attribute causes the compiler to
2359 pass up to @var{number} integer arguments in registers EAX,
2360 EDX, and ECX instead of on the stack.  Functions that take a
2361 variable number of arguments will continue to be passed all of their
2362 arguments on the stack.
2363
2364 @item stdcall
2365 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
2366 On the Intel 386, the @code{stdcall} attribute causes the compiler to
2367 assume that the called function will pop off the stack space used to
2368 pass arguments, unless it takes a variable number of arguments.
2369
2370 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{stdcall}
2371 attribute.
2372
2373 @item fastcall
2374 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
2375 On the Intel 386, the @code{fastcall} attribute causes the compiler to
2376 pass the first two arguments in the registers ECX and EDX. Subsequent
2377 arguments are passed on the stack. The called function will pop the 
2378 arguments off the stack. If the number of arguments is variable all
2379 arguments are pushed on the stack.
2380
2381 @item cdecl
2382 @cindex functions that do pop the argument stack on the 386
2383 @opindex mrtd
2384 On the Intel 386, the @code{cdecl} attribute causes the compiler to
2385 assume that the calling function will pop off the stack space used to
2386 pass arguments.  This is
2387 useful to override the effects of the @option{-mrtd} switch.
2388
2389 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{cdecl}
2390 attribute.
2391
2392 @item longcall/shortcall
2393 @cindex functions called via pointer on the RS/6000 and PowerPC
2394 On the RS/6000 and PowerPC, the @code{longcall} attribute causes the
2395 compiler to always call this function via a pointer, just as it would if
2396 the @option{-mlongcall} option had been specified.  The @code{shortcall}
2397 attribute causes the compiler not to do this.  These attributes override
2398 both the @option{-mlongcall} switch and the @code{#pragma longcall}
2399 setting.
2400
2401 @xref{RS/6000 and PowerPC Options}, for more information on when long
2402 calls are and are not necessary.
2403
2404 @item long_call/short_call
2405 @cindex indirect calls on ARM
2406 This attribute allows to specify how to call a particular function on
2407 ARM@.  Both attributes override the @option{-mlong-calls} (@pxref{ARM Options})
2408 command line switch and @code{#pragma long_calls} settings.  The
2409 @code{long_call} attribute causes the compiler to always call the
2410 function by first loading its address into a register and then using the
2411 contents of that register.   The @code{short_call} attribute always places
2412 the offset to the function from the call site into the @samp{BL}
2413 instruction directly.
2414
2415 @item dllimport
2416 @cindex functions which are imported from a dll on PowerPC Windows NT
2417 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllimport} attribute causes
2418 the compiler to call the function via a global pointer to the function
2419 pointer that is set up by the Windows NT dll library.  The pointer name
2420 is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
2421
2422 @item dllexport
2423 @cindex functions which are exported from a dll on PowerPC Windows NT
2424 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllexport} attribute causes
2425 the compiler to provide a global pointer to the function pointer, so
2426 that it can be called with the @code{dllimport} attribute.  The pointer
2427 name is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
2428
2429 @item exception (@var{except-func} [, @var{except-arg}])
2430 @cindex functions which specify exception handling on PowerPC Windows NT
2431 On the PowerPC running Windows NT, the @code{exception} attribute causes
2432 the compiler to modify the structured exception table entry it emits for
2433 the declared function.  The string or identifier @var{except-func} is
2434 placed in the third entry of the structured exception table.  It
2435 represents a function, which is called by the exception handling
2436 mechanism if an exception occurs.  If it was specified, the string or
2437 identifier @var{except-arg} is placed in the fourth entry of the
2438 structured exception table.
2439
2440 @item function_vector
2441 @cindex calling functions through the function vector on the H8/300 processors
2442 Use this attribute on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
2443 function should be called through the function vector.  Calling a
2444 function through the function vector will reduce code size, however;
2445 the function vector has a limited size (maximum 128 entries on the H8/300
2446 and 64 entries on the H8/300H) and shares space with the interrupt vector.
2447
2448 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
2449 this attribute to work correctly.
2450
2451 @item interrupt
2452 @cindex interrupt handler functions
2453 Use this attribute on the ARM, AVR, C4x, M32R/D and Xstormy16 ports to indicate
2454 that the specified function is an interrupt handler.  The compiler will
2455 generate function entry and exit sequences suitable for use in an
2456 interrupt handler when this attribute is present.
2457
2458 Note, interrupt handlers for the H8/300, H8/300H and SH processors can
2459 be specified via the @code{interrupt_handler} attribute.
2460
2461 Note, on the AVR interrupts will be enabled inside the function.
2462
2463 Note, for the ARM you can specify the kind of interrupt to be handled by
2464 adding an optional parameter to the interrupt attribute like this:
2465
2466 @smallexample
2467 void f () __attribute__ ((interrupt ("IRQ")));
2468 @end smallexample
2469
2470 Permissible values for this parameter are: IRQ, FIQ, SWI, ABORT and UNDEF@.
2471
2472 @item interrupt_handler
2473 @cindex interrupt handler functions on the H8/300 and SH processors
2474 Use this attribute on the H8/300, H8/300H and SH to indicate that the
2475 specified function is an interrupt handler.  The compiler will generate
2476 function entry and exit sequences suitable for use in an interrupt
2477 handler when this attribute is present.
2478
2479 @item sp_switch
2480 Use this attribute on the SH to indicate an @code{interrupt_handler}
2481 function should switch to an alternate stack.  It expects a string
2482 argument that names a global variable holding the address of the
2483 alternate stack.
2484
2485 @smallexample
2486 void *alt_stack;
2487 void f () __attribute__ ((interrupt_handler,
2488                           sp_switch ("alt_stack")));
2489 @end smallexample
2490
2491 @item trap_exit
2492 Use this attribute on the SH for an @code{interrupt_handle} to return using
2493 @code{trapa} instead of @code{rte}.  This attribute expects an integer
2494 argument specifying the trap number to be used.
2495
2496 @item eightbit_data
2497 @cindex eight bit data on the H8/300 and H8/300H
2498 Use this attribute on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
2499 variable should be placed into the eight bit data section.
2500 The compiler will generate more efficient code for certain operations
2501 on data in the eight bit data area.  Note the eight bit data area is limited to
2502 256 bytes of data.
2503
2504 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
2505 this attribute to work correctly.
2506
2507 @item tiny_data
2508 @cindex tiny data section on the H8/300H
2509 Use this attribute on the H8/300H to indicate that the specified
2510 variable should be placed into the tiny data section.
2511 The compiler will generate more efficient code for loads and stores
2512 on data in the tiny data section.  Note the tiny data area is limited to
2513 slightly under 32kbytes of data.
2514
2515 @item signal
2516 @cindex signal handler functions on the AVR processors
2517 Use this attribute on the AVR to indicate that the specified
2518 function is an signal handler.  The compiler will generate function
2519 entry and exit sequences suitable for use in an signal handler when this
2520 attribute is present.  Interrupts will be disabled inside function.
2521
2522 @item naked
2523 @cindex function without a prologue/epilogue code
2524 Use this attribute on the ARM, AVR, C4x and IP2K ports to indicate that the
2525 specified function do not need prologue/epilogue sequences generated by
2526 the compiler.  It is up to the programmer to provide these sequences.
2527
2528 @item model (@var{model-name})
2529 @cindex function addressability on the M32R/D
2530 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object,
2531 and the code generated for a function.
2532 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
2533 or @code{large}, representing each of the code models.
2534
2535 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
2536 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction), and are
2537 callable with the @code{bl} instruction.
2538
2539 Medium model objects may live anywhere in the 32-bit address space (the
2540 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
2541 and are callable with the @code{bl} instruction.
2542
2543 Large model objects may live anywhere in the 32-bit address space (the
2544 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
2545 and may not be reachable with the @code{bl} instruction (the compiler will
2546 generate the much slower @code{seth/add3/jl} instruction sequence).
2547
2548 @end table
2549
2550 You can specify multiple attributes in a declaration by separating them
2551 by commas within the double parentheses or by immediately following an
2552 attribute declaration with another attribute declaration.
2553
2554 @cindex @code{#pragma}, reason for not using
2555 @cindex pragma, reason for not using
2556 Some people object to the @code{__attribute__} feature, suggesting that
2557 ISO C's @code{#pragma} should be used instead.  At the time
2558 @code{__attribute__} was designed, there were two reasons for not doing
2559 this.
2560
2561 @enumerate
2562 @item
2563 It is impossible to generate @code{#pragma} commands from a macro.
2564
2565 @item
2566 There is no telling what the same @code{#pragma} might mean in another
2567 compiler.
2568 @end enumerate
2569
2570 These two reasons applied to almost any application that might have been
2571 proposed for @code{#pragma}.  It was basically a mistake to use
2572 @code{#pragma} for @emph{anything}.
2573
2574 The ISO C99 standard includes @code{_Pragma}, which now allows pragmas
2575 to be generated from macros.  In addition, a @code{#pragma GCC}
2576 namespace is now in use for GCC-specific pragmas.  However, it has been
2577 found convenient to use @code{__attribute__} to achieve a natural
2578 attachment of attributes to their corresponding declarations, whereas
2579 @code{#pragma GCC} is of use for constructs that do not naturally form
2580 part of the grammar.  @xref{Other Directives,,Miscellaneous
2581 Preprocessing Directives, cpp, The C Preprocessor}.
2582
2583 @node Attribute Syntax
2584 @section Attribute Syntax
2585 @cindex attribute syntax
2586
2587 This section describes the syntax with which @code{__attribute__} may be
2588 used, and the constructs to which attribute specifiers bind, for the C
2589 language.  Some details may vary for C++ and Objective-C@.  Because of
2590 infelicities in the grammar for attributes, some forms described here
2591 may not be successfully parsed in all cases.
2592
2593 There are some problems with the semantics of attributes in C++.  For
2594 example, there are no manglings for attributes, although they may affect
2595 code generation, so problems may arise when attributed types are used in
2596 conjunction with templates or overloading.  Similarly, @code{typeid}
2597 does not distinguish between types with different attributes.  Support
2598 for attributes in C++ may be restricted in future to attributes on
2599 declarations only, but not on nested declarators.
2600
2601 @xref{Function Attributes}, for details of the semantics of attributes
2602 applying to functions.  @xref{Variable Attributes}, for details of the
2603 semantics of attributes applying to variables.  @xref{Type Attributes},
2604 for details of the semantics of attributes applying to structure, union
2605 and enumerated types.
2606
2607 An @dfn{attribute specifier} is of the form
2608 @code{__attribute__ ((@var{attribute-list}))}.  An @dfn{attribute list}
2609 is a possibly empty comma-separated sequence of @dfn{attributes}, where
2610 each attribute is one of the following:
2611
2612 @itemize @bullet
2613 @item
2614 Empty.  Empty attributes are ignored.
2615
2616 @item
2617 A word (which may be an identifier such as @code{unused}, or a reserved
2618 word such as @code{const}).
2619
2620 @item
2621 A word, followed by, in parentheses, parameters for the attribute.
2622 These parameters take one of the following forms:
2623
2624 @itemize @bullet
2625 @item
2626 An identifier.  For example, @code{mode} attributes use this form.
2627
2628 @item
2629 An identifier followed by a comma and a non-empty comma-separated list
2630 of expressions.  For example, @code{format} attributes use this form.
2631
2632 @item
2633 A possibly empty comma-separated list of expressions.  For example,
2634 @code{format_arg} attributes use this form with the list being a single
2635 integer constant expression, and @code{alias} attributes use this form
2636 with the list being a single string constant.
2637 @end itemize
2638 @end itemize
2639
2640 An @dfn{attribute specifier list} is a sequence of one or more attribute
2641 specifiers, not separated by any other tokens.
2642
2643 An attribute specifier list may appear after the colon following a
2644 label, other than a @code{case} or @code{default} label.  The only
2645 attribute it makes sense to use after a label is @code{unused}.  This
2646 feature is intended for code generated by programs which contains labels
2647 that may be unused but which is compiled with @option{-Wall}.  It would
2648 not normally be appropriate to use in it human-written code, though it
2649 could be useful in cases where the code that jumps to the label is
2650 contained within an @code{#ifdef} conditional.
2651
2652 An attribute specifier list may appear as part of a @code{struct},
2653 @code{union} or @code{enum} specifier.  It may go either immediately
2654 after the @code{struct}, @code{union} or @code{enum} keyword, or after
2655 the closing brace.  It is ignored if the content of the structure, union
2656 or enumerated type is not defined in the specifier in which the
2657 attribute specifier list is used---that is, in usages such as
2658 @code{struct __attribute__((foo)) bar} with no following opening brace.
2659 Where attribute specifiers follow the closing brace, they are considered
2660 to relate to the structure, union or enumerated type defined, not to any
2661 enclosing declaration the type specifier appears in, and the type
2662 defined is not complete until after the attribute specifiers.
2663 @c Otherwise, there would be the following problems: a shift/reduce
2664 @c conflict between attributes binding the struct/union/enum and
2665 @c binding to the list of specifiers/qualifiers; and "aligned"
2666 @c attributes could use sizeof for the structure, but the size could be
2667 @c changed later by "packed" attributes.
2668
2669 Otherwise, an attribute specifier appears as part of a declaration,
2670 counting declarations of unnamed parameters and type names, and relates
2671 to that declaration (which may be nested in another declaration, for
2672 example in the case of a parameter declaration), or to a particular declarator
2673 within a declaration.  Where an
2674 attribute specifier is applied to a parameter declared as a function or
2675 an array, it should apply to the function or array rather than the
2676 pointer to which the parameter is implicitly converted, but this is not
2677 yet correctly implemented.
2678
2679 Any list of specifiers and qualifiers at the start of a declaration may
2680 contain attribute specifiers, whether or not such a list may in that
2681 context contain storage class specifiers.  (Some attributes, however,
2682 are essentially in the nature of storage class specifiers, and only make
2683 sense where storage class specifiers may be used; for example,
2684 @code{section}.)  There is one necessary limitation to this syntax: the
2685 first old-style parameter declaration in a function definition cannot
2686 begin with an attribute specifier, because such an attribute applies to
2687 the function instead by syntax described below (which, however, is not
2688 yet implemented in this case).  In some other cases, attribute
2689 specifiers are permitted by this grammar but not yet supported by the
2690 compiler.  All attribute specifiers in this place relate to the
2691 declaration as a whole.  In the obsolescent usage where a type of
2692 @code{int} is implied by the absence of type specifiers, such a list of
2693 specifiers and qualifiers may be an attribute specifier list with no
2694 other specifiers or qualifiers.
2695
2696 An attribute specifier list may appear immediately before a declarator
2697 (other than the first) in a comma-separated list of declarators in a
2698 declaration of more than one identifier using a single list of
2699 specifiers and qualifiers.  Such attribute specifiers apply
2700 only to the identifier before whose declarator they appear.  For
2701 example, in
2702
2703 @smallexample
2704 __attribute__((noreturn)) void d0 (void),
2705     __attribute__((format(printf, 1, 2))) d1 (const char *, ...),
2706      d2 (void)
2707 @end smallexample
2708
2709 @noindent
2710 the @code{noreturn} attribute applies to all the functions
2711 declared; the @code{format} attribute only applies to @code{d1}.
2712
2713 An attribute specifier list may appear immediately before the comma,
2714 @code{=} or semicolon terminating the declaration of an identifier other
2715 than a function definition.  At present, such attribute specifiers apply
2716 to the declared object or function, but in future they may attach to the
2717 outermost adjacent declarator.  In simple cases there is no difference,
2718 but, for example, in
2719
2720 @smallexample
2721 void (****f)(void) __attribute__((noreturn));
2722 @end smallexample
2723
2724 @noindent
2725 at present the @code{noreturn} attribute applies to @code{f}, which
2726 causes a warning since @code{f} is not a function, but in future it may
2727 apply to the function @code{****f}.  The precise semantics of what
2728 attributes in such cases will apply to are not yet specified.  Where an
2729 assembler name for an object or function is specified (@pxref{Asm
2730 Labels}), at present the attribute must follow the @code{asm}
2731 specification; in future, attributes before the @code{asm} specification
2732 may apply to the adjacent declarator, and those after it to the declared
2733 object or function.
2734
2735 An attribute specifier list may, in future, be permitted to appear after
2736 the declarator in a function definition (before any old-style parameter
2737 declarations or the function body).
2738
2739 Attribute specifiers may be mixed with type qualifiers appearing inside
2740 the @code{[]} of a parameter array declarator, in the C99 construct by
2741 which such qualifiers are applied to the pointer to which the array is
2742 implicitly converted.  Such attribute specifiers apply to the pointer,
2743 not to the array, but at present this is not implemented and they are
2744 ignored.
2745
2746 An attribute specifier list may appear at the start of a nested
2747 declarator.  At present, there are some limitations in this usage: the
2748 attributes correctly apply to the declarator, but for most individual
2749 attributes the semantics this implies are not implemented.
2750 When attribute specifiers follow the @code{*} of a pointer
2751 declarator, they may be mixed with any type qualifiers present.
2752 The following describes the formal semantics of this syntax.  It will make the
2753 most sense if you are familiar with the formal specification of
2754 declarators in the ISO C standard.
2755
2756 Consider (as in C99 subclause 6.7.5 paragraph 4) a declaration @code{T
2757 D1}, where @code{T} contains declaration specifiers that specify a type
2758 @var{Type} (such as @code{int}) and @code{D1} is a declarator that
2759 contains an identifier @var{ident}.  The type specified for @var{ident}
2760 for derived declarators whose type does not include an attribute
2761 specifier is as in the ISO C standard.
2762
2763 If @code{D1} has the form @code{( @var{attribute-specifier-list} D )},
2764 and the declaration @code{T D} specifies the type
2765 ``@var{derived-declarator-type-list} @var{Type}'' for @var{ident}, then
2766 @code{T D1} specifies the type ``@var{derived-declarator-type-list}
2767 @var{attribute-specifier-list} @var{Type}'' for @var{ident}.
2768
2769 If @code{D1} has the form @code{*
2770 @var{type-qualifier-and-attribute-specifier-list} D}, and the
2771 declaration @code{T D} specifies the type
2772 ``@var{derived-declarator-type-list} @var{Type}'' for @var{ident}, then
2773 @code{T D1} specifies the type ``@var{derived-declarator-type-list}
2774 @var{type-qualifier-and-attribute-specifier-list} @var{Type}'' for
2775 @var{ident}.
2776
2777 For example,
2778
2779 @smallexample
2780 void (__attribute__((noreturn)) ****f) (void);
2781 @end smallexample
2782
2783 @noindent
2784 specifies the type ``pointer to pointer to pointer to pointer to
2785 non-returning function returning @code{void}''.  As another example,
2786
2787 @smallexample
2788 char *__attribute__((aligned(8))) *f;
2789 @end smallexample
2790
2791 @noindent
2792 specifies the type ``pointer to 8-byte-aligned pointer to @code{char}''.
2793 Note again that this does not work with most attributes; for example,
2794 the usage of @samp{aligned} and @samp{noreturn} attributes given above
2795 is not yet supported.
2796
2797 For compatibility with existing code written for compiler versions that
2798 did not implement attributes on nested declarators, some laxity is
2799 allowed in the placing of attributes.  If an attribute that only applies
2800 to types is applied to a declaration, it will be treated as applying to
2801 the type of that declaration.  If an attribute that only applies to
2802 declarations is applied to the type of a declaration, it will be treated
2803 as applying to that declaration; and, for compatibility with code
2804 placing the attributes immediately before the identifier declared, such
2805 an attribute applied to a function return type will be treated as
2806 applying to the function type, and such an attribute applied to an array
2807 element type will be treated as applying to the array type.  If an
2808 attribute that only applies to function types is applied to a
2809 pointer-to-function type, it will be treated as applying to the pointer
2810 target type; if such an attribute is applied to a function return type
2811 that is not a pointer-to-function type, it will be treated as applying
2812 to the function type.
2813
2814 @node Function Prototypes
2815 @section Prototypes and Old-Style Function Definitions
2816 @cindex function prototype declarations
2817 @cindex old-style function definitions
2818 @cindex promotion of formal parameters
2819
2820 GNU C extends ISO C to allow a function prototype to override a later
2821 old-style non-prototype definition.  Consider the following example:
2822
2823 @example
2824 /* @r{Use prototypes unless the compiler is old-fashioned.}  */
2825 #ifdef __STDC__
2826 #define P(x) x
2827 #else
2828 #define P(x) ()
2829 #endif
2830
2831 /* @r{Prototype function declaration.}  */
2832 int isroot P((uid_t));
2833
2834 /* @r{Old-style function definition.}  */
2835 int
2836 isroot (x)   /* ??? lossage here ??? */
2837      uid_t x;
2838 @{
2839   return x == 0;
2840 @}
2841 @end example
2842
2843 Suppose the type @code{uid_t} happens to be @code{short}.  ISO C does
2844 not allow this example, because subword arguments in old-style
2845 non-prototype definitions are promoted.  Therefore in this example the
2846 function definition's argument is really an @code{int}, which does not
2847 match the prototype argument type of @code{short}.
2848
2849 This restriction of ISO C makes it hard to write code that is portable
2850 to traditional C compilers, because the programmer does not know
2851 whether the @code{uid_t} type is @code{short}, @code{int}, or
2852 @code{long}.  Therefore, in cases like these GNU C allows a prototype
2853 to override a later old-style definition.  More precisely, in GNU C, a
2854 function prototype argument type overrides the argument type specified
2855 by a later old-style definition if the former type is the same as the
2856 latter type before promotion.  Thus in GNU C the above example is
2857 equivalent to the following:
2858
2859 @example
2860 int isroot (uid_t);
2861
2862 int
2863 isroot (uid_t x)
2864 @{
2865   return x == 0;
2866 @}
2867 @end example
2868
2869 @noindent
2870 GNU C++ does not support old-style function definitions, so this
2871 extension is irrelevant.
2872
2873 @node C++ Comments
2874 @section C++ Style Comments
2875 @cindex //
2876 @cindex C++ comments
2877 @cindex comments, C++ style
2878
2879 In GNU C, you may use C++ style comments, which start with @samp{//} and
2880 continue until the end of the line.  Many other C implementations allow
2881 such comments, and they are included in the 1999 C standard.  However,
2882 C++ style comments are not recognized if you specify an @option{-std}
2883 option specifying a version of ISO C before C99, or @option{-ansi}
2884 (equivalent to @option{-std=c89}).
2885
2886 @node Dollar Signs
2887 @section Dollar Signs in Identifier Names
2888 @cindex $
2889 @cindex dollar signs in identifier names
2890 @cindex identifier names, dollar signs in
2891
2892 In GNU C, you may normally use dollar signs in identifier names.
2893 This is because many traditional C implementations allow such identifiers.
2894 However, dollar signs in identifiers are not supported on a few target
2895 machines, typically because the target assembler does not allow them.
2896
2897 @node Character Escapes
2898 @section The Character @key{ESC} in Constants
2899
2900 You can use the sequence @samp{\e} in a string or character constant to
2901 stand for the ASCII character @key{ESC}.
2902
2903 @node Alignment
2904 @section Inquiring on Alignment of Types or Variables
2905 @cindex alignment
2906 @cindex type alignment
2907 @cindex variable alignment
2908
2909 The keyword @code{__alignof__} allows you to inquire about how an object
2910 is aligned, or the minimum alignment usually required by a type.  Its
2911 syntax is just like @code{sizeof}.
2912
2913 For example, if the target machine requires a @code{double} value to be
2914 aligned on an 8-byte boundary, then @code{__alignof__ (double)} is 8.
2915 This is true on many RISC machines.  On more traditional machine
2916 designs, @code{__alignof__ (double)} is 4 or even 2.
2917
2918 Some machines never actually require alignment; they allow reference to any
2919 data type even at an odd addresses.  For these machines, @code{__alignof__}
2920 reports the @emph{recommended} alignment of a type.
2921
2922 If the operand of @code{__alignof__} is an lvalue rather than a type,
2923 its value is the required alignment for its type, taking into account
2924 any minimum alignment specified with GCC's @code{__attribute__}
2925 extension (@pxref{Variable Attributes}).  For example, after this
2926 declaration:
2927
2928 @example
2929 struct foo @{ int x; char y; @} foo1;
2930 @end example
2931
2932 @noindent
2933 the value of @code{__alignof__ (foo1.y)} is 1, even though its actual
2934 alignment is probably 2 or 4, the same as @code{__alignof__ (int)}.
2935
2936 It is an error to ask for the alignment of an incomplete type.
2937
2938 @node Variable Attributes
2939 @section Specifying Attributes of Variables
2940 @cindex attribute of variables
2941 @cindex variable attributes
2942
2943 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
2944 attributes of variables or structure fields.  This keyword is followed
2945 by an attribute specification inside double parentheses.  Ten
2946 attributes are currently defined for variables: @code{aligned},
2947 @code{mode}, @code{nocommon}, @code{packed}, @code{section},
2948 @code{transparent_union}, @code{unused}, @code{deprecated},
2949 @code{vector_size}, and @code{weak}.  Some other attributes are defined
2950 for variables on particular target systems.  Other attributes are
2951 available for functions (@pxref{Function Attributes}) and for types
2952 (@pxref{Type Attributes}).  Other front ends might define more
2953 attributes (@pxref{C++ Extensions,,Extensions to the C++ Language}).
2954
2955 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
2956 each keyword.  This allows you to use them in header files without
2957 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
2958 you may use @code{__aligned__} instead of @code{aligned}.
2959
2960 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
2961 attributes.
2962
2963 @table @code
2964 @cindex @code{aligned} attribute
2965 @item aligned (@var{alignment})
2966 This attribute specifies a minimum alignment for the variable or
2967 structure field, measured in bytes.  For example, the declaration:
2968
2969 @smallexample
2970 int x __attribute__ ((aligned (16))) = 0;
2971 @end smallexample
2972
2973 @noindent
2974 causes the compiler to allocate the global variable @code{x} on a
2975 16-byte boundary.  On a 68040, this could be used in conjunction with
2976 an @code{asm} expression to access the @code{move16} instruction which
2977 requires 16-byte aligned operands.
2978
2979 You can also specify the alignment of structure fields.  For example, to
2980 create a double-word aligned @code{int} pair, you could write:
2981
2982 @smallexample
2983 struct foo @{ int x[2] __attribute__ ((aligned (8))); @};
2984 @end smallexample
2985
2986 @noindent
2987 This is an alternative to creating a union with a @code{double} member
2988 that forces the union to be double-word aligned.
2989
2990 As in the preceding examples, you can explicitly specify the alignment
2991 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given variable or
2992 structure field.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
2993 and just ask the compiler to align a variable or field to the maximum
2994 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
2995 example, you could write:
2996
2997 @smallexample
2998 short array[3] __attribute__ ((aligned));
2999 @end smallexample
3000
3001 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned} attribute
3002 specification, the compiler automatically sets the alignment for the declared
3003 variable or field to the largest alignment which is ever used for any data
3004 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often make
3005 copy operations more efficient, because the compiler can use whatever
3006 instructions copy the biggest chunks of memory when performing copies to
3007 or from the variables or fields that you have aligned this way.
3008
3009 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
3010 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
3011
3012 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
3013 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
3014 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
3015 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
3016 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
3017 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
3018 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
3019 alignment.  See your linker documentation for further information.
3020
3021 @item mode (@var{mode})
3022 @cindex @code{mode} attribute
3023 This attribute specifies the data type for the declaration---whichever
3024 type corresponds to the mode @var{mode}.  This in effect lets you
3025 request an integer or floating point type according to its width.
3026
3027 You may also specify a mode of @samp{byte} or @samp{__byte__} to
3028 indicate the mode corresponding to a one-byte integer, @samp{word} or
3029 @samp{__word__} for the mode of a one-word integer, and @samp{pointer}
3030 or @samp{__pointer__} for the mode used to represent pointers.
3031
3032 @item nocommon
3033 @cindex @code{nocommon} attribute
3034 @opindex fno-common
3035 This attribute specifies requests GCC not to place a variable
3036 ``common'' but instead to allocate space for it directly.  If you
3037 specify the @option{-fno-common} flag, GCC will do this for all
3038 variables.
3039
3040 Specifying the @code{nocommon} attribute for a variable provides an
3041 initialization of zeros.  A variable may only be initialized in one
3042 source file.
3043
3044 @item packed
3045 @cindex @code{packed} attribute
3046 The @code{packed} attribute specifies that a variable or structure field
3047 should have the smallest possible alignment---one byte for a variable,
3048 and one bit for a field, unless you specify a larger value with the
3049 @code{aligned} attribute.
3050
3051 Here is a structure in which the field @code{x} is packed, so that it
3052 immediately follows @code{a}:
3053
3054 @example
3055 struct foo
3056 @{
3057   char a;
3058   int x[2] __attribute__ ((packed));
3059 @};
3060 @end example
3061
3062 @item section ("@var{section-name}")
3063 @cindex @code{section} variable attribute
3064 Normally, the compiler places the objects it generates in sections like
3065 @code{data} and @code{bss}.  Sometimes, however, you need additional sections,
3066 or you need certain particular variables to appear in special sections,
3067 for example to map to special hardware.  The @code{section}
3068 attribute specifies that a variable (or function) lives in a particular
3069 section.  For example, this small program uses several specific section names:
3070
3071 @smallexample
3072 struct duart a __attribute__ ((section ("DUART_A"))) = @{ 0 @};
3073 struct duart b __attribute__ ((section ("DUART_B"))) = @{ 0 @};
3074 char stack[10000] __attribute__ ((section ("STACK"))) = @{ 0 @};
3075 int init_data __attribute__ ((section ("INITDATA"))) = 0;
3076
3077 main()
3078 @{
3079   /* Initialize stack pointer */
3080   init_sp (stack + sizeof (stack));
3081
3082   /* Initialize initialized data */
3083   memcpy (&init_data, &data, &edata - &data);
3084
3085   /* Turn on the serial ports */
3086   init_duart (&a);
3087   init_duart (&b);
3088 @}
3089 @end smallexample
3090
3091 @noindent
3092 Use the @code{section} attribute with an @emph{initialized} definition
3093 of a @emph{global} variable, as shown in the example.  GCC issues
3094 a warning and otherwise ignores the @code{section} attribute in
3095 uninitialized variable declarations.
3096
3097 You may only use the @code{section} attribute with a fully initialized
3098 global definition because of the way linkers work.  The linker requires
3099 each object be defined once, with the exception that uninitialized
3100 variables tentatively go in the @code{common} (or @code{bss}) section
3101 and can be multiply ``defined''.  You can force a variable to be
3102 initialized with the @option{-fno-common} flag or the @code{nocommon}
3103 attribute.
3104
3105 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
3106 attribute is not available on all platforms.
3107 If you need to map the entire contents of a module to a particular
3108 section, consider using the facilities of the linker instead.
3109
3110 @item shared
3111 @cindex @code{shared} variable attribute
3112 On Windows NT, in addition to putting variable definitions in a named
3113 section, the section can also be shared among all running copies of an
3114 executable or DLL@.  For example, this small program defines shared data
3115 by putting it in a named section @code{shared} and marking the section
3116 shareable:
3117
3118 @smallexample
3119 int foo __attribute__((section ("shared"), shared)) = 0;
3120
3121 int
3122 main()
3123 @{
3124   /* Read and write foo.  All running
3125      copies see the same value.  */
3126   return 0;
3127 @}
3128 @end smallexample
3129
3130 @noindent
3131 You may only use the @code{shared} attribute along with @code{section}
3132 attribute with a fully initialized global definition because of the way
3133 linkers work.  See @code{section} attribute for more information.
3134
3135 The @code{shared} attribute is only available on Windows NT@.
3136
3137 @item transparent_union
3138 This attribute, attached to a function parameter which is a union, means
3139 that the corresponding argument may have the type of any union member,
3140 but the argument is passed as if its type were that of the first union
3141 member.  For more details see @xref{Type Attributes}.  You can also use
3142 this attribute on a @code{typedef} for a union data type; then it
3143 applies to all function parameters with that type.
3144
3145 @item unused
3146 This attribute, attached to a variable, means that the variable is meant
3147 to be possibly unused.  GCC will not produce a warning for this
3148 variable.
3149
3150 @item deprecated
3151 The @code{deprecated} attribute results in a warning if the variable
3152 is used anywhere in the source file.  This is useful when identifying
3153 variables that are expected to be removed in a future version of a
3154 program.  The warning also includes the location of the declaration
3155 of the deprecated variable, to enable users to easily find further
3156 information about why the variable is deprecated, or what they should
3157 do instead.  Note that the warnings only occurs for uses:
3158
3159 @smallexample
3160 extern int old_var __attribute__ ((deprecated));
3161 extern int old_var;
3162 int new_fn () @{ return old_var; @}
3163 @end smallexample
3164
3165 results in a warning on line 3 but not line 2.
3166
3167 The @code{deprecated} attribute can also be used for functions and
3168 types (@pxref{Function Attributes}, @pxref{Type Attributes}.)
3169
3170 @item vector_size (@var{bytes})
3171 This attribute specifies the vector size for the variable, measured in
3172 bytes.  For example, the declaration:
3173
3174 @smallexample
3175 int foo __attribute__ ((vector_size (16)));
3176 @end smallexample
3177
3178 @noindent
3179 causes the compiler to set the mode for @code{foo}, to be 16 bytes,
3180 divided into @code{int} sized units.  Assuming a 32-bit int (a vector of
3181 4 units of 4 bytes), the corresponding mode of @code{foo} will be V4SI@.
3182
3183 This attribute is only applicable to integral and float scalars,
3184 although arrays, pointers, and function return values are allowed in
3185 conjunction with this construct.
3186
3187 Aggregates with this attribute are invalid, even if they are of the same
3188 size as a corresponding scalar.  For example, the declaration:
3189
3190 @smallexample
3191 struct S @{ int a; @};
3192 struct S  __attribute__ ((vector_size (16))) foo;
3193 @end smallexample
3194
3195 @noindent
3196 is invalid even if the size of the structure is the same as the size of
3197 the @code{int}.
3198
3199 @item weak
3200 The @code{weak} attribute is described in @xref{Function Attributes}.
3201
3202 @item model (@var{model-name})
3203 @cindex variable addressability on the M32R/D
3204 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object.
3205 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
3206 or @code{large}, representing each of the code models.
3207
3208 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
3209 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction).
3210
3211 Medium and large model objects may live anywhere in the 32-bit address space
3212 (the compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their
3213 addresses).
3214
3215 @subsection i386 Variable Attributes
3216
3217 Two attributes are currently defined for i386 configurations:
3218 @code{ms_struct} and @code{gcc_struct}
3219
3220 @item ms_struct
3221 @itemx gcc_struct
3222 @cindex @code{ms_struct}
3223 @cindex @code{gcc_struct}
3224
3225 If @code{packed} is used on a structure, or if bit-fields are used
3226 it may be that the Microsoft ABI packs them differently
3227 than GCC would normally pack them.  Particularly when moving packed
3228 data between functions compiled with GCC and the native Microsoft compiler
3229 (either via function call or as data in a file), it may be necessary to access
3230 either format.
3231
3232 Currently @option{-m[no-]ms-bitfields} is provided for the Windows X86
3233 compilers to match the native Microsoft compiler.
3234
3235 @end table
3236
3237 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
3238 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
3239 packed))}.
3240
3241 @node Type Attributes
3242 @section Specifying Attributes of Types
3243 @cindex attribute of types
3244 @cindex type attributes
3245
3246 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
3247 attributes of @code{struct} and @code{union} types when you define such
3248 types.  This keyword is followed by an attribute specification inside
3249 double parentheses.  Six attributes are currently defined for types:
3250 @code{aligned}, @code{packed}, @code{transparent_union}, @code{unused},
3251 @code{deprecated} and @code{may_alias}.  Other attributes are defined for
3252 functions (@pxref{Function Attributes}) and for variables
3253 (@pxref{Variable Attributes}).
3254
3255 You may also specify any one of these attributes with @samp{__}
3256 preceding and following its keyword.  This allows you to use these
3257 attributes in header files without being concerned about a possible
3258 macro of the same name.  For example, you may use @code{__aligned__}
3259 instead of @code{aligned}.
3260
3261 You may specify the @code{aligned} and @code{transparent_union}
3262 attributes either in a @code{typedef} declaration or just past the
3263 closing curly brace of a complete enum, struct or union type
3264 @emph{definition} and the @code{packed} attribute only past the closing
3265 brace of a definition.
3266
3267 You may also specify attributes between the enum, struct or union
3268 tag and the name of the type rather than after the closing brace.
3269
3270 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
3271 attributes.
3272
3273 @table @code
3274 @cindex @code{aligned} attribute
3275 @item aligned (@var{alignment})
3276 This attribute specifies a minimum alignment (in bytes) for variables
3277 of the specified type.  For example, the declarations:
3278
3279 @smallexample
3280 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned (8)));
3281 typedef int more_aligned_int __attribute__ ((aligned (8)));
3282 @end smallexample
3283
3284 @noindent
3285 force the compiler to insure (as far as it can) that each variable whose
3286 type is @code{struct S} or @code{more_aligned_int} will be allocated and
3287 aligned @emph{at least} on a 8-byte boundary.  On a SPARC, having all
3288 variables of type @code{struct S} aligned to 8-byte boundaries allows
3289 the compiler to use the @code{ldd} and @code{std} (doubleword load and
3290 store) instructions when copying one variable of type @code{struct S} to
3291 another, thus improving run-time efficiency.
3292
3293 Note that the alignment of any given @code{struct} or @code{union} type
3294 is required by the ISO C standard to be at least a perfect multiple of
3295 the lowest common multiple of the alignments of all of the members of
3296 the @code{struct} or @code{union} in question.  This means that you @emph{can}
3297 effectively adjust the alignment of a @code{struct} or @code{union}
3298 type by attaching an @code{aligned} attribute to any one of the members
3299 of such a type, but the notation illustrated in the example above is a
3300 more obvious, intuitive, and readable way to request the compiler to
3301 adjust the alignment of an entire @code{struct} or @code{union} type.
3302
3303 As in the preceding example, you can explicitly specify the alignment
3304 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given @code{struct}
3305 or @code{union} type.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
3306 and just ask the compiler to align a type to the maximum
3307 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
3308 example, you could write:
3309
3310 @smallexample
3311 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned));
3312 @end smallexample
3313
3314 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned}
3315 attribute specification, the compiler automatically sets the alignment
3316 for the type to the largest alignment which is ever used for any data
3317 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often
3318 make copy operations more efficient, because the compiler can use
3319 whatever instructions copy the biggest chunks of memory when performing
3320 copies to or from the variables which have types that you have aligned
3321 this way.
3322
3323 In the example above, if the size of each @code{short} is 2 bytes, then
3324 the size of the entire @code{struct S} type is 6 bytes.  The smallest
3325 power of two which is greater than or equal to that is 8, so the
3326 compiler sets the alignment for the entire @code{struct S} type to 8
3327 bytes.
3328
3329 Note that although you can ask the compiler to select a time-efficient
3330 alignment for a given type and then declare only individual stand-alone
3331 objects of that type, the compiler's ability to select a time-efficient
3332 alignment is primarily useful only when you plan to create arrays of
3333 variables having the relevant (efficiently aligned) type.  If you
3334 declare or use arrays of variables of an efficiently-aligned type, then
3335 it is likely that your program will also be doing pointer arithmetic (or
3336 subscripting, which amounts to the same thing) on pointers to the
3337 relevant type, and the code that the compiler generates for these
3338 pointer arithmetic operations will often be more efficient for
3339 efficiently-aligned types than for other types.
3340
3341 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
3342 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
3343
3344 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
3345 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
3346 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
3347 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
3348 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
3349 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
3350 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
3351 alignment.  See your linker documentation for further information.
3352
3353 @item packed
3354 This attribute, attached to an @code{enum}, @code{struct}, or
3355 @code{union} type definition, specified that the minimum required memory
3356 be used to represent the type.
3357
3358 @opindex fshort-enums
3359 Specifying this attribute for @code{struct} and @code{union} types is
3360 equivalent to specifying the @code{packed} attribute on each of the
3361 structure or union members.  Specifying the @option{-fshort-enums}
3362 flag on the line is equivalent to specifying the @code{packed}
3363 attribute on all @code{enum} definitions.
3364
3365 You may only specify this attribute after a closing curly brace on an
3366 @code{enum} definition, not in a @code{typedef} declaration, unless that
3367 declaration also contains the definition of the @code{enum}.
3368
3369 @item transparent_union
3370 This attribute, attached to a @code{union} type definition, indicates
3371 that any function parameter having that union type causes calls to that
3372 function to be treated in a special way.
3373
3374 First, the argument corresponding to a transparent union type can be of
3375 any type in the union; no cast is required.  Also, if the union contains
3376 a pointer type, the corresponding argument can be a null pointer
3377 constant or a void pointer expression; and if the union contains a void
3378 pointer type, the corresponding argument can be any pointer expression.
3379 If the union member type is a pointer, qualifiers like @code{const} on
3380 the referenced type must be respected, just as with normal pointer
3381 conversions.
3382
3383 Second, the argument is passed to the function using the calling
3384 conventions of first member of the transparent union, not the calling
3385 conventions of the union itself.  All members of the union must have the
3386 same machine representation; this is necessary for this argument passing
3387 to work properly.
3388
3389 Transparent unions are designed for library functions that have multiple
3390 interfaces for compatibility reasons.  For example, suppose the
3391 @code{wait} function must accept either a value of type @code{int *} to
3392 comply with Posix, or a value of type @code{union wait *} to comply with
3393 the 4.1BSD interface.  If @code{wait}'s parameter were @code{void *},
3394 @code{wait} would accept both kinds of arguments, but it would also
3395 accept any other pointer type and this would make argument type checking
3396 less useful.  Instead, @code{<sys/wait.h>} might define the interface
3397 as follows:
3398
3399 @smallexample
3400 typedef union
3401   @{
3402     int *__ip;
3403     union wait *__up;
3404   @} wait_status_ptr_t __attribute__ ((__transparent_union__));
3405
3406 pid_t wait (wait_status_ptr_t);
3407 @end smallexample
3408
3409 This interface allows either @code{int *} or @code{union wait *}
3410 arguments to be passed, using the @code{int *} calling convention.
3411 The program can call @code{wait} with arguments of either type:
3412
3413 @example
3414 int w1 () @{ int w; return wait (&w); @}
3415 int w2 () @{ union wait w; return wait (&w); @}
3416 @end example
3417
3418 With this interface, @code{wait}'s implementation might look like this:
3419
3420 @example
3421 pid_t wait (wait_status_ptr_t p)
3422 @{
3423   return waitpid (-1, p.__ip, 0);
3424 @}
3425 @end example
3426
3427 @item unused
3428 When attached to a type (including a @code{union} or a @code{struct}),
3429 this attribute means that variables of that type are meant to appear
3430 possibly unused.  GCC will not produce a warning for any variables of
3431 that type, even if the variable appears to do nothing.  This is often
3432 the case with lock or thread classes, which are usually defined and then
3433 not referenced, but contain constructors and destructors that have
3434 nontrivial bookkeeping functions.
3435
3436 @item deprecated
3437 The @code{deprecated} attribute results in a warning if the type
3438 is used anywhere in the source file.  This is useful when identifying
3439 types that are expected to be removed in a future version of a program.
3440 If possible, the warning also includes the location of the declaration
3441 of the deprecated type, to enable users to easily find further
3442 information about why the type is deprecated, or what they should do
3443 instead.  Note that the warnings only occur for uses and then only
3444 if the type is being applied to an identifier that itself is not being
3445 declared as deprecated.
3446
3447 @smallexample
3448 typedef int T1 __attribute__ ((deprecated));
3449 T1 x;
3450 typedef T1 T2;
3451 T2 y;
3452 typedef T1 T3 __attribute__ ((deprecated));
3453 T3 z __attribute__ ((deprecated));
3454 @end smallexample
3455
3456 results in a warning on line 2 and 3 but not lines 4, 5, or 6.  No
3457 warning is issued for line 4 because T2 is not explicitly
3458 deprecated.  Line 5 has no warning because T3 is explicitly
3459 deprecated.  Similarly for line 6.
3460
3461 The @code{deprecated} attribute can also be used for functions and
3462 variables (@pxref{Function Attributes}, @pxref{Variable Attributes}.)
3463
3464 @item may_alias
3465 Accesses to objects with types with this attribute are not subjected to
3466 type-based alias analysis, but are instead assumed to be able to alias
3467 any other type of objects, just like the @code{char} type.  See
3468 @option{-fstrict-aliasing} for more information on aliasing issues.
3469
3470 Example of use:
3471
3472 @smallexample
3473 typedef short __attribute__((__may_alias__)) short_a;
3474
3475 int
3476 main (void)
3477 @{
3478   int a = 0x12345678;
3479   short_a *b = (short_a *) &a;
3480
3481   b[1] = 0;
3482
3483   if (a == 0x12345678)
3484     abort();
3485
3486   exit(0);
3487 @}
3488 @end smallexample
3489
3490 If you replaced @code{short_a} with @code{short} in the variable
3491 declaration, the above program would abort when compiled with
3492 @option{-fstrict-aliasing}, which is on by default at @option{-O2} or
3493 above in recent GCC versions.
3494
3495 @subsection i386 Type Attributes
3496
3497 Two attributes are currently defined for i386 configurations:
3498 @code{ms_struct} and @code{gcc_struct}
3499
3500 @item ms_struct
3501 @itemx gcc_struct
3502 @cindex @code{ms_struct}
3503 @cindex @code{gcc_struct}
3504
3505 If @code{packed} is used on a structure, or if bit-fields are used
3506 it may be that the Microsoft ABI packs them differently
3507 than GCC would normally pack them.  Particularly when moving packed
3508 data between functions compiled with GCC and the native Microsoft compiler
3509 (either via function call or as data in a file), it may be necessary to access
3510 either format.
3511
3512 Currently @option{-m[no-]ms-bitfields} is provided for the Windows X86
3513 compilers to match the native Microsoft compiler.
3514 @end table
3515
3516 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
3517 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
3518 packed))}.
3519
3520 @node Inline
3521 @section An Inline Function is As Fast As a Macro
3522 @cindex inline functions
3523 @cindex integrating function code
3524 @cindex open coding
3525 @cindex macros, inline alternative
3526
3527 By declaring a function @code{inline}, you can direct GCC to
3528 integrate that function's code into the code for its callers.  This
3529 makes execution faster by eliminating the function-call overhead; in
3530 addition, if any of the actual argument values are constant, their known
3531 values may permit simplifications at compile time so that not all of the
3532 inline function's code needs to be included.  The effect on code size is
3533 less predictable; object code may be larger or smaller with function
3534 inlining, depending on the particular case.  Inlining of functions is an
3535 optimization and it really ``works'' only in optimizing compilation.  If
3536 you don't use @option{-O}, no function is really inline.
3537
3538 Inline functions are included in the ISO C99 standard, but there are
3539 currently substantial differences between what GCC implements and what
3540 the ISO C99 standard requires.
3541
3542 To declare a function inline, use the @code{inline} keyword in its
3543 declaration, like this:
3544
3545 @example
3546 inline int
3547 inc (int *a)
3548 @{
3549   (*a)++;
3550 @}
3551 @end example
3552
3553 (If you are writing a header file to be included in ISO C programs, write
3554 @code{__inline__} instead of @code{inline}.  @xref{Alternate Keywords}.)
3555 You can also make all ``simple enough'' functions inline with the option
3556 @option{-finline-functions}.
3557
3558 @opindex Winline
3559 Note that certain usages in a function definition can make it unsuitable
3560 for inline substitution.  Among these usages are: use of varargs, use of
3561 alloca, use of variable sized data types (@pxref{Variable Length}),
3562 use of computed goto (@pxref{Labels as Values}), use of nonlocal goto,
3563 and nested functions (@pxref{Nested Functions}).  Using @option{-Winline}
3564 will warn when a function marked @code{inline} could not be substituted,
3565 and will give the reason for the failure.
3566
3567 Note that in C and Objective-C, unlike C++, the @code{inline} keyword
3568 does not affect the linkage of the function.
3569
3570 @cindex automatic @code{inline} for C++ member fns
3571 @cindex @code{inline} automatic for C++ member fns
3572 @cindex member fns, automatically @code{inline}
3573 @cindex C++ member fns, automatically @code{inline}
3574 @opindex fno-default-inline
3575 GCC automatically inlines member functions defined within the class
3576 body of C++ programs even if they are not explicitly declared
3577 @code{inline}.  (You can override this with @option{-fno-default-inline};
3578 @pxref{C++ Dialect Options,,Options Controlling C++ Dialect}.)
3579
3580 @cindex inline functions, omission of
3581 @opindex fkeep-inline-functions
3582 When a function is both inline and @code{static}, if all calls to the
3583 function are integrated into the caller, and the function's address is
3584 never used, then the function's own assembler code is never referenced.
3585 In this case, GCC does not actually output assembler code for the
3586 function, unless you specify the option @option{-fkeep-inline-functions}.
3587 Some calls cannot be integrated for various reasons (in particular,
3588 calls that precede the function's definition cannot be integrated, and
3589 neither can recursive calls within the definition).  If there is a
3590 nonintegrated call, then the function is compiled to assembler code as
3591 usual.  The function must also be compiled as usual if the program
3592 refers to its address, because that can't be inlined.
3593
3594 @cindex non-static inline function
3595 When an inline function is not @code{static}, then the compiler must assume
3596 that there may be calls from other source files; since a global symbol can
3597 be defined only once in any program, the function must not be defined in
3598 the other source files, so the calls therein cannot be integrated.
3599 Therefore, a non-@code{static} inline function is always compiled on its
3600 own in the usual fashion.
3601
3602 If you specify both @code{inline} and @code{extern} in the function
3603 definition, then the definition is used only for inlining.  In no case
3604 is the function compiled on its own, not even if you refer to its
3605 address explicitly.  Such an address becomes an external reference, as
3606 if you had only declared the function, and had not defined it.
3607
3608 This combination of @code{inline} and @code{extern} has almost the
3609 effect of a macro.  The way to use it is to put a function definition in
3610 a header file with these keywords, and put another copy of the
3611 definition (lacking @code{inline} and @code{extern}) in a library file.
3612 The definition in the header file will cause most calls to the function
3613 to be inlined.  If any uses of the function remain, they will refer to
3614 the single copy in the library.
3615
3616 For future compatibility with when GCC implements ISO C99 semantics for
3617 inline functions, it is best to use @code{static inline} only.  (The
3618 existing semantics will remain available when @option{-std=gnu89} is
3619 specified, but eventually the default will be @option{-std=gnu99} and
3620 that will implement the C99 semantics, though it does not do so yet.)
3621
3622 GCC does not inline any functions when not optimizing unless you specify
3623 the @samp{always_inline} attribute for the function, like this:
3624
3625 @example
3626 /* Prototype.  */
3627 inline void foo (const char) __attribute__((always_inline));
3628 @end example
3629
3630 @node Extended Asm
3631 @section Assembler Instructions with C Expression Operands
3632 @cindex extended @code{asm}
3633 @cindex @code{asm} expressions
3634 @cindex assembler instructions
3635 @cindex registers
3636
3637 In an assembler instruction using @code{asm}, you can specify the
3638 operands of the instruction using C expressions.  This means you need not
3639 guess which registers or memory locations will contain the data you want
3640 to use.
3641
3642 You must specify an assembler instruction template much like what
3643 appears in a machine description, plus an operand constraint string for
3644 each operand.
3645
3646 For example, here is how to use the 68881's @code{fsinx} instruction:
3647
3648 @example
3649 asm ("fsinx %1,%0" : "=f" (result) : "f" (angle));
3650 @end example
3651
3652 @noindent
3653 Here @code{angle} is the C expression for the input operand while
3654 @code{result} is that of the output operand.  Each has @samp{"f"} as its
3655 operand constraint, saying that a floating point register is required.
3656 The @samp{=} in @samp{=f} indicates that the operand is an output; all
3657 output operands' constraints must use @samp{=}.  The constraints use the
3658 same language used in the machine description (@pxref{Constraints}).
3659
3660 Each operand is described by an operand-constraint string followed by
3661 the C expression in parentheses.  A colon separates the assembler
3662 template from the first output operand and another separates the last
3663 output operand from the first input, if any.  Commas separate the
3664 operands within each group.  The total number of operands is currently
3665 limited to 30; this limitation may be lifted in some future version of
3666 GCC.
3667
3668 If there are no output operands but there are input operands, you must
3669 place two consecutive colons surrounding the place where the output
3670 operands would go.
3671
3672 As of GCC version 3.1, it is also possible to specify input and output
3673 operands using symbolic names which can be referenced within the
3674 assembler code.  These names are specified inside square brackets
3675 preceding the constraint string, and can be referenced inside the
3676 assembler code using @code{%[@var{name}]} instead of a percentage sign
3677 followed by the operand number.  Using named operands the above example
3678 could look like:
3679
3680 @example
3681 asm ("fsinx %[angle],%[output]"
3682      : [output] "=f" (result)
3683      : [angle] "f" (angle));
3684 @end example
3685
3686 @noindent
3687 Note that the symbolic operand names have no relation whatsoever to
3688 other C identifiers.  You may use any name you like, even those of
3689 existing C symbols, but must ensure that no two operands within the same
3690 assembler construct use the same symbolic name.
3691
3692 Output operand expressions must be lvalues; the compiler can check this.
3693 The input operands need not be lvalues.  The compiler cannot check
3694 whether the operands have data types that are reasonable for the
3695 instruction being executed.  It does not parse the assembler instruction
3696 template and does not know what it means or even whether it is valid
3697 assembler input.  The extended @code{asm} feature is most often used for
3698 machine instructions the compiler itself does not know exist.  If
3699 the output expression cannot be directly addressed (for example, it is a
3700 bit-field), your constraint must allow a register.  In that case, GCC
3701 will use the register as the output of the @code{asm}, and then store
3702 that register into the output.
3703
3704 The ordinary output operands must be write-only; GCC will assume that
3705 the values in these operands before the instruction are dead and need
3706 not be generated.  Extended asm supports input-output or read-write
3707 operands.  Use the constraint character @samp{+} to indicate such an
3708 operand and list it with the output operands.
3709
3710 When the constraints for the read-write operand (or the operand in which
3711 only some of the bits are to be changed) allows a register, you may, as
3712 an alternative, logically split its function into two separate operands,
3713 one input operand and one write-only output operand.  The connection
3714 between them is expressed by constraints which say they need to be in
3715 the same location when the instruction executes.  You can use the same C
3716 expression for both operands, or different expressions.  For example,
3717 here we write the (fictitious) @samp{combine} instruction with
3718 @code{bar} as its read-only source operand and @code{foo} as its
3719 read-write destination:
3720
3721 @example
3722 asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "0" (foo), "g" (bar));
3723 @end example
3724
3725 @noindent
3726 The constraint @samp{"0"} for operand 1 says that it must occupy the
3727 same location as operand 0.  A number in constraint is allowed only in
3728 an input operand and it must refer to an output operand.
3729
3730 Only a number in the constraint can guarantee that one operand will be in
3731 the same place as another.  The mere fact that @code{foo} is the value
3732 of both operands is not enough to guarantee that they will be in the
3733 same place in the generated assembler code.  The following would not
3734 work reliably:
3735
3736 @example
3737 asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "r" (foo), "g" (bar));
3738 @end example
3739
3740 Various optimizations or reloading could cause operands 0 and 1 to be in
3741 different registers; GCC knows no reason not to do so.  For example, the
3742 compiler might find a copy of the value of @code{foo} in one register and
3743 use it for operand 1, but generate the output operand 0 in a different
3744 register (copying it afterward to @code{foo}'s own address).  Of course,
3745 since the register for operand 1 is not even mentioned in the assembler
3746 code, the result will not work, but GCC can't tell that.
3747
3748 As of GCC version 3.1, one may write @code{[@var{name}]} instead of
3749 the operand number for a matching constraint.  For example:
3750
3751 @example
3752 asm ("cmoveq %1,%2,%[result]"
3753      : [result] "=r"(result)
3754      : "r" (test), "r"(new), "[result]"(old));
3755 @end example
3756
3757 Some instructions clobber specific hard registers.  To describe this,
3758 write a third colon after the input operands, followed by the names of
3759 the clobbered hard registers (given as strings).  Here is a realistic
3760 example for the VAX:
3761
3762 @example
3763 asm volatile ("movc3 %0,%1,%2"
3764               : /* no outputs */
3765               : "g" (from), "g" (to), "g" (count)
3766               : "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5");
3767 @end example
3768
3769 You may not write a clobber description in a way that overlaps with an
3770 input or output operand.  For example, you may not have an operand
3771 describing a register class with one member if you mention that register
3772 in the clobber list.  Variables declared to live in specific registers
3773 (@pxref{Explicit Reg Vars}), and used as asm input or output operands must
3774 have no part mentioned in the clobber description.
3775 There is no way for you to specify that an input
3776 operand is modified without also specifying it as an output
3777 operand.  Note that if all the output operands you specify are for this
3778 purpose (and hence unused), you will then also need to specify
3779 @code{volatile} for the @code{asm} construct, as described below, to
3780 prevent GCC from deleting the @code{asm} statement as unused.
3781
3782 If you refer to a particular hardware register from the assembler code,
3783 you will probably have to list the register after the third colon to
3784 tell the compiler the register's value is modified.  In some assemblers,
3785 the register names begin with @samp{%}; to produce one @samp{%} in the
3786 assembler code, you must write @samp{%%} in the input.
3787
3788 If your assembler instruction can alter the condition code register, add
3789 @samp{cc} to the list of clobbered registers.  GCC on some machines
3790 represents the condition codes as a specific hardware register;
3791 @samp{cc} serves to name this register.  On other machines, the
3792 condition code is handled differently, and specifying @samp{cc} has no
3793 effect.  But it is valid no matter what the machine.
3794
3795 If your assembler instruction modifies memory in an unpredictable
3796 fashion, add @samp{memory} to the list of clobbered registers.  This
3797 will cause GCC to not keep memory values cached in registers across
3798 the assembler instruction.  You will also want to add the
3799 @code{volatile} keyword if the memory affected is not listed in the
3800 inputs or outputs of the @code{asm}, as the @samp{memory} clobber does
3801 not count as a side-effect of the @code{asm}.
3802
3803 You can put multiple assembler instructions together in a single
3804 @code{asm} template, separated by the characters normally used in assembly
3805 code for the system.  A combination that works in most places is a newline
3806 to break the line, plus a tab character to move to the instruction field
3807 (written as @samp{\n\t}).  Sometimes semicolons can be used, if the
3808 assembler allows semicolons as a line-breaking character.  Note that some
3809 assembler dialects use semicolons to start a comment.
3810 The input operands are guaranteed not to use any of the clobbered
3811 registers, and neither will the output operands' addresses, so you can
3812 read and write the clobbered registers as many times as you like.  Here
3813 is an example of multiple instructions in a template; it assumes the
3814 subroutine @code{_foo} accepts arguments in registers 9 and 10:
3815
3816 @example
3817 asm ("movl %0,r9\n\tmovl %1,r10\n\tcall _foo"
3818      : /* no outputs */
3819      : "g" (from), "g" (to)
3820      : "r9", "r10");
3821 @end example
3822
3823 Unless an output operand has the @samp{&} constraint modifier, GCC
3824 may allocate it in the same register as an unrelated input operand, on
3825 the assumption the inputs are consumed before the outputs are produced.
3826 This assumption may be false if the assembler code actually consists of
3827 more than one instruction.  In such a case, use @samp{&} for each output
3828 operand that may not overlap an input.  @xref{Modifiers}.
3829
3830 If you want to test the condition code produced by an assembler
3831 instruction, you must include a branch and a label in the @code{asm}
3832 construct, as follows:
3833
3834 @example
3835 asm ("clr %0\n\tfrob %1\n\tbeq 0f\n\tmov #1,%0\n0:"
3836      : "g" (result)
3837      : "g" (input));
3838 @end example
3839
3840 @noindent
3841 This assumes your assembler supports local labels, as the GNU assembler
3842 and most Unix assemblers do.
3843
3844 Speaking of labels, jumps from one @code{asm} to another are not
3845 supported.  The compiler's optimizers do not know about these jumps, and
3846 therefore they cannot take account of them when deciding how to
3847 optimize.
3848
3849 @cindex macros containing @code{asm}
3850 Usually the most convenient way to use these @code{asm} instructions is to
3851 encapsulate them in macros that look like functions.  For example,
3852
3853 @example
3854 #define sin(x)       \
3855 (@{ double __value, __arg = (x);   \
3856    asm ("fsinx %1,%0": "=f" (__value): "f" (__arg));  \
3857    __value; @})
3858 @end example
3859
3860 @noindent
3861 Here the variable @code{__arg} is used to make sure that the instruction
3862 operates on a proper @code{double} value, and to accept only those
3863 arguments @code{x} which can convert automatically to a @code{double}.
3864
3865 Another way to make sure the instruction operates on the correct data
3866 type is to use a cast in the @code{asm}.  This is different from using a
3867 variable @code{__arg} in that it converts more different types.  For
3868 example, if the desired type were @code{int}, casting the argument to
3869 @code{int} would accept a pointer with no complaint, while assigning the
3870 argument to an @code{int} variable named @code{__arg} would warn about
3871 using a pointer unless the caller explicitly casts it.
3872
3873 If an @code{asm} has output operands, GCC assumes for optimization
3874 purposes the instruction has no side effects except to change the output
3875 operands.  This does not mean instructions with a side effect cannot be
3876 used, but you must be careful, because the compiler may eliminate them
3877 if the output operands aren't used, or move them out of loops, or
3878 replace two with one if they constitute a common subexpression.  Also,
3879 if your instruction does have a side effect on a variable that otherwise
3880 appears not to change, the old value of the variable may be reused later
3881 if it happens to be found in a register.
3882
3883 You can prevent an @code{asm} instruction from being deleted, moved
3884 significantly, or combined, by writing the keyword @code{volatile} after
3885 the @code{asm}.  For example:
3886
3887 @example
3888 #define get_and_set_priority(new)              \
3889 (@{ int __old;                                  \
3890    asm volatile ("get_and_set_priority %0, %1" \
3891                  : "=g" (__old) : "g" (new));  \
3892    __old; @})
3893 @end example
3894
3895 @noindent
3896 If you write an @code{asm} instruction with no outputs, GCC will know
3897 the instruction has side-effects and will not delete the instruction or
3898 move it outside of loops.
3899
3900 The @code{volatile} keyword indicates that the instruction has
3901 important side-effects.  GCC will not delete a volatile @code{asm} if
3902 it is reachable.  (The instruction can still be deleted if GCC can
3903 prove that control-flow will never reach the location of the
3904 instruction.)  In addition, GCC will not reschedule instructions
3905 across a volatile @code{asm} instruction.  For example:
3906
3907 @example
3908 *(volatile int *)addr = foo;
3909 asm volatile ("eieio" : : );
3910 @end example
3911
3912 @noindent
3913 Assume @code{addr} contains the address of a memory mapped device
3914 register.  The PowerPC @code{eieio} instruction (Enforce In-order
3915 Execution of I/O) tells the CPU to make sure that the store to that
3916 device register happens before it issues any other I/O@.
3917
3918 Note that even a volatile @code{asm} instruction can be moved in ways
3919 that appear insignificant to the compiler, such as across jump
3920 instructions.  You can't expect a sequence of volatile @code{asm}
3921 instructions to remain perfectly consecutive.  If you want consecutive
3922 output, use a single @code{asm}.  Also, GCC will perform some
3923 optimizations across a volatile @code{asm} instruction; GCC does not
3924 ``forget everything'' when it encounters a volatile @code{asm}
3925 instruction the way some other compilers do.
3926
3927 An @code{asm} instruction without any operands or clobbers (an ``old
3928 style'' @code{asm}) will be treated identically to a volatile
3929 @code{asm} instruction.
3930
3931 It is a natural idea to look for a way to give access to the condition
3932 code left by the assembler instruction.  However, when we attempted to
3933 implement this, we found no way to make it work reliably.  The problem
3934 is that output operands might need reloading, which would result in
3935 additional following ``store'' instructions.  On most machines, these
3936 instructions would alter the condition code before there was time to
3937 test it.  This problem doesn't arise for ordinary ``test'' and
3938 ``compare'' instructions because they don't have any output operands.
3939
3940 For reasons similar to those described above, it is not possible to give
3941 an assembler instruction access to the condition code left by previous
3942 instructions.
3943
3944 If you are writing a header file that should be includable in ISO C
3945 programs, write @code{__asm__} instead of @code{asm}.  @xref{Alternate
3946 Keywords}.
3947
3948 @subsection i386 floating point asm operands
3949
3950 There are several rules on the usage of stack-like regs in
3951 asm_operands insns.  These rules apply only to the operands that are
3952 stack-like regs:
3953
3954 @enumerate
3955 @item
3956 Given a set of input regs that die in an asm_operands, it is
3957 necessary to know which are implicitly popped by the asm, and
3958 which must be explicitly popped by gcc.
3959
3960 An input reg that is implicitly popped by the asm must be
3961 explicitly clobbered, unless it is constrained to match an
3962 output operand.
3963
3964 @item
3965 For any input reg that is implicitly popped by an asm, it is
3966 necessary to know how to adjust the stack to compensate for the pop.
3967 If any non-popped input is closer to the top of the reg-stack than
3968 the implicitly popped reg, it would not be possible to know what the
3969 stack looked like---it's not clear how the rest of the stack ``slides
3970 up''.
3971
3972 All implicitly popped input regs must be closer to the top of
3973 the reg-stack than any input that is not implicitly popped.
3974
3975 It is possible that if an input dies in an insn, reload might
3976 use the input reg for an output reload.  Consider this example:
3977
3978 @example
3979 asm ("foo" : "=t" (a) : "f" (b));
3980 @end example
3981
3982 This asm says that input B is not popped by the asm, and that
3983 the asm pushes a result onto the reg-stack, i.e., the stack is one
3984 deeper after the asm than it was before.  But, it is possible that
3985 reload will think that it can use the same reg for both the input and
3986 the output, if input B dies in this insn.
3987
3988 If any input operand uses the @code{f} constraint, all output reg
3989 constraints must use the @code{&} earlyclobber.
3990
3991 The asm above would be written as
3992
3993 @example
3994 asm ("foo" : "=&t" (a) : "f" (b));
3995 @end example
3996
3997 @item
3998 Some operands need to be in particular places on the stack.  All
3999 output operands fall in this category---there is no other way to
4000 know which regs the outputs appear in unless the user indicates
4001 this in the constraints.
4002
4003 Output operands must specifically indicate which reg an output
4004 appears in after an asm.  @code{=f} is not allowed: the operand
4005 constraints must select a class with a single reg.
4006
4007 @item
4008 Output operands may not be ``inserted'' between existing stack regs.
4009 Since no 387 opcode uses a read/write operand, all output operands
4010 are dead before the asm_operands, and are pushed by the asm_operands.
4011 It makes no sense to push anywhere but the top of the reg-stack.
4012
4013 Output operands must start at the top of the reg-stack: output
4014 operands may not ``skip'' a reg.
4015
4016 @item
4017 Some asm statements may need extra stack space for internal
4018 calculations.  This can be guaranteed by clobbering stack registers
4019 unrelated to the inputs and outputs.
4020
4021 @end enumerate
4022
4023 Here are a couple of reasonable asms to want to write.  This asm
4024 takes one input, which is internally popped, and produces two outputs.
4025
4026 @example
4027 asm ("fsincos" : "=t" (cos), "=u" (sin) : "0" (inp));
4028 @end example
4029
4030 This asm takes two inputs, which are popped by the @code{fyl2xp1} opcode,
4031 and replaces them with one output.  The user must code the @code{st(1)}
4032 clobber for reg-stack.c to know that @code{fyl2xp1} pops both inputs.
4033
4034 @example
4035 asm ("fyl2xp1" : "=t" (result) : "0" (x), "u" (y) : "st(1)");
4036 @end example
4037
4038 @include md.texi
4039
4040 @node Asm Labels
4041 @section Controlling Names Used in Assembler Code
4042 @cindex assembler names for identifiers
4043 @cindex names used in assembler code
4044 @cindex identifiers, names in assembler code
4045
4046 You can specify the name to be used in the assembler code for a C
4047 function or variable by writing the @code{asm} (or @code{__asm__})
4048 keyword after the declarator as follows:
4049
4050 @example
4051 int foo asm ("myfoo") = 2;
4052 @end example
4053
4054 @noindent
4055 This specifies that the name to be used for the variable @code{foo} in
4056 the assembler code should be @samp{myfoo} rather than the usual
4057 @samp{_foo}.
4058
4059 On systems where an underscore is normally prepended to the name of a C
4060 function or variable, this feature allows you to define names for the
4061 linker that do not start with an underscore.
4062
4063 It does not make sense to use this feature with a non-static local
4064 variable since such variables do not have assembler names.  If you are
4065 trying to put the variable in a particular register, see @ref{Explicit
4066 Reg Vars}.  GCC presently accepts such code with a warning, but will
4067 probably be changed to issue an error, rather than a warning, in the
4068 future.
4069
4070 You cannot use @code{asm} in this way in a function @emph{definition}; but
4071 you can get the same effect by writing a declaration for the function
4072 before its definition and putting @code{asm} there, like this:
4073
4074 @example
4075 extern func () asm ("FUNC");
4076
4077 func (x, y)
4078      int x, y;
4079 /* @r{@dots{}} */
4080 @end example
4081
4082 It is up to you to make sure that the assembler names you choose do not
4083 conflict with any other assembler symbols.  Also, you must not use a
4084 register name; that would produce completely invalid assembler code.  GCC
4085 does not as yet have the ability to store static variables in registers.
4086 Perhaps that will be added.
4087
4088 @node Explicit Reg Vars
4089 @section Variables in Specified Registers
4090 @cindex explicit register variables
4091 @cindex variables in specified registers
4092 @cindex specified registers
4093 @cindex registers, global allocation
4094
4095 GNU C allows you to put a few global variables into specified hardware
4096 registers.  You can also specify the register in which an ordinary
4097 register variable should be allocated.
4098
4099 @itemize @bullet
4100 @item
4101 Global register variables reserve registers throughout the program.
4102 This may be useful in programs such as programming language
4103 interpreters which have a couple of global variables that are accessed
4104 very often.
4105
4106 @item
4107 Local register variables in specific registers do not reserve the
4108 registers.  The compiler's data flow analysis is capable of determining
4109 where the specified registers contain live values, and where they are
4110 available for other uses.  Stores into local register variables may be deleted
4111 when they appear to be dead according to dataflow analysis.  References
4112 to local register variables may be deleted or moved or simplified.
4113
4114 These local variables are sometimes convenient for use with the extended
4115 @code{asm} feature (@pxref{Extended Asm}), if you want to write one
4116 output of the assembler instruction directly into a particular register.
4117 (This will work provided the register you specify fits the constraints
4118 specified for that operand in the @code{asm}.)
4119 @end itemize
4120
4121 @menu
4122 * Global Reg Vars::
4123 * Local Reg Vars::
4124 @end menu
4125
4126 @node Global Reg Vars
4127 @subsection Defining Global Register Variables
4128 @cindex global register variables
4129 @cindex registers, global variables in
4130
4131 You can define a global register variable in GNU C like this:
4132
4133 @example
4134 register int *foo asm ("a5");
4135 @end example
4136
4137 @noindent
4138 Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Choose a
4139 register which is normally saved and restored by function calls on your
4140 machine, so that library routines will not clobber it.
4141
4142 Naturally the register name is cpu-dependent, so you would need to
4143 conditionalize your program according to cpu type.  The register
4144 @code{a5} would be a good choice on a 68000 for a variable of pointer
4145 type.  On machines with register windows, be sure to choose a ``global''
4146 register that is not affected magically by the function call mechanism.
4147
4148 In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
4149 name the registers; then you would need additional conditionals.  For
4150 example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
4151
4152 Eventually there may be a way of asking the compiler to choose a register
4153 automatically, but first we need to figure out how it should choose and
4154 how to enable you to guide the choice.  No solution is evident.
4155
4156 Defining a global register variable in a certain register reserves that
4157 register entirely for this use, at least within the current compilation.
4158 The register will not be allocated for any other purpose in the functions
4159 in the current compilation.  The register will not be saved and restored by
4160 these functions.  Stores into this register are never deleted even if they
4161 would appear to be dead, but references may be deleted or moved or
4162 simplified.
4163
4164 It is not safe to access the global register variables from signal
4165 handlers, or from more than one thread of control, because the system
4166 library routines may temporarily use the register for other things (unless
4167 you recompile them specially for the task at hand).
4168
4169 @cindex @code{qsort}, and global register variables
4170 It is not safe for one function that uses a global register variable to
4171 call another such function @code{foo} by way of a third function
4172 @code{lose} that was compiled without knowledge of this variable (i.e.@: in a
4173 different source file in which the variable wasn't declared).  This is
4174 because @code{lose} might save the register and put some other value there.
4175 For example, you can't expect a global register variable to be available in
4176 the comparison-function that you pass to @code{qsort}, since @code{qsort}
4177 might have put something else in that register.  (If you are prepared to
4178 recompile @code{qsort} with the same global register variable, you can
4179 solve this problem.)
4180
4181 If you want to recompile @code{qsort} or other source files which do not
4182 actually use your global register variable, so that they will not use that
4183 register for any other purpose, then it suffices to specify the compiler
4184 option @option{-ffixed-@var{reg}}.  You need not actually add a global
4185 register declaration to their source code.
4186
4187 A function which can alter the value of a global register variable cannot
4188 safely be called from a function compiled without this variable, because it
4189 could clobber the value the caller expects to find there on return.
4190 Therefore, the function which is the entry point into the part of the
4191 program that uses the global register variable must explicitly save and
4192 restore the value which belongs to its caller.
4193
4194 @cindex register variable after @code{longjmp}
4195 @cindex global register after @code{longjmp}
4196 @cindex value after @code{longjmp}
4197 @findex longjmp
4198 @findex setjmp
4199 On most machines, @code{longjmp} will restore to each global register
4200 variable the value it had at the time of the @code{setjmp}.  On some
4201 machines, however, @code{longjmp} will not change the value of global
4202 register variables.  To be portable, the function that called @code{setjmp}
4203 should make other arrangements to save the values of the global register
4204 variables, and to restore them in a @code{longjmp}.  This way, the same
4205 thing will happen regardless of what @code{longjmp} does.
4206
4207 All global register variable declarations must precede all function
4208 definitions.  If such a declaration could appear after function
4209 definitions, the declaration would be too late to prevent the register from
4210 being used for other purposes in the preceding functions.
4211
4212 Global register variables may not have initial values, because an
4213 executable file has no means to supply initial contents for a register.
4214
4215 On the SPARC, there are reports that g3 @dots{} g7 are suitable
4216 registers, but certain library functions, such as @code{getwd}, as well
4217 as the subroutines for division and remainder, modify g3 and g4.  g1 and
4218 g2 are local temporaries.
4219
4220 On the 68000, a2 @dots{} a5 should be suitable, as should d2 @dots{} d7.
4221 Of course, it will not do to use more than a few of those.
4222
4223 @node Local Reg Vars
4224 @subsection Specifying Registers for Local Variables
4225 @cindex local variables, specifying registers
4226 @cindex specifying registers for local variables
4227 @cindex registers for local variables
4228
4229 You can define a local register variable with a specified register
4230 like this:
4231
4232 @example
4233 register int *foo asm ("a5");
4234 @end example
4235
4236 @noindent
4237 Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Note
4238 that this is the same syntax used for defining global register
4239 variables, but for a local variable it would appear within a function.
4240
4241 Naturally the register name is cpu-dependent, but this is not a
4242 problem, since specific registers are most often useful with explicit
4243 assembler instructions (@pxref{Extended Asm}).  Both of these things
4244 generally require that you conditionalize your program according to
4245 cpu type.
4246
4247 In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
4248 name the registers; then you would need additional conditionals.  For
4249 example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
4250
4251 Defining such a register variable does not reserve the register; it
4252 remains available for other uses in places where flow control determines
4253 the variable's value is not live.  However, these registers are made
4254 unavailable for use in the reload pass; excessive use of this feature
4255 leaves the compiler too few available registers to compile certain
4256 functions.
4257
4258 This option does not guarantee that GCC will generate code that has
4259 this variable in the register you specify at all times.  You may not
4260 code an explicit reference to this register in an @code{asm} statement
4261 and assume it will always refer to this variable.
4262
4263 Stores into local register variables may be deleted when they appear to be dead
4264 according to dataflow analysis.  References to local register variables may
4265 be deleted or moved or simplified.
4266
4267 @node Alternate Keywords
4268 @section Alternate Keywords
4269 @cindex alternate keywords
4270 @cindex keywords, alternate
4271
4272 @option{-ansi} and the various @option{-std} options disable certain
4273 keywords.  This causes trouble when you want to use GNU C extensions, or
4274 a general-purpose header file that should be usable by all programs,
4275 including ISO C programs.  The keywords @code{asm}, @code{typeof} and
4276 @code{inline} are not available in programs compiled with
4277 @option{-ansi} or @option{-std} (although @code{inline} can be used in a
4278 program compiled with @option{-std=c99}).  The ISO C99 keyword
4279 @code{restrict} is only available when @option{-std=gnu99} (which will
4280 eventually be the default) or @option{-std=c99} (or the equivalent
4281 @option{-std=iso9899:1999}) is used.
4282
4283 The way to solve these problems is to put @samp{__} at the beginning and
4284 end of each problematical keyword.  For example, use @code{__asm__}
4285 instead of @code{asm}, and @code{__inline__} instead of @code{inline}.
4286
4287 Other C compilers won't accept these alternative keywords; if you want to
4288 compile with another compiler, you can define the alternate keywords as
4289 macros to replace them with the customary keywords.  It looks like this:
4290
4291 @example
4292 #ifndef __GNUC__
4293 #define __asm__ asm
4294 #endif
4295 @end example
4296
4297 @findex __extension__
4298 @opindex pedantic
4299 @option{-pedantic} and other options cause warnings for many GNU C extensions.
4300 You can
4301 prevent such warnings within one expression by writing
4302 @code{__extension__} before the expression.  @code{__extension__} has no
4303 effect aside from this.
4304
4305 @node Incomplete Enums
4306 @section Incomplete @code{enum} Types
4307
4308 You can define an @code{enum} tag without specifying its possible values.
4309 This results in an incomplete type, much like what you get if you write
4310 @code{struct foo} without describing the elements.  A later declaration
4311 which does specify the possible values completes the type.
4312
4313 You can't allocate variables or storage using the type while it is
4314 incomplete.  However, you can work with pointers to that type.
4315
4316 This extension may not be very useful, but it makes the handling of
4317 @code{enum} more consistent with the way @code{struct} and @code{union}
4318 are handled.
4319
4320 This extension is not supported by GNU C++.
4321
4322 @node Function Names
4323 @section Function Names as Strings
4324 @cindex @code{__FUNCTION__} identifier
4325 @cindex @code{__PRETTY_FUNCTION__} identifier
4326 @cindex @code{__func__} identifier
4327
4328 GCC predefines two magic identifiers to hold the name of the current
4329 function.  The identifier @code{__FUNCTION__} holds the name of the function
4330 as it appears in the source.  The identifier @code{__PRETTY_FUNCTION__}
4331 holds the name of the function pretty printed in a language specific
4332 fashion.
4333
4334 These names are always the same in a C function, but in a C++ function
4335 they may be different.  For example, this program:
4336
4337 @smallexample
4338 extern "C" @{
4339 extern int printf (char *, ...);
4340 @}
4341
4342 class a @{
4343  public:
4344   sub (int i)
4345     @{
4346       printf ("__FUNCTION__ = %s\n", __FUNCTION__);
4347       printf ("__PRETTY_FUNCTION__ = %s\n", __PRETTY_FUNCTION__);
4348     @}
4349 @};
4350
4351 int
4352 main (void)
4353 @{
4354   a ax;
4355   ax.sub (0);
4356   return 0;
4357 @}
4358 @end smallexample
4359
4360 @noindent
4361 gives this output:
4362
4363 @smallexample
4364 __FUNCTION__ = sub
4365 __PRETTY_FUNCTION__ = int  a::sub (int)
4366 @end smallexample
4367
4368 The compiler automagically replaces the identifiers with a string
4369 literal containing the appropriate name.  Thus, they are neither
4370 preprocessor macros, like @code{__FILE__} and @code{__LINE__}, nor
4371 variables.  This means that they catenate with other string literals, and
4372 that they can be used to initialize char arrays.  For example
4373
4374 @smallexample
4375 char here[] = "Function " __FUNCTION__ " in " __FILE__;
4376 @end smallexample
4377
4378 On the other hand, @samp{#ifdef __FUNCTION__} does not have any special
4379 meaning inside a function, since the preprocessor does not do anything
4380 special with the identifier @code{__FUNCTION__}.
4381
4382 Note that these semantics are deprecated, and that GCC 3.2 will handle
4383 @code{__FUNCTION__} and @code{__PRETTY_FUNCTION__} the same way as
4384 @code{__func__}.  @code{__func__} is defined by the ISO standard C99:
4385
4386 @display
4387 The identifier @code{__func__} is implicitly declared by the translator
4388 as if, immediately following the opening brace of each function
4389 definition, the declaration
4390
4391 @smallexample
4392 static const char __func__[] = "function-name";
4393 @end smallexample
4394
4395 appeared, where function-name is the name of the lexically-enclosing
4396 function.  This name is the unadorned name of the function.
4397 @end display
4398
4399 By this definition, @code{__func__} is a variable, not a string literal.
4400 In particular, @code{__func__} does not catenate with other string
4401 literals.
4402
4403 In @code{C++}, @code{__FUNCTION__} and @code{__PRETTY_FUNCTION__} are
4404 variables, declared in the same way as @code{__func__}.
4405
4406 @node Return Address
4407 @section Getting the Return or Frame Address of a Function
4408
4409 These functions may be used to get information about the callers of a
4410 function.
4411
4412 @deftypefn {Built-in Function} {void *} __builtin_return_address (unsigned int @var{level})
4413 This function returns the return address of the current function, or of
4414 one of its callers.  The @var{level} argument is number of frames to
4415 scan up the call stack.  A value of @code{0} yields the return address
4416 of the current function, a value of @code{1} yields the return address
4417 of the caller of the current function, and so forth. When inlining
4418 the expected behavior is that the function will return the address of
4419 the function that will be returned to.  To work around this behavior use
4420 the @code{noinline} function attribute.
4421
4422 The @var{level} argument must be a constant integer.
4423
4424 On some machines it may be impossible to determine the return address of
4425 any function other than the current one; in such cases, or when the top
4426 of the stack has been reached, this function will return @code{0} or a
4427 random value. In addition, @code{__builtin_frame_address} may be used
4428 to determine if the top of the stack has been reached.
4429
4430 This function should only be used with a nonzero argument for debugging
4431 purposes.
4432 @end deftypefn
4433
4434 @deftypefn {Built-in Function} {void *} __builtin_frame_address (unsigned int @var{level})
4435 This function is similar to @code{__builtin_return_address}, but it
4436 returns the address of the function frame rather than the return address
4437 of the function.  Calling @code{__builtin_frame_address} with a value of
4438 @code{0} yields the frame address of the current function, a value of
4439 @code{1} yields the frame address of the caller of the current function,
4440 and so forth.
4441
4442 The frame is the area on the stack which holds local variables and saved
4443 registers.  The frame address is normally the address of the first word
4444 pushed on to the stack by the function.  However, the exact definition
4445 depends upon the processor and the calling convention.  If the processor
4446 has a dedicated frame pointer register, and the function has a frame,
4447 then @code{__builtin_frame_address} will return the value of the frame
4448 pointer register.
4449
4450 On some machines it may be impossible to determine the frame address of
4451 any function other than the current one; in such cases, or when the top
4452 of the stack has been reached, this function will return @code{0} if
4453 the first frame pointer is properly initialized by the startup code.
4454
4455 This function should only be used with a nonzero argument for debugging
4456 purposes.
4457 @end deftypefn
4458
4459 @node Vector Extensions
4460 @section Using vector instructions through built-in functions
4461
4462 On some targets, the instruction set contains SIMD vector instructions that
4463 operate on multiple values contained in one large register at the same time.
4464 For example, on the i386 the MMX, 3Dnow! and SSE extensions can be used
4465 this way.
4466
4467 The first step in using these extensions is to provide the necessary data
4468 types.  This should be done using an appropriate @code{typedef}:
4469
4470 @example
4471 typedef int v4si __attribute__ ((mode(V4SI)));
4472 @end example
4473
4474 The base type @code{int} is effectively ignored by the compiler, the
4475 actual properties of the new type @code{v4si} are defined by the
4476 @code{__attribute__}.  It defines the machine mode to be used; for vector
4477 types these have the form @code{V@var{n}@var{B}}; @var{n} should be the
4478 number of elements in the vector, and @var{B} should be the base mode of the
4479 individual elements.  The following can be used as base modes:
4480
4481 @table @code
4482 @item QI
4483 An integer that is as wide as the smallest addressable unit, usually 8 bits.
4484 @item HI
4485 An integer, twice as wide as a QI mode integer, usually 16 bits.
4486 @item SI
4487 An integer, four times as wide as a QI mode integer, usually 32 bits.
4488 @item DI
4489 An integer, eight times as wide as a QI mode integer, usually 64 bits.
4490 @item SF
4491 A floating point value, as wide as a SI mode integer, usually 32 bits.
4492 @item DF
4493 A floating point value, as wide as a DI mode integer, usually 64 bits.
4494 @end table
4495
4496 Specifying a combination that is not valid for the current architecture
4497 will cause gcc to synthesize the instructions using a narrower mode.
4498 For example, if you specify a variable of type @code{V4SI} and your
4499 architecture does not allow for this specific SIMD type, gcc will
4500 produce code that uses 4 @code{SIs}.
4501
4502 The types defined in this manner can be used with a subset of normal C
4503 operations.  Currently, gcc will allow using the following operators on
4504 these types: @code{+, -, *, /, unary minus}@.
4505
4506 The operations behave like C++ @code{valarrays}.  Addition is defined as
4507 the addition of the corresponding elements of the operands.  For
4508 example, in the code below, each of the 4 elements in @var{a} will be
4509 added to the corresponding 4 elements in @var{b} and the resulting
4510 vector will be stored in @var{c}.
4511
4512 @example
4513 typedef int v4si __attribute__ ((mode(V4SI)));
4514
4515 v4si a, b, c;
4516
4517 c = a + b;
4518 @end example
4519
4520 Subtraction, multiplication, and division operate in a similar manner.
4521 Likewise, the result of using the unary minus operator on a vector type
4522 is a vector whose elements are the negative value of the corresponding
4523 elements in the operand.
4524
4525 You can declare variables and use them in function calls and returns, as
4526 well as in assignments and some casts.  You can specify a vector type as
4527 a return type for a function.  Vector types can also be used as function
4528 arguments.  It is possible to cast from one vector type to another,
4529 provided they are of the same size (in fact, you can also cast vectors
4530 to and from other datatypes of the same size).
4531
4532 You cannot operate between vectors of different lengths or different
4533 signness without a cast.
4534
4535 A port that supports hardware vector operations, usually provides a set
4536 of built-in functions that can be used to operate on vectors.  For
4537 example, a function to add two vectors and multiply the result by a
4538 third could look like this:
4539
4540 @example
4541 v4si f (v4si a, v4si b, v4si c)
4542 @{
4543   v4si tmp = __builtin_addv4si (a, b);
4544   return __builtin_mulv4si (tmp, c);
4545 @}
4546
4547 @end example
4548
4549 @node Other Builtins
4550 @section Other built-in functions provided by GCC
4551 @cindex built-in functions
4552 @findex __builtin_isgreater
4553 @findex __builtin_isgreaterequal
4554 @findex __builtin_isless
4555 @findex __builtin_islessequal
4556 @findex __builtin_islessgreater
4557 @findex __builtin_isunordered
4558 @findex abort
4559 @findex abs
4560 @findex alloca
4561 @findex bcmp
4562 @findex bzero
4563 @findex cimag
4564 @findex cimagf
4565 @findex cimagl
4566 @findex conj
4567 @findex conjf
4568 @findex conjl
4569 @findex cos
4570 @findex cosf
4571 @findex cosl
4572 @findex creal
4573 @findex crealf
4574 @findex creall
4575 @findex exit
4576 @findex _exit
4577 @findex _Exit
4578 @findex exp
4579 @findex expf
4580 @findex expl
4581 @findex fabs
4582 @findex fabsf
4583 @findex fabsl
4584 @findex ffs
4585 @findex fprintf
4586 @findex fprintf_unlocked
4587 @findex fputs
4588 @findex fputs_unlocked
4589 @findex imaxabs
4590 @findex index
4591 @findex labs
4592 @findex llabs
4593 @findex log
4594 @findex logf
4595 @findex logl
4596 @findex memcmp
4597 @findex memcpy
4598 @findex memset
4599 @findex printf
4600 @findex printf_unlocked
4601 @findex rindex
4602 @findex sin
4603 @findex sinf
4604 @findex sinl
4605 @findex sqrt
4606 @findex sqrtf
4607 @findex sqrtl
4608 @findex strcat
4609 @findex strchr
4610 @findex strcmp
4611 @findex strcpy
4612 @findex strcspn
4613 @findex strlen
4614 @findex strncat
4615 @findex strncmp
4616 @findex strncpy
4617 @findex strpbrk
4618 @findex strrchr
4619 @findex strspn
4620 @findex strstr
4621 @findex floor
4622 @findex floorf
4623 @findex floorl
4624 @findex ceil
4625 @findex ceilf
4626 @findex ceill
4627 @findex round
4628 @findex roundf
4629 @findex roundl
4630 @findex trunc
4631 @findex truncf
4632 @findex truncl
4633 @findex nearbyint
4634 @findex nearbyintf
4635 @findex nearbyintl
4636
4637 GCC provides a large number of built-in functions other than the ones
4638 mentioned above.  Some of these are for internal use in the processing
4639 of exceptions or variable-length argument lists and will not be
4640 documented here because they may change from time to time; we do not
4641 recommend general use of these functions.
4642
4643 The remaining functions are provided for optimization purposes.
4644
4645 @opindex fno-builtin
4646 GCC includes built-in versions of many of the functions in the standard
4647 C library.  The versions prefixed with @code{__builtin_} will always be
4648 treated as having the same meaning as the C library function even if you
4649 specify the @option{-fno-builtin} option. (@pxref{C Dialect Options})
4650 Many of these functions are only optimized in certain cases; if they are
4651 not optimized in a particular case, a call to the library function will
4652 be emitted.
4653
4654 @opindex ansi
4655 @opindex std
4656 The functions @code{abort}, @code{exit}, @code{_Exit} and @code{_exit}
4657 are recognized and presumed not to return, but otherwise are not built
4658 in.  @code{_exit} is not recognized in strict ISO C mode (@option{-ansi},
4659 @option{-std=c89} or @option{-std=c99}).  @code{_Exit} is not recognized in
4660 strict C89 mode (@option{-ansi} or @option{-std=c89}).  All these functions
4661 have corresponding versions prefixed with @code{__builtin_}, which may be
4662 used even in strict C89 mode.
4663
4664 Outside strict ISO C mode, the functions @code{alloca}, @code{bcmp},
4665 @code{bzero}, @code{index}, @code{rindex}, @code{ffs}, @code{fputs_unlocked},
4666 @code{printf_unlocked} and @code{fprintf_unlocked} may be handled as
4667 built-in functions.  All these functions have corresponding versions
4668 prefixed with @code{__builtin_}, which may be used even in strict C89
4669 mode.
4670
4671 The ISO C99 functions @code{conj}, @code{conjf}, @code{conjl}, @code{creal},
4672 @code{crealf}, @code{creall}, @code{cimag}, @code{cimagf}, @code{cimagl},
4673 @code{llabs}, @code{imaxabs}, @code{round}, @code{trunc}, @code{nearbyint},
4674 @code{roundf}, @code{truncf}, @code{nearbyintf}, @code{roundl}, @code{truncl} and
4675 @code{nearbyintl} are handled as built-in functions except in strict ISO C90 mode.
4676 There are also built-in versions of the ISO C99 functions @code{cosf},
4677 @code{cosl}, @code{expf}, @code{expl}, @code{fabsf}, @code{fabsl}, @code{logf},
4678 @code{logl}, @code{sinf}, @code{sinl}, @code{sqrtf}, @code{sqrtl},
4679 @code{ceilf}, @code{ceill}, @code{floorf} and @code{floorl} that are recognized
4680 in any mode since ISO C90 reserves these names for the purpose to which ISO C99
4681 puts them.  All these functions have corresponding versions prefixed with
4682 @code{__builtin_}.
4683
4684 The ISO C90 functions @code{abs}, @code{cos}, @code{exp}, @code{fabs},
4685 @code{fprintf}, @code{fputs}, @code{labs}, @code{log}, @code{floor},
4686 @code{ceil} @code{memcmp}, @code{memcpy}, @code{memset}, @code{printf},
4687 @code{sin}, @code{sqrt}, @code{strcat}, @code{strchr}, @code{strcmp},
4688 @code{strcpy}, @code{strcspn}, @code{strlen}, @code{strncat}, @code{strncmp},
4689 @code{strncpy}, @code{strpbrk}, @code{strrchr}, @code{strspn}, and
4690 @code{strstr} are all recognized as built-in functions unless
4691 @option{-fno-builtin} is specified (or @option{-fno-builtin-@var{function}} is
4692 specified for an individual function).  All of these functions have
4693 corresponding versions prefixed with @code{__builtin_}.
4694
4695 GCC provides built-in versions of the ISO C99 floating point comparison
4696 macros that avoid raising exceptions for unordered operands.  They have
4697 the same names as the standard macros ( @code{isgreater},
4698 @code{isgreaterequal}, @code{isless}, @code{islessequal},
4699 @code{islessgreater}, and @code{isunordered}) , with @code{__builtin_}
4700 prefixed.  We intend for a library implementor to be able to simply
4701 @code{#define} each standard macro to its built-in equivalent.
4702
4703 @deftypefn {Built-in Function} int __builtin_types_compatible_p (@var{type1}, @var{type2})
4704
4705 You can use the built-in function @code{__builtin_types_compatible_p} to
4706 determine whether two types are the same.
4707
4708 This built-in function returns 1 if the unqualified versions of the
4709 types @var{type1} and @var{type2} (which are types, not expressions) are
4710 compatible, 0 otherwise.  The result of this built-in function can be
4711 used in integer constant expressions.
4712
4713 This built-in function ignores top level qualifiers (e.g., @code{const},
4714 @code{volatile}).  For example, @code{int} is equivalent to @code{const
4715 int}.
4716
4717 The type @code{int[]} and @code{int[5]} are compatible.  On the other
4718 hand, @code{int} and @code{char *} are not compatible, even if the size
4719 of their types, on the particular architecture are the same.  Also, the
4720 amount of pointer indirection is taken into account when determining
4721 similarity.  Consequently, @code{short *} is not similar to
4722 @code{short **}.  Furthermore, two types that are typedefed are
4723 considered compatible if their underlying types are compatible.
4724
4725 An @code{enum} type is considered to be compatible with another
4726 @code{enum} type.  For example, @code{enum @{foo, bar@}} is similar to
4727 @code{enum @{hot, dog@}}.
4728
4729 You would typically use this function in code whose execution varies
4730 depending on the arguments' types.  For example:
4731
4732 @smallexample
4733 #define foo(x)                                                  \
4734   (@{                                                           \
4735     typeof (x) tmp;                                             \
4736     if (__builtin_types_compatible_p (typeof (x), long double)) \
4737       tmp = foo_long_double (tmp);                              \
4738     else if (__builtin_types_compatible_p (typeof (x), double)) \
4739       tmp = foo_double (tmp);                                   \
4740     else if (__builtin_types_compatible_p (typeof (x), float))  \
4741       tmp = foo_float (tmp);                                    \
4742     else                                                        \
4743       abort ();                                                 \
4744     tmp;                                                        \
4745   @})
4746 @end smallexample
4747
4748 @emph{Note:} This construct is only available for C.
4749
4750 @end deftypefn
4751
4752 @deftypefn {Built-in Function} @var{type} __builtin_choose_expr (@var{const_exp}, @var{exp1}, @var{exp2})
4753
4754 You can use the built-in function @code{__builtin_choose_expr} to
4755 evaluate code depending on the value of a constant expression.  This
4756 built-in function returns @var{exp1} if @var{const_exp}, which is a
4757 constant expression that must be able to be determined at compile time,
4758 is nonzero.  Otherwise it returns 0.
4759
4760 This built-in function is analogous to the @samp{? :} operator in C,
4761 except that the expression returned has its type unaltered by promotion
4762 rules.  Also, the built-in function does not evaluate the expression
4763 that was not chosen.  For example, if @var{const_exp} evaluates to true,
4764 @var{exp2} is not evaluated even if it has side-effects.
4765
4766 This built-in function can return an lvalue if the chosen argument is an
4767 lvalue.
4768
4769 If @var{exp1} is returned, the return type is the same as @var{exp1}'s
4770 type.  Similarly, if @var{exp2} is returned, its return type is the same
4771 as @var{exp2}.
4772
4773 Example:
4774
4775 @smallexample
4776 #define foo(x)                                                    \
4777   __builtin_choose_expr (                                         \
4778     __builtin_types_compatible_p (typeof (x), double),            \
4779     foo_double (x),                                               \
4780     __builtin_choose_expr (                                       \
4781       __builtin_types_compatible_p (typeof (x), float),           \
4782       foo_float (x),                                              \
4783       /* @r{The void expression results in a compile-time error}  \
4784          @r{when assigning the result to something.}  */          \
4785       (void)0))
4786 @end smallexample
4787
4788 @emph{Note:} This construct is only available for C.  Furthermore, the
4789 unused expression (@var{exp1} or @var{exp2} depending on the value of
4790 @var{const_exp}) may still generate syntax errors.  This may change in
4791 future revisions.
4792
4793 @end deftypefn
4794
4795 @deftypefn {Built-in Function} int __builtin_constant_p (@var{exp})
4796 You can use the built-in function @code{__builtin_constant_p} to
4797 determine if a value is known to be constant at compile-time and hence
4798 that GCC can perform constant-folding on expressions involving that
4799 value.  The argument of the function is the value to test.  The function
4800 returns the integer 1 if the argument is known to be a compile-time
4801 constant and 0 if it is not known to be a compile-time constant.  A
4802 return of 0 does not indicate that the value is @emph{not} a constant,
4803 but merely that GCC cannot prove it is a constant with the specified
4804 value of the @option{-O} option.
4805
4806 You would typically use this function in an embedded application where
4807 memory was a critical resource.  If you have some complex calculation,
4808 you may want it to be folded if it involves constants, but need to call
4809 a function if it does not.  For example:
4810
4811 @smallexample
4812 #define Scale_Value(X)      \
4813   (__builtin_constant_p (X) \
4814   ? ((X) * SCALE + OFFSET) : Scale (X))
4815 @end smallexample
4816
4817 You may use this built-in function in either a macro or an inline
4818 function.  However, if you use it in an inlined function and pass an
4819 argument of the function as the argument to the built-in, GCC will
4820 never return 1 when you call the inline function with a string constant
4821 or compound literal (@pxref{Compound Literals}) and will not return 1
4822 when you pass a constant numeric value to the inline function unless you
4823 specify the @option{-O} option.
4824
4825 You may also use @code{__builtin_constant_p} in initializers for static
4826 data.  For instance, you can write
4827
4828 @smallexample
4829 static const int table[] = @{
4830    __builtin_constant_p (EXPRESSION) ? (EXPRESSION) : -1,
4831    /* @r{@dots{}} */
4832 @};
4833 @end smallexample
4834
4835 @noindent
4836 This is an acceptable initializer even if @var{EXPRESSION} is not a
4837 constant expression.  GCC must be more conservative about evaluating the
4838 built-in in this case, because it has no opportunity to perform
4839 optimization.
4840
4841 Previous versions of GCC did not accept this built-in in data
4842 initializers.  The earliest version where it is completely safe is
4843 3.0.1.
4844 @end deftypefn
4845
4846 @deftypefn {Built-in Function} long __builtin_expect (long @var{exp}, long @var{c})
4847 @opindex fprofile-arcs
4848 You may use @code{__builtin_expect} to provide the compiler with
4849 branch prediction information.  In general, you should prefer to
4850 use actual profile feedback for this (@option{-fprofile-arcs}), as
4851 programmers are notoriously bad at predicting how their programs
4852 actually perform.  However, there are applications in which this
4853 data is hard to collect.
4854
4855 The return value is the value of @var{exp}, which should be an
4856 integral expression.  The value of @var{c} must be a compile-time
4857 constant.  The semantics of the built-in are that it is expected
4858 that @var{exp} == @var{c}.  For example:
4859
4860 @smallexample
4861 if (__builtin_expect (x, 0))
4862   foo ();
4863 @end smallexample
4864
4865 @noindent
4866 would indicate that we do not expect to call @code{foo}, since
4867 we expect @code{x} to be zero.  Since you are limited to integral
4868 expressions for @var{exp}, you should use constructions such as
4869
4870 @smallexample
4871 if (__builtin_expect (ptr != NULL, 1))
4872   error ();
4873 @end smallexample
4874
4875 @noindent
4876 when testing pointer or floating-point values.
4877 @end deftypefn
4878
4879 @deftypefn {Built-in Function} void __builtin_prefetch (const void *@var{addr}, ...)
4880 This function is used to minimize cache-miss latency by moving data into
4881 a cache before it is accessed.
4882 You can insert calls to @code{__builtin_prefetch} into code for which
4883 you know addresses of data in memory that is likely to be accessed soon.
4884 If the target supports them, data prefetch instructions will be generated.
4885 If the prefetch is done early enough before the access then the data will
4886 be in the cache by the time it is accessed.
4887
4888 The value of @var{addr} is the address of the memory to prefetch.
4889 There are two optional arguments, @var{rw} and @var{locality}.
4890 The value of @var{rw} is a compile-time constant one or zero; one
4891 means that the prefetch is preparing for a write to the memory address
4892 and zero, the default, means that the prefetch is preparing for a read.
4893 The value @var{locality} must be a compile-time constant integer between
4894 zero and three.  A value of zero means that the data has no temporal
4895 locality, so it need not be left in the cache after the access.  A value
4896 of three means that the data has a high degree of temporal locality and
4897 should be left in all levels of cache possible.  Values of one and two
4898 mean, respectively, a low or moderate degree of temporal locality.  The
4899 default is three.
4900
4901 @smallexample
4902 for (i = 0; i < n; i++)
4903   @{
4904     a[i] = a[i] + b[i];
4905     __builtin_prefetch (&a[i+j], 1, 1);
4906     __builtin_prefetch (&b[i+j], 0, 1);
4907     /* @r{@dots{}} */
4908   @}
4909 @end smallexample
4910
4911 Data prefetch does not generate faults if @var{addr} is invalid, but
4912 the address expression itself must be valid.  For example, a prefetch
4913 of @code{p->next} will not fault if @code{p->next} is not a valid
4914 address, but evaluation will fault if @code{p} is not a valid address.
4915
4916 If the target does not support data prefetch, the address expression
4917 is evaluated if it includes side effects but no other code is generated
4918 and GCC does not issue a warning.
4919 @end deftypefn
4920
4921 @deftypefn {Built-in Function} double __builtin_huge_val (void)
4922 Returns a positive infinity, if supported by the floating-point format,
4923 else @code{DBL_MAX}.  This function is suitable for implementing the
4924 ISO C macro @code{HUGE_VAL}.
4925 @end deftypefn
4926
4927 @deftypefn {Built-in Function} float __builtin_huge_valf (void)
4928 Similar to @code{__builtin_huge_val}, except the return type is @code{float}.
4929 @end deftypefn
4930
4931 @deftypefn {Built-in Function} long double __builtin_huge_vall (void)
4932 Similar to @code{__builtin_huge_val}, except the return
4933 type is @code{long double}.
4934 @end deftypefn
4935
4936 @deftypefn {Built-in Function} double __builtin_inf (void)
4937 Similar to @code{__builtin_huge_val}, except a warning is generated
4938 if the target floating-point format does not support infinities.
4939 This function is suitable for implementing the ISO C99 macro @code{INFINITY}.
4940 @end deftypefn
4941
4942 @deftypefn {Built-in Function} float __builtin_inff (void)
4943 Similar to @code{__builtin_inf}, except the return type is @code{float}.
4944 @end deftypefn
4945
4946 @deftypefn {Built-in Function} long double __builtin_infl (void)
4947 Similar to @code{__builtin_inf}, except the return
4948 type is @code{long double}.
4949 @end deftypefn
4950
4951 @deftypefn {Built-in Function} double __builtin_nan (const char *str)
4952 This is an implementation of the ISO C99 function @code{nan}.
4953
4954 Since ISO C99 defines this function in terms of @code{strtod}, which we
4955 do not implement, a description of the parsing is in order.  The string
4956 is parsed as by @code{strtol}; that is, the base is recognized by
4957 leading @samp{0} or @samp{0x} prefixes.  The number parsed is placed
4958 in the significand such that the least significant bit of the number
4959 is at the least significant bit of the significand.  The number is 
4960 truncated to fit the significand field provided.  The significand is
4961 forced to be a quiet NaN.
4962
4963 This function, if given a string literal, is evaluated early enough
4964 that it is considered a compile-time constant.
4965 @end deftypefn
4966
4967 @deftypefn {Built-in Function} float __builtin_nanf (const char *str)
4968 Similar to @code{__builtin_nan}, except the return type is @code{float}.
4969 @end deftypefn
4970
4971 @deftypefn {Built-in Function} long double __builtin_nanl (const char *str)
4972 Similar to @code{__builtin_nan}, except the return type is @code{long double}.
4973 @end deftypefn
4974
4975 @deftypefn {Built-in Function} double __builtin_nans (const char *str)
4976 Similar to @code{__builtin_nan}, except the significand is forced 
4977 to be a signaling NaN.  The @code{nans} function is proposed by
4978 @uref{http://std.dkuug.dk/JTC1/SC22/WG14/www/docs/n965.htm,,WG14 N965}.
4979 @end deftypefn
4980
4981 @deftypefn {Built-in Function} float __builtin_nansf (const char *str)
4982 Similar to @code{__builtin_nans}, except the return type is @code{float}.
4983 @end deftypefn
4984
4985 @deftypefn {Built-in Function} long double __builtin_nansl (const char *str)
4986 Similar to @code{__builtin_nans}, except the return type is @code{long double}.
4987 @end deftypefn
4988
4989 @node Target Builtins
4990 @section Built-in Functions Specific to Particular Target Machines
4991
4992 On some target machines, GCC supports many built-in functions specific
4993 to those machines.  Generally these generate calls to specific machine
4994 instructions, but allow the compiler to schedule those calls.
4995
4996 @menu
4997 * Alpha Built-in Functions::
4998 * X86 Built-in Functions::
4999 * PowerPC AltiVec Built-in Functions::
5000 @end menu
5001
5002 @node Alpha Built-in Functions
5003 @subsection Alpha Built-in Functions
5004
5005 These built-in functions are available for the Alpha family of
5006 processors, depending on the command-line switches used.
5007
5008 The following built-in functions are always available.  They
5009 all generate the machine instruction that is part of the name.
5010
5011 @example
5012 long __builtin_alpha_implver (void)
5013 long __builtin_alpha_rpcc (void)
5014 long __builtin_alpha_amask (long)
5015 long __builtin_alpha_cmpbge (long, long)
5016 long __builtin_alpha_extbl (long, long)
5017 long __builtin_alpha_extwl (long, long)
5018 long __builtin_alpha_extll (long, long)
5019 long __builtin_alpha_extql (long, long)
5020 long __builtin_alpha_extwh (long, long)
5021 long __builtin_alpha_extlh (long, long)
5022 long __builtin_alpha_extqh (long, long)
5023 long __builtin_alpha_insbl (long, long)
5024 long __builtin_alpha_inswl (long, long)
5025 long __builtin_alpha_insll (long, long)
5026 long __builtin_alpha_insql (long, long)
5027 long __builtin_alpha_inswh (long, long)
5028 long __builtin_alpha_inslh (long, long)
5029 long __builtin_alpha_insqh (long, long)
5030 long __builtin_alpha_mskbl (long, long)
5031 long __builtin_alpha_mskwl (long, long)
5032 long __builtin_alpha_mskll (long, long)
5033 long __builtin_alpha_mskql (long, long)
5034 long __builtin_alpha_mskwh (long, long)
5035 long __builtin_alpha_msklh (long, long)
5036 long __builtin_alpha_mskqh (long, long)
5037 long __builtin_alpha_umulh (long, long)
5038 long __builtin_alpha_zap (long, long)
5039 long __builtin_alpha_zapnot (long, long)
5040 @end example
5041
5042 The following built-in functions are always with @option{-mmax}
5043 or @option{-mcpu=@var{cpu}} where @var{cpu} is @code{pca56} or
5044 later.  They all generate the machine instruction that is part
5045 of the name.
5046
5047 @example
5048 long __builtin_alpha_pklb (long)
5049 long __builtin_alpha_pkwb (long)
5050 long __builtin_alpha_unpkbl (long)
5051 long __builtin_alpha_unpkbw (long)
5052 long __builtin_alpha_minub8 (long, long)
5053 long __builtin_alpha_minsb8 (long, long)
5054 long __builtin_alpha_minuw4 (long, long)
5055 long __builtin_alpha_minsw4 (long, long)
5056 long __builtin_alpha_maxub8 (long, long)
5057 long __builtin_alpha_maxsb8 (long, long)
5058 long __builtin_alpha_maxuw4 (long, long)
5059 long __builtin_alpha_maxsw4 (long, long)
5060 long __builtin_alpha_perr (long, long)
5061 @end example
5062
5063 The following built-in functions are always with @option{-mcix}
5064 or @option{-mcpu=@var{cpu}} where @var{cpu} is @code{ev67} or
5065 later.  They all generate the machine instruction that is part
5066 of the name.
5067
5068 @example
5069 long __builtin_alpha_cttz (long)
5070 long __builtin_alpha_ctlz (long)
5071 long __builtin_alpha_ctpop (long)
5072 @end example
5073
5074 The following builtins are available on systems that use the OSF/1
5075 PALcode.  Normally they invoke the @code{rduniq} and @code{wruniq}
5076 PAL calls, but when invoked with @option{-mtls-kernel}, they invoke
5077 @code{rdval} and @code{wrval}.
5078
5079 @example
5080 void *__builtin_thread_pointer (void)
5081 void __builtin_set_thread_pointer (void *)
5082 @end example
5083
5084 @node X86 Built-in Functions
5085 @subsection X86 Built-in Functions
5086
5087 These built-in functions are available for the i386 and x86-64 family
5088 of computers, depending on the command-line switches used.
5089
5090 The following machine modes are available for use with MMX built-in functions
5091 (@pxref{Vector Extensions}): @code{V2SI} for a vector of two 32-bit integers,
5092 @code{V4HI} for a vector of four 16-bit integers, and @code{V8QI} for a
5093 vector of eight 8-bit integers.  Some of the built-in functions operate on
5094 MMX registers as a whole 64-bit entity, these use @code{DI} as their mode.
5095
5096 If 3Dnow extensions are enabled, @code{V2SF} is used as a mode for a vector
5097 of two 32-bit floating point values.
5098
5099 If SSE extensions are enabled, @code{V4SF} is used for a vector of four 32-bit
5100 floating point values.  Some instructions use a vector of four 32-bit
5101 integers, these use @code{V4SI}.  Finally, some instructions operate on an
5102 entire vector register, interpreting it as a 128-bit integer, these use mode
5103 @code{TI}.
5104
5105 The following built-in functions are made available by @option{-mmmx}.
5106 All of them generate the machine instruction that is part of the name.
5107
5108 @example
5109 v8qi __builtin_ia32_paddb (v8qi, v8qi)
5110 v4hi __builtin_ia32_paddw (v4hi, v4hi)
5111 v2si __builtin_ia32_paddd (v2si, v2si)
5112 v8qi __builtin_ia32_psubb (v8qi, v8qi)
5113 v4hi __builtin_ia32_psubw (v4hi, v4hi)
5114 v2si __builtin_ia32_psubd (v2si, v2si)
5115 v8qi __builtin_ia32_paddsb (v8qi, v8qi)
5116 v4hi __builtin_ia32_paddsw (v4hi, v4hi)
5117 v8qi __builtin_ia32_psubsb (v8qi, v8qi)
5118 v4hi __builtin_ia32_psubsw (v4hi, v4hi)
5119 v8qi __builtin_ia32_paddusb (v8qi, v8qi)
5120 v4hi __builtin_ia32_paddusw (v4hi, v4hi)
5121 v8qi __builtin_ia32_psubusb (v8qi, v8qi)
5122 v4hi __builtin_ia32_psubusw (v4hi, v4hi)
5123 v4hi __builtin_ia32_pmullw (v4hi, v4hi)
5124 v4hi __builtin_ia32_pmulhw (v4hi, v4hi)
5125 di __builtin_ia32_pand (di, di)
5126 di __builtin_ia32_pandn (di,di)
5127 di __builtin_ia32_por (di, di)
5128 di __builtin_ia32_pxor (di, di)
5129 v8qi __builtin_ia32_pcmpeqb (v8qi, v8qi)
5130 v4hi __builtin_ia32_pcmpeqw (v4hi, v4hi)
5131 v2si __builtin_ia32_pcmpeqd (v2si, v2si)
5132 v8qi __builtin_ia32_pcmpgtb (v8qi, v8qi)
5133 v4hi __builtin_ia32_pcmpgtw (v4hi, v4hi)
5134 v2si __builtin_ia32_pcmpgtd (v2si, v2si)
5135 v8qi __builtin_ia32_punpckhbw (v8qi, v8qi)
5136 v4hi __builtin_ia32_punpckhwd (v4hi, v4hi)
5137 v2si __builtin_ia32_punpckhdq (v2si, v2si)
5138 v8qi __builtin_ia32_punpcklbw (v8qi, v8qi)
5139 v4hi __builtin_ia32_punpcklwd (v4hi, v4hi)
5140 v2si __builtin_ia32_punpckldq (v2si, v2si)
5141 v8qi __builtin_ia32_packsswb (v4hi, v4hi)
5142 v4hi __builtin_ia32_packssdw (v2si, v2si)
5143 v8qi __builtin_ia32_packuswb (v4hi, v4hi)
5144 @end example
5145
5146 The following built-in functions are made available either with
5147 @option{-msse}, or with a combination of @option{-m3dnow} and
5148 @option{-march=athlon}.  All of them generate the machine
5149 instruction that is part of the name.
5150
5151 @example
5152 v4hi __builtin_ia32_pmulhuw (v4hi, v4hi)
5153 v8qi __builtin_ia32_pavgb (v8qi, v8qi)
5154 v4hi __builtin_ia32_pavgw (v4hi, v4hi)
5155 v4hi __builtin_ia32_psadbw (v8qi, v8qi)
5156 v8qi __builtin_ia32_pmaxub (v8qi, v8qi)
5157 v4hi __builtin_ia32_pmaxsw (v4hi, v4hi)
5158 v8qi __builtin_ia32_pminub (v8qi, v8qi)
5159 v4hi __builtin_ia32_pminsw (v4hi, v4hi)
5160 int __builtin_ia32_pextrw (v4hi, int)
5161 v4hi __builtin_ia32_pinsrw (v4hi, int, int)
5162 int __builtin_ia32_pmovmskb (v8qi)
5163 void __builtin_ia32_maskmovq (v8qi, v8qi, char *)
5164 void __builtin_ia32_movntq (di *, di)
5165 void __builtin_ia32_sfence (void)
5166 @end example
5167
5168 The following built-in functions are available when @option{-msse} is used.
5169 All of them generate the machine instruction that is part of the name.
5170
5171 @example
5172 int __builtin_ia32_comieq (v4sf, v4sf)
5173 int __builtin_ia32_comineq (v4sf, v4sf)
5174 int __builtin_ia32_comilt (v4sf, v4sf)
5175 int __builtin_ia32_comile (v4sf, v4sf)
5176 int __builtin_ia32_comigt (v4sf, v4sf)
5177 int __builtin_ia32_comige (v4sf, v4sf)
5178 int __builtin_ia32_ucomieq (v4sf, v4sf)
5179 int __builtin_ia32_ucomineq (v4sf, v4sf)
5180 int __builtin_ia32_ucomilt (v4sf, v4sf)
5181 int __builtin_ia32_ucomile (v4sf, v4sf)
5182 int __builtin_ia32_ucomigt (v4sf, v4sf)
5183 int __builtin_ia32_ucomige (v4sf, v4sf)
5184 v4sf __builtin_ia32_addps (v4sf, v4sf)
5185 v4sf __builtin_ia32_subps (v4sf, v4sf)
5186 v4sf __builtin_ia32_mulps (v4sf, v4sf)
5187 v4sf __builtin_ia32_divps (v4sf, v4sf)
5188 v4sf __builtin_ia32_addss (v4sf, v4sf)
5189 v4sf __builtin_ia32_subss (v4sf, v4sf)
5190 v4sf __builtin_ia32_mulss (v4sf, v4sf)
5191 v4sf __builtin_ia32_divss (v4sf, v4sf)
5192 v4si __builtin_ia32_cmpeqps (v4sf, v4sf)
5193 v4si __builtin_ia32_cmpltps (v4sf, v4sf)
5194 v4si __builtin_ia32_cmpleps (v4sf, v4sf)
5195 v4si __builtin_ia32_cmpgtps (v4sf, v4sf)
5196 v4si __builtin_ia32_cmpgeps (v4sf, v4sf)
5197 v4si __builtin_ia32_cmpunordps (v4sf, v4sf)
5198 v4si __builtin_ia32_cmpneqps (v4sf, v4sf)
5199 v4si __builtin_ia32_cmpnltps (v4sf, v4sf)
5200 v4si __builtin_ia32_cmpnleps (v4sf, v4sf)
5201 v4si __builtin_ia32_cmpngtps (v4sf, v4sf)
5202 v4si __builtin_ia32_cmpngeps (v4sf, v4sf)
5203 v4si __builtin_ia32_cmpordps (v4sf, v4sf)
5204 v4si __builtin_ia32_cmpeqss (v4sf, v4sf)
5205 v4si __builtin_ia32_cmpltss (v4sf, v4sf)
5206 v4si __builtin_ia32_cmpless (v4sf, v4sf)
5207 v4si __builtin_ia32_cmpunordss (v4sf, v4sf)
5208 v4si __builtin_ia32_cmpneqss (v4sf, v4sf)
5209 v4si __builtin_ia32_cmpnlts (v4sf, v4sf)
5210 v4si __builtin_ia32_cmpnless (v4sf, v4sf)
5211 v4si __builtin_ia32_cmpordss (v4sf, v4sf)
5212 v4sf __builtin_ia32_maxps (v4sf, v4sf)
5213 v4sf __builtin_ia32_maxss (v4sf, v4sf)
5214 v4sf __builtin_ia32_minps (v4sf, v4sf)
5215 v4sf __builtin_ia32_minss (v4sf, v4sf)
5216 v4sf __builtin_ia32_andps (v4sf, v4sf)
5217 v4sf __builtin_ia32_andnps (v4sf, v4sf)
5218 v4sf __builtin_ia32_orps (v4sf, v4sf)
5219 v4sf __builtin_ia32_xorps (v4sf, v4sf)
5220 v4sf __builtin_ia32_movss (v4sf, v4sf)
5221 v4sf __builtin_ia32_movhlps (v4sf, v4sf)
5222 v4sf __builtin_ia32_movlhps (v4sf, v4sf)
5223 v4sf __builtin_ia32_unpckhps (v4sf, v4sf)
5224 v4sf __builtin_ia32_unpcklps (v4sf, v4sf)
5225 v4sf __builtin_ia32_cvtpi2ps (v4sf, v2si)
5226 v4sf __builtin_ia32_cvtsi2ss (v4sf, int)
5227 v2si __builtin_ia32_cvtps2pi (v4sf)
5228 int __builtin_ia32_cvtss2si (v4sf)
5229 v2si __builtin_ia32_cvttps2pi (v4sf)
5230 int __builtin_ia32_cvttss2si (v4sf)
5231 v4sf __builtin_ia32_rcpps (v4sf)
5232 v4sf __builtin_ia32_rsqrtps (v4sf)
5233 v4sf __builtin_ia32_sqrtps (v4sf)
5234 v4sf __builtin_ia32_rcpss (v4sf)
5235 v4sf __builtin_ia32_rsqrtss (v4sf)
5236 v4sf __builtin_ia32_sqrtss (v4sf)
5237 v4sf __builtin_ia32_shufps (v4sf, v4sf, int)
5238 void __builtin_ia32_movntps (float *, v4sf)
5239 int __builtin_ia32_movmskps (v4sf)
5240 @end example
5241
5242 The following built-in functions are available when @option{-msse} is used.
5243
5244 @table @code
5245 @item v4sf __builtin_ia32_loadaps (float *)
5246 Generates the @code{movaps} machine instruction as a load from memory.
5247 @item void __builtin_ia32_storeaps (float *, v4sf)
5248 Generates the @code{movaps} machine instruction as a store to memory.
5249 @item v4sf __builtin_ia32_loadups (float *)
5250 Generates the @code{movups} machine instruction as a load from memory.
5251 @item void __builtin_ia32_storeups (float *, v4sf)
5252 Generates the @code{movups} machine instruction as a store to memory.
5253 @item v4sf __builtin_ia32_loadsss (float *)
5254 Generates the @code{movss} machine instruction as a load from memory.
5255 @item void __builtin_ia32_storess (float *, v4sf)
5256 Generates the @code{movss} machine instruction as a store to memory.
5257 @item v4sf __builtin_ia32_loadhps (v4sf, v2si *)
5258 Generates the @code{movhps} machine instruction as a load from memory.
5259 @item v4sf __builtin_ia32_loadlps (v4sf, v2si *)
5260 Generates the @code{movlps} machine instruction as a load from memory
5261 @item void __builtin_ia32_storehps (v4sf, v2si *)
5262 Generates the @code{movhps} machine instruction as a store to memory.
5263 @item void __builtin_ia32_storelps (v4sf, v2si *)
5264 Generates the @code{movlps} machine instruction as a store to memory.
5265 @end table
5266
5267 The following built-in functions are available when @option{-m3dnow} is used.
5268 All of them generate the machine instruction that is part of the name.
5269
5270 @example
5271 void __builtin_ia32_femms (void)
5272 v8qi __builtin_ia32_pavgusb (v8qi, v8qi)
5273 v2si __builtin_ia32_pf2id (v2sf)
5274 v2sf __builtin_ia32_pfacc (v2sf, v2sf)
5275 v2sf __builtin_ia32_pfadd (v2sf, v2sf)
5276 v2si __builtin_ia32_pfcmpeq (v2sf, v2sf)
5277 v2si __builtin_ia32_pfcmpge (v2sf, v2sf)
5278 v2si __builtin_ia32_pfcmpgt (v2sf, v2sf)
5279 v2sf __builtin_ia32_pfmax (v2sf, v2sf)
5280 v2sf __builtin_ia32_pfmin (v2sf, v2sf)
5281 v2sf __builtin_ia32_pfmul (v2sf, v2sf)
5282 v2sf __builtin_ia32_pfrcp (v2sf)
5283 v2sf __builtin_ia32_pfrcpit1 (v2sf, v2sf)
5284 v2sf __builtin_ia32_pfrcpit2 (v2sf, v2sf)
5285 v2sf __builtin_ia32_pfrsqrt (v2sf)
5286 v2sf __builtin_ia32_pfrsqrtit1 (v2sf, v2sf)
5287 v2sf __builtin_ia32_pfsub (v2sf, v2sf)
5288 v2sf __builtin_ia32_pfsubr (v2sf, v2sf)
5289 v2sf __builtin_ia32_pi2fd (v2si)
5290 v4hi __builtin_ia32_pmulhrw (v4hi, v4hi)
5291 @end example
5292
5293 The following built-in functions are available when both @option{-m3dnow}
5294 and @option{-march=athlon} are used.  All of them generate the machine
5295 instruction that is part of the name.
5296
5297 @example
5298 v2si __builtin_ia32_pf2iw (v2sf)
5299 v2sf __builtin_ia32_pfnacc (v2sf, v2sf)
5300 v2sf __builtin_ia32_pfpnacc (v2sf, v2sf)
5301 v2sf __builtin_ia32_pi2fw (v2si)
5302 v2sf __builtin_ia32_pswapdsf (v2sf)
5303 v2si __builtin_ia32_pswapdsi (v2si)
5304 @end example
5305
5306 @node PowerPC AltiVec Built-in Functions
5307 @subsection PowerPC AltiVec Built-in Functions
5308
5309 These built-in functions are available for the PowerPC family
5310 of computers, depending on the command-line switches used.
5311
5312 The following machine modes are available for use with AltiVec built-in
5313 functions (@pxref{Vector Extensions}): @code{V4SI} for a vector of four
5314 32-bit integers, @code{V4SF} for a vector of four 32-bit floating point
5315 numbers, @code{V8HI} for a vector of eight 16-bit integers, and
5316 @code{V16QI} for a vector of sixteen 8-bit integers.
5317
5318 The following functions are made available by including
5319 @code{<altivec.h>} and using @option{-maltivec} and
5320 @option{-mabi=altivec}.  The functions implement the functionality
5321 described in Motorola's AltiVec Programming Interface Manual.
5322
5323 There are a few differences from Motorola's documentation and GCC's
5324 implementation.  Vector constants are done with curly braces (not
5325 parentheses).  Vector initializers require no casts if the vector
5326 constant is of the same type as the variable it is initializing.  The
5327 @code{vector bool} type is deprecated and will be discontinued in
5328 further revisions.  Use @code{vector signed} instead.  If @code{signed}
5329 or @code{unsigned} is omitted, the vector type will default to
5330 @code{signed}.  Lastly, all overloaded functions are implemented with macros
5331 for the C implementation.  So code the following example will not work:
5332
5333 @smallexample
5334   vec_add ((vector signed int)@{1, 2, 3, 4@}, foo);
5335 @end smallexample
5336
5337 Since vec_add is a macro, the vector constant in the above example will
5338 be treated as four different arguments.  Wrap the entire argument in
5339 parentheses for this to work.  The C++ implementation does not use
5340 macros.
5341
5342 @emph{Note:} Only the @code{<altivec.h>} interface is supported.
5343 Internally, GCC uses built-in functions to achieve the functionality in
5344 the aforementioned header file, but they are not supported and are
5345 subject to change without notice.
5346
5347 @smallexample
5348 vector signed char vec_abs (vector signed char, vector signed char);
5349 vector signed short vec_abs (vector signed short, vector signed short);
5350 vector signed int vec_abs (vector signed int, vector signed int);
5351 vector signed float vec_abs (vector signed float, vector signed float);
5352
5353 vector signed char vec_abss (vector signed char, vector signed char);
5354 vector signed short vec_abss (vector signed short, vector signed short);
5355
5356 vector signed char vec_add (vector signed char, vector signed char);
5357 vector unsigned char vec_add (vector signed char, vector unsigned char);
5358
5359 vector unsigned char vec_add (vector unsigned char, vector signed char);
5360
5361 vector unsigned char vec_add (vector unsigned char,
5362                               vector unsigned char);
5363 vector signed short vec_add (vector signed short, vector signed short);
5364 vector unsigned short vec_add (vector signed short,
5365                                vector unsigned short);
5366 vector unsigned short vec_add (vector unsigned short,
5367                                vector signed short);
5368 vector unsigned short vec_add (vector unsigned short,
5369                                vector unsigned short);
5370 vector signed int vec_add (vector signed int, vector signed int);
5371 vector unsigned int vec_add (vector signed int, vector unsigned int);
5372 vector unsigned int vec_add (vector unsigned int, vector signed int);
5373 vector unsigned int vec_add (vector unsigned int, vector unsigned int);
5374 vector float vec_add (vector float, vector float);
5375
5376 vector unsigned int vec_addc (vector unsigned int, vector unsigned int);
5377
5378 vector unsigned char vec_adds (vector signed char,
5379                                vector unsigned char);
5380 vector unsigned char vec_adds (vector unsigned char,
5381                                vector signed char);
5382 vector unsigned char vec_adds (vector unsigned char,
5383                                vector unsigned char);
5384 vector signed char vec_adds (vector signed char, vector signed char);
5385 vector unsigned short vec_adds (vector signed short,
5386                                 vector unsigned short);
5387 vector unsigned short vec_adds (vector unsigned short,
5388                                 vector signed short);
5389 vector unsigned short vec_adds (vector unsigned short,
5390                                 vector unsigned short);
5391 vector signed short vec_adds (vector signed short, vector signed short);
5392
5393 vector unsigned int vec_adds (vector signed int, vector unsigned int);
5394 vector unsigned int vec_adds (vector unsigned int, vector signed int);
5395 vector unsigned int vec_adds (vector unsigned int, vector unsigned int);
5396
5397 vector signed int vec_adds (vector signed int, vector signed int);
5398
5399 vector float vec_and (vector float, vector float);
5400 vector float vec_and (vector float, vector signed int);
5401 vector float vec_and (vector signed int, vector float);
5402 vector signed int vec_and (vector signed int, vector signed int);
5403 vector unsigned int vec_and (vector signed int, vector unsigned int);
5404 vector unsigned int vec_and (vector unsigned int, vector signed int);
5405 vector unsigned int vec_and (vector unsigned int, vector unsigned int);
5406 vector signed short vec_and (vector signed short, vector signed short);
5407 vector unsigned short vec_and (vector signed short,
5408                                vector unsigned short);
5409 vector unsigned short vec_and (vector unsigned short,
5410                                vector signed short);
5411 vector unsigned short vec_and (vector unsigned short,
5412                                vector unsigned short);
5413 vector signed char vec_and (vector signed char, vector signed char);
5414 vector unsigned char vec_and (vector signed char, vector unsigned char);
5415
5416 vector unsigned char vec_and (vector unsigned char, vector signed char);
5417
5418 vector unsigned char vec_and (vector unsigned char,
5419                               vector unsigned char);
5420
5421 vector float vec_andc (vector float, vector float);
5422 vector float vec_andc (vector float, vector signed int);
5423 vector float vec_andc (vector signed int, vector float);
5424 vector signed int vec_andc (vector signed int, vector signed int);
5425 vector unsigned int vec_andc (vector signed int, vector unsigned int);
5426 vector unsigned int vec_andc (vector unsigned int, vector signed int);
5427 vector unsigned int vec_andc (vector unsigned int, vector unsigned int);
5428
5429 vector signed short vec_andc (vector signed short, vector signed short);
5430
5431 vector unsigned short vec_andc (vector signed short,
5432                                 vector unsigned short);
5433 vector unsigned short vec_andc (vector unsigned short,
5434                                 vector signed short);
5435 vector unsigned short vec_andc (vector unsigned short,
5436                                 vector unsigned short);
5437 vector signed char vec_andc (vector signed char, vector signed char);
5438 vector unsigned char vec_andc (vector signed char,
5439                                vector unsigned char);
5440 vector unsigned char vec_andc (vector unsigned char,
5441                                vector signed char);
5442 vector unsigned char vec_andc (vector unsigned char,
5443                                vector unsigned char);
5444
5445 vector unsigned char vec_avg (vector unsigned char,
5446                               vector unsigned char);
5447 vector signed char vec_avg (vector signed char, vector signed char);
5448 vector unsigned short vec_avg (vector unsigned short,
5449                                vector unsigned short);
5450 vector signed short vec_avg (vector signed short, vector signed short);
5451 vector unsigned int vec_avg (vector unsigned int, vector unsigned int);
5452 vector signed int vec_avg (vector signed int, vector signed int);
5453
5454 vector float vec_ceil (vector float);
5455
5456 vector signed int vec_cmpb (vector float, vector float);
5457
5458 vector signed char vec_cmpeq (vector signed char, vector signed char);
5459 vector signed char vec_cmpeq (vector unsigned char,
5460                               vector unsigned char);
5461 vector signed short vec_cmpeq (vector signed short,
5462                                vector signed short);
5463 vector signed short vec_cmpeq (vector unsigned short,
5464                                vector unsigned short);
5465 vector signed int vec_cmpeq (vector signed int, vector signed int);
5466 vector signed int vec_cmpeq (vector unsigned int, vector unsigned int);
5467 vector signed int vec_cmpeq (vector float, vector float);
5468
5469 vector signed int vec_cmpge (vector float, vector float);
5470
5471 vector signed char vec_cmpgt (vector unsigned char,
5472                               vector unsigned char);
5473 vector signed char vec_cmpgt (vector signed char, vector signed char);
5474 vector signed short vec_cmpgt (vector unsigned short,
5475                                vector unsigned short);
5476 vector signed short vec_cmpgt (vector signed short,
5477                                vector signed short);
5478 vector signed int vec_cmpgt (vector unsigned int, vector unsigned int);
5479 vector signed int vec_cmpgt (vector signed int, vector signed int);
5480 vector signed int vec_cmpgt (vector float, vector float);
5481
5482 vector signed int vec_cmple (vector float, vector float);
5483
5484 vector signed char vec_cmplt (vector unsigned char,
5485                               vector unsigned char);
5486 vector signed char vec_cmplt (vector signed char, vector signed char);
5487 vector signed short vec_cmplt (vector unsigned short,
5488                                vector unsigned short);
5489 vector signed short vec_cmplt (vector signed short,
5490                                vector signed short);
5491 vector signed int vec_cmplt (vector unsigned int, vector unsigned int);
5492 vector signed int vec_cmplt (vector signed int, vector signed int);
5493 vector signed int vec_cmplt (vector float, vector float);
5494
5495 vector float vec_ctf (vector unsigned int, const char);
5496 vector float vec_ctf (vector signed int, const char);
5497
5498 vector signed int vec_cts (vector float, const char);
5499
5500 vector unsigned int vec_ctu (vector float, const char);
5501
5502 void vec_dss (const char);
5503
5504 void vec_dssall (void);
5505
5506 void vec_dst (void *, int, const char);
5507
5508 void vec_dstst (void *, int, const char);
5509
5510 void vec_dststt (void *, int, const char);
5511
5512 void vec_dstt (void *, int, const char);
5513
5514 vector float vec_expte (vector float, vector float);
5515
5516 vector float vec_floor (vector float, vector float);
5517
5518 vector float vec_ld (int, vector float *);
5519 vector float vec_ld (int, float *):
5520 vector signed int vec_ld (int, int *);
5521 vector signed int vec_ld (int, vector signed int *);
5522 vector unsigned int vec_ld (int, vector unsigned int *);
5523 vector unsigned int vec_ld (int, unsigned int *);
5524 vector signed short vec_ld (int, short *, vector signed short *);
5525 vector unsigned short vec_ld (int, unsigned short *,
5526                               vector unsigned short *);
5527 vector signed char vec_ld (int, signed char *);
5528 vector signed char vec_ld (int, vector signed char *);
5529 vector unsigned char vec_ld (int, unsigned char *);
5530 vector unsigned char vec_ld (int, vector unsigned char *);
5531
5532 vector signed char vec_lde (int, signed char *);
5533 vector unsigned char vec_lde (int, unsigned char *);
5534 vector signed short vec_lde (int, short *);
5535 vector unsigned short vec_lde (int, unsigned short *);
5536 vector float vec_lde (int, float *);
5537 vector signed int vec_lde (int, int *);
5538 vector unsigned int vec_lde (int, unsigned int *);
5539
5540 void float vec_ldl (int, float *);
5541 void float vec_ldl (int, vector float *);
5542 void signed int vec_ldl (int, vector signed int *);
5543 void signed int vec_ldl (int, int *);
5544 void unsigned int vec_ldl (int, unsigned int *);
5545 void unsigned int vec_ldl (int, vector unsigned int *);
5546 void signed short vec_ldl (int, vector signed short *);
5547 void signed short vec_ldl (int, short *);
5548 void unsigned short vec_ldl (int, vector unsigned short *);
5549 void unsigned short vec_ldl (int, unsigned short *);
5550 void signed char vec_ldl (int, vector signed char *);
5551 void signed char vec_ldl (int, signed char *);
5552 void unsigned char vec_ldl (int, vector unsigned char *);
5553 void unsigned char vec_ldl (int, unsigned char *);
5554
5555 vector float vec_loge (vector float);
5556
5557 vector unsigned char vec_lvsl (int, void *, int *);
5558
5559 vector unsigned char vec_lvsr (int, void *, int *);
5560
5561 vector float vec_madd (vector float, vector float, vector float);
5562
5563 vector signed short vec_madds (vector signed short, vector signed short,
5564                                vector signed short);
5565
5566 vector unsigned char vec_max (vector signed char, vector unsigned char);
5567
5568 vector unsigned char vec_max (vector unsigned char, vector signed char);
5569
5570 vector unsigned char vec_max (vector unsigned char,
5571                               vector unsigned char);
5572 vector signed char vec_max (vector signed char, vector signed char);
5573 vector unsigned short vec_max (vector signed short,
5574                                vector unsigned short);
5575 vector unsigned short vec_max (vector unsigned short,
5576                                vector signed short);
5577 vector unsigned short vec_max (vector unsigned short,
5578                                vector unsigned short);
5579 vector signed short vec_max (vector signed short, vector signed short);
5580 vector unsigned int vec_max (vector signed int, vector unsigned int);
5581 vector unsigned int vec_max (vector unsigned int, vector signed int);
5582 vector unsigned int vec_max (vector unsigned int, vector unsigned int);
5583 vector signed int vec_max (vector signed int, vector signed int);
5584 vector float vec_max (vector float, vector float);
5585
5586 vector signed char vec_mergeh (vector signed char, vector signed char);
5587 vector unsigned char vec_mergeh (vector unsigned char,
5588                                  vector unsigned char);
5589 vector signed short vec_mergeh (vector signed short,
5590                                 vector signed short);
5591 vector unsigned short vec_mergeh (vector unsigned short,
5592                                   vector unsigned short);
5593 vector float vec_mergeh (vector float, vector float);
5594 vector signed int vec_mergeh (vector signed int, vector signed int);
5595 vector unsigned int vec_mergeh (vector unsigned int,
5596                                 vector unsigned int);
5597
5598 vector signed char vec_mergel (vector signed char, vector signed char);
5599 vector unsigned char vec_mergel (vector unsigned char,
5600                                  vector unsigned char);
5601 vector signed short vec_mergel (vector signed short,
5602                                 vector signed short);
5603 vector unsigned short vec_mergel (vector unsigned short,
5604                                   vector unsigned short);
5605 vector float vec_mergel (vector float, vector float);
5606 vector signed int vec_mergel (vector signed int, vector signed int);
5607 vector unsigned int vec_mergel (vector unsigned int,
5608                                 vector unsigned int);
5609
5610 vector unsigned short vec_mfvscr (void);
5611
5612 vector unsigned char vec_min (vector signed char, vector unsigned char);
5613
5614 vector unsigned char vec_min (vector unsigned char, vector signed char);
5615
5616 vector unsigned char vec_min (vector unsigned char,
5617                               vector unsigned char);
5618 vector signed char vec_min (vector signed char, vector signed char);
5619 vector unsigned short vec_min (vector signed short,
5620                                vector unsigned short);
5621 vector unsigned short vec_min (vector unsigned short,
5622                                vector signed short);
5623 vector unsigned short vec_min (vector unsigned short,
5624                                vector unsigned short);
5625 vector signed short vec_min (vector signed short, vector signed short);
5626 vector unsigned int vec_min (vector signed int, vector unsigned int);
5627 vector unsigned int vec_min (vector unsigned int, vector signed int);
5628 vector unsigned int vec_min (vector unsigned int, vector unsigned int);
5629 vector signed int vec_min (vector signed int, vector signed int);
5630 vector float vec_min (vector float, vector float);
5631
5632 vector signed short vec_mladd (vector signed short, vector signed short,
5633                                vector signed short);
5634 vector signed short vec_mladd (vector signed short,
5635                                vector unsigned short,
5636                                vector unsigned short);
5637 vector signed short vec_mladd (vector unsigned short,
5638                                vector signed short,
5639                                vector signed short);
5640 vector unsigned short vec_mladd (vector unsigned short,
5641                                  vector unsigned short,
5642                                  vector unsigned short);
5643
5644 vector signed short vec_mradds (vector signed short,
5645                                 vector signed short,
5646                                 vector signed short);
5647
5648 vector unsigned int vec_msum (vector unsigned char,
5649                               vector unsigned char,
5650                               vector unsigned int);
5651 vector signed int vec_msum (vector signed char, vector unsigned char,
5652                             vector signed int);
5653 vector unsigned int vec_msum (vector unsigned short,
5654                               vector unsigned short,
5655                               vector unsigned int);
5656 vector signed int vec_msum (vector signed short, vector signed short,
5657                             vector signed int);
5658
5659 vector unsigned int vec_msums (vector unsigned short,
5660                                vector unsigned short,
5661                                vector unsigned int);
5662 vector signed int vec_msums (vector signed short, vector signed short,
5663                              vector signed int);
5664
5665 void vec_mtvscr (vector signed int);
5666 void vec_mtvscr (vector unsigned int);
5667 void vec_mtvscr (vector signed short);
5668 void vec_mtvscr (vector unsigned short);
5669 void vec_mtvscr (vector signed char);
5670 void vec_mtvscr (vector unsigned char);
5671
5672 vector unsigned short vec_mule (vector unsigned char,
5673                                 vector unsigned char);
5674 vector signed short vec_mule (vector signed char, vector signed char);
5675 vector unsigned int vec_mule (vector unsigned short,
5676                               vector unsigned short);
5677 vector signed int vec_mule (vector signed short, vector signed short);
5678
5679 vector unsigned short vec_mulo (vector unsigned char,
5680                                 vector unsigned char);
5681 vector signed short vec_mulo (vector signed char, vector signed char);
5682 vector unsigned int vec_mulo (vector unsigned short,
5683                               vector unsigned short);
5684 vector signed int vec_mulo (vector signed short, vector signed short);
5685
5686 vector float vec_nmsub (vector float, vector float, vector float);
5687
5688 vector float vec_nor (vector float, vector float);
5689 vector signed int vec_nor (vector signed int, vector signed int);
5690 vector unsigned int vec_nor (vector unsigned int, vector unsigned int);
5691 vector signed short vec_nor (vector signed short, vector signed short);
5692 vector unsigned short vec_nor (vector unsigned short,
5693                                vector unsigned short);
5694 vector signed char vec_nor (vector signed char, vector signed char);
5695 vector unsigned char vec_nor (vector unsigned char,
5696                               vector unsigned char);
5697
5698 vector float vec_or (vector float, vector float);
5699 vector float vec_or (vector float, vector signed int);
5700 vector float vec_or (vector signed int, vector float);
5701 vector signed int vec_or (vector signed int, vector signed int);
5702 vector unsigned int vec_or (vector signed int, vector unsigned int);
5703 vector unsigned int vec_or (vector unsigned int, vector signed int);
5704 vector unsigned int vec_or (vector unsigned int, vector unsigned int);
5705 vector signed short vec_or (vector signed short, vector signed short);
5706 vector unsigned short vec_or (vector signed short,
5707                               vector unsigned short);
5708 vector unsigned short vec_or (vector unsigned short,
5709                               vector signed short);
5710 vector unsigned short vec_or (vector unsigned short,
5711                               vector unsigned short);
5712 vector signed char vec_or (vector signed char, vector signed char);
5713 vector unsigned char vec_or (vector signed char, vector unsigned char);
5714 vector unsigned char vec_or (vector unsigned char, vector signed char);
5715 vector unsigned char vec_or (vector unsigned char,
5716                              vector unsigned char);
5717
5718 vector signed char vec_pack (vector signed short, vector signed short);
5719 vector unsigned char vec_pack (vector unsigned short,
5720                                vector unsigned short);
5721 vector signed short vec_pack (vector signed int, vector signed int);
5722 vector unsigned short vec_pack (vector unsigned int,
5723                                 vector unsigned int);
5724
5725 vector signed short vec_packpx (vector unsigned int,
5726                                 vector unsigned int);
5727
5728 vector unsigned char vec_packs (vector unsigned short,
5729                                 vector unsigned short);
5730 vector signed char vec_packs (vector signed short, vector signed short);
5731
5732 vector unsigned short vec_packs (vector unsigned int,
5733                                  vector unsigned int);
5734 vector signed short vec_packs (vector signed int, vector signed int);
5735
5736 vector unsigned char vec_packsu (vector unsigned short,
5737                                  vector unsigned short);
5738 vector unsigned char vec_packsu (vector signed short,
5739                                  vector signed short);
5740 vector unsigned short vec_packsu (vector unsigned int,
5741                                   vector unsigned int);
5742 vector unsigned short vec_packsu (vector signed int, vector signed int);
5743
5744 vector float vec_perm (vector float, vector float,
5745                        vector unsigned char);
5746 vector signed int vec_perm (vector signed int, vector signed int,
5747                             vector unsigned char);
5748 vector unsigned int vec_perm (vector unsigned int, vector unsigned int,
5749                               vector unsigned char);
5750 vector signed short vec_perm (vector signed short, vector signed short,
5751                               vector unsigned char);
5752 vector unsigned short vec_perm (vector unsigned short,
5753                                 vector unsigned short,
5754                                 vector unsigned char);
5755 vector signed char vec_perm (vector signed char, vector signed char,
5756                              vector unsigned char);
5757 vector unsigned char vec_perm (vector unsigned char,
5758                                vector unsigned char,
5759                                vector unsigned char);
5760
5761 vector float vec_re (vector float);
5762
5763 vector signed char vec_rl (vector signed char, vector unsigned char);
5764 vector unsigned char vec_rl (vector unsigned char,
5765                              vector unsigned char);
5766 vector signed short vec_rl (vector signed short, vector unsigned short);
5767
5768 vector unsigned short vec_rl (vector unsigned short,
5769                               vector unsigned short);
5770 vector signed int vec_rl (vector signed int, vector unsigned int);
5771 vector unsigned int vec_rl (vector unsigned int, vector unsigned int);
5772
5773 vector float vec_round (vector float);
5774
5775 vector float vec_rsqrte (vector float);
5776
5777 vector float vec_sel (vector float, vector float, vector signed int);
5778 vector float vec_sel (vector float, vector float, vector unsigned int);
5779 vector signed int vec_sel (vector signed int, vector signed int,
5780                            vector signed int);
5781 vector signed int vec_sel (vector signed int, vector signed int,
5782                            vector unsigned int);
5783 vector unsigned int vec_sel (vector unsigned int, vector unsigned int,
5784                              vector signed int);
5785 vector unsigned int vec_sel (vector unsigned int, vector unsigned int,
5786                              vector unsigned int);
5787 vector signed short vec_sel (vector signed short, vector signed short,
5788                              vector signed short);
5789 vector signed short vec_sel (vector signed short, vector signed short,
5790                              vector unsigned short);
5791 vector unsigned short vec_sel (vector unsigned short,
5792                                vector unsigned short,
5793                                vector signed short);
5794 vector unsigned short vec_sel (vector unsigned short,
5795                                vector unsigned short,
5796                                vector unsigned short);
5797 vector signed char vec_sel (vector signed char, vector signed char,
5798                             vector signed char);
5799 vector signed char vec_sel (vector signed char, vector signed char,
5800                             vector unsigned char);
5801 vector unsigned char vec_sel (vector unsigned char,
5802                               vector unsigned char,
5803                               vector signed char);
5804 vector unsigned char vec_sel (vector unsigned char,
5805                               vector unsigned char,
5806                               vector unsigned char);
5807
5808 vector signed char vec_sl (vector signed char, vector unsigned char);
5809 vector unsigned char vec_sl (vector unsigned char,
5810                              vector unsigned char);
5811 vector signed short vec_sl (vector signed short, vector unsigned short);
5812
5813 vector unsigned short vec_sl (vector unsigned short,
5814                               vector unsigned short);
5815 vector signed int vec_sl (vector signed int, vector unsigned int);
5816 vector unsigned int vec_sl (vector unsigned int, vector unsigned int);
5817
5818 vector float vec_sld (vector float, vector float, const char);
5819 vector signed int vec_sld (vector signed int, vector signed int,
5820                            const char);
5821 vector unsigned int vec_sld (vector unsigned int, vector unsigned int,
5822                              const char);
5823 vector signed short vec_sld (vector signed short, vector signed short,
5824                              const char);
5825 vector unsigned short vec_sld (vector unsigned short,
5826                                vector unsigned short, const char);
5827 vector signed char vec_sld (vector signed char, vector signed char,
5828                             const char);
5829 vector unsigned char vec_sld (vector unsigned char,
5830                               vector unsigned char,
5831                               const char);
5832
5833 vector signed int vec_sll (vector signed int, vector unsigned int);
5834 vector signed int vec_sll (vector signed int, vector unsigned short);
5835 vector signed int vec_sll (vector signed int, vector unsigned char);
5836 vector unsigned int vec_sll (vector unsigned int, vector unsigned int);
5837 vector unsigned int vec_sll (vector unsigned int,
5838                              vector unsigned short);
5839 vector unsigned int vec_sll (vector unsigned int, vector unsigned char);
5840
5841 vector signed short vec_sll (vector signed short, vector unsigned int);
5842 vector signed short vec_sll (vector signed short,
5843                              vector unsigned short);
5844 vector signed short vec_sll (vector signed short, vector unsigned char);
5845
5846 vector unsigned short vec_sll (vector unsigned short,
5847                                vector unsigned int);
5848 vector unsigned short vec_sll (vector unsigned short,
5849                                vector unsigned short);
5850 vector unsigned short vec_sll (vector unsigned short,
5851                                vector unsigned char);
5852 vector signed char vec_sll (vector signed char, vector unsigned int);
5853 vector signed char vec_sll (vector signed char, vector unsigned short);
5854 vector signed char vec_sll (vector signed char, vector unsigned char);
5855 vector unsigned char vec_sll (vector unsigned char,
5856                               vector unsigned int);
5857 vector unsigned char vec_sll (vector unsigned char,
5858                               vector unsigned short);
5859 vector unsigned char vec_sll (vector unsigned char,
5860                               vector unsigned char);
5861
5862 vector float vec_slo (vector float, vector signed char);
5863 vector float vec_slo (vector float, vector unsigned char);
5864 vector signed int vec_slo (vector signed int, vector signed char);
5865 vector signed int vec_slo (vector signed int, vector unsigned char);
5866 vector unsigned int vec_slo (vector unsigned int, vector signed char);
5867 vector unsigned int vec_slo (vector unsigned int, vector unsigned char);
5868
5869 vector signed short vec_slo (vector signed short, vector signed char);
5870 vector signed short vec_slo (vector signed short, vector unsigned char);
5871
5872 vector unsigned short vec_slo (vector unsigned short,
5873                                vector signed char);
5874 vector unsigned short vec_slo (vector unsigned short,
5875                                vector unsigned char);
5876 vector signed char vec_slo (vector signed char, vector signed char);
5877 vector signed char vec_slo (vector signed char, vector unsigned char);
5878 vector unsigned char vec_slo (vector unsigned char, vector signed char);
5879
5880 vector unsigned char vec_slo (vector unsigned char,
5881                               vector unsigned char);
5882
5883 vector signed char vec_splat (vector signed char, const char);
5884 vector unsigned char vec_splat (vector unsigned char, const char);
5885 vector signed short vec_splat (vector signed short, const char);
5886 vector unsigned short vec_splat (vector unsigned short, const char);
5887 vector float vec_splat (vector float, const char);
5888 vector signed int vec_splat (vector signed int, const char);
5889 vector unsigned int vec_splat (vector unsigned int, const char);
5890
5891 vector signed char vec_splat_s8 (const char);
5892
5893 vector signed short vec_splat_s16 (const char);
5894
5895 vector signed int vec_splat_s32 (const char);
5896
5897 vector unsigned char vec_splat_u8 (const char);
5898
5899 vector unsigned short vec_splat_u16 (const char);
5900
5901 vector unsigned int vec_splat_u32 (const char);
5902
5903 vector signed char vec_sr (vector signed char, vector unsigned char);
5904 vector unsigned char vec_sr (vector unsigned char,
5905                              vector unsigned char);
5906 vector signed short vec_sr (vector signed short, vector unsigned short);
5907
5908 vector unsigned short vec_sr (vector unsigned short,
5909                               vector unsigned short);
5910 vector signed int vec_sr (vector signed int, vector unsigned int);
5911 vector unsigned int vec_sr (vector unsigned int, vector unsigned int);
5912
5913 vector signed char vec_sra (vector signed char, vector unsigned char);
5914 vector unsigned char vec_sra (vector unsigned char,
5915                               vector unsigned char);
5916 vector signed short vec_sra (vector signed short,
5917                              vector unsigned short);
5918 vector unsigned short vec_sra (vector unsigned short,
5919                                vector unsigned short);
5920 vector signed int vec_sra (vector signed int, vector unsigned int);
5921 vector unsigned int vec_sra (vector unsigned int, vector unsigned int);
5922
5923 vector signed int vec_srl (vector signed int, vector unsigned int);
5924 vector signed int vec_srl (vector signed int, vector unsigned short);
5925 vector signed int vec_srl (vector signed int, vector unsigned char);
5926 vector unsigned int vec_srl (vector unsigned int, vector unsigned int);
5927 vector unsigned int vec_srl (vector unsigned int,
5928                              vector unsigned short);
5929 vector unsigned int vec_srl (vector unsigned int, vector unsigned char);
5930
5931 vector signed short vec_srl (vector signed short, vector unsigned int);
5932 vector signed short vec_srl (vector signed short,
5933                              vector unsigned short);
5934 vector signed short vec_srl (vector signed short, vector unsigned char);
5935
5936 vector unsigned short vec_srl (vector unsigned short,
5937                                vector unsigned int);
5938 vector unsigned short vec_srl (vector unsigned short,
5939                                vector unsigned short);
5940 vector unsigned short vec_srl (vector unsigned short,
5941                                vector unsigned char);
5942 vector signed char vec_srl (vector signed char, vector unsigned int);
5943 vector signed char vec_srl (vector signed char, vector unsigned short);
5944 vector signed char vec_srl (vector signed char, vector unsigned char);
5945 vector unsigned char vec_srl (vector unsigned char,
5946                               vector unsigned int);
5947 vector unsigned char vec_srl (vector unsigned char,
5948                               vector unsigned short);
5949 vector unsigned char vec_srl (vector unsigned char,
5950                               vector unsigned char);
5951
5952 vector float vec_sro (vector float, vector signed char);
5953 vector float vec_sro (vector float, vector unsigned char);
5954 vector signed int vec_sro (vector signed int, vector signed char);
5955 vector signed int vec_sro (vector signed int, vector unsigned char);
5956 vector unsigned int vec_sro (vector unsigned int, vector signed char);
5957 vector unsigned int vec_sro (vector unsigned int, vector unsigned char);
5958
5959 vector signed short vec_sro (vector signed short, vector signed char);
5960 vector signed short vec_sro (vector signed short, vector unsigned char);
5961
5962 vector unsigned short vec_sro (vector unsigned short,
5963                                vector signed char);
5964 vector unsigned short vec_sro (vector unsigned short,
5965                                vector unsigned char);
5966 vector signed char vec_sro (vector signed char, vector signed char);
5967 vector signed char vec_sro (vector signed char, vector unsigned char);
5968 vector unsigned char vec_sro (vector unsigned char, vector signed char);
5969
5970 vector unsigned char vec_sro (vector unsigned char,
5971                               vector unsigned char);
5972
5973 void vec_st (vector float, int, float *);
5974 void vec_st (vector float, int, vector float *);
5975 void vec_st (vector signed int, int, int *);
5976 void vec_st (vector signed int, int, unsigned int *);
5977 void vec_st (vector unsigned int, int, unsigned int *);
5978 void vec_st (vector unsigned int, int, vector unsigned int *);
5979 void vec_st (vector signed short, int, short *);
5980 void vec_st (vector signed short, int, vector unsigned short *);
5981 void vec_st (vector signed short, int, vector signed short *);
5982 void vec_st (vector unsigned short, int, unsigned short *);
5983 void vec_st (vector unsigned short, int, vector unsigned short *);
5984 void vec_st (vector signed char, int, signed char *);
5985 void vec_st (vector signed char, int, unsigned char *);
5986 void vec_st (vector signed char, int, vector signed char *);
5987 void vec_st (vector unsigned char, int, unsigned char *);
5988 void vec_st (vector unsigned char, int, vector unsigned char *);
5989
5990 void vec_ste (vector signed char, int, unsigned char *);
5991 void vec_ste (vector signed char, int, signed char *);
5992 void vec_ste (vector unsigned char, int, unsigned char *);
5993 void vec_ste (vector signed short, int, short *);
5994 void vec_ste (vector signed short, int, unsigned short *);
5995 void vec_ste (vector unsigned short, int, void *);
5996 void vec_ste (vector signed int, int, unsigned int *);
5997 void vec_ste (vector signed int, int, int *);
5998 void vec_ste (vector unsigned int, int, unsigned int *);
5999 void vec_ste (vector float, int, float *);
6000
6001 void vec_stl (vector float, int, vector float *);
6002 void vec_stl (vector float, int, float *);
6003 void vec_stl (vector signed int, int, vector signed int *);
6004 void vec_stl (vector signed int, int, int *);
6005 void vec_stl (vector signed int, int, unsigned int *);
6006 void vec_stl (vector unsigned int, int, vector unsigned int *);
6007 void vec_stl (vector unsigned int, int, unsigned int *);
6008 void vec_stl (vector signed short, int, short *);
6009 void vec_stl (vector signed short, int, unsigned short *);
6010 void vec_stl (vector signed short, int, vector signed short *);
6011 void vec_stl (vector unsigned short, int, unsigned short *);
6012 void vec_stl (vector unsigned short, int, vector signed short *);
6013 void vec_stl (vector signed char, int, signed char *);
6014 void vec_stl (vector signed char, int, unsigned char *);
6015 void vec_stl (vector signed char, int, vector signed char *);
6016 void vec_stl (vector unsigned char, int, unsigned char *);
6017 void vec_stl (vector unsigned char, int, vector unsigned char *);
6018
6019 vector signed char vec_sub (vector signed char, vector signed char);
6020 vector unsigned char vec_sub (vector signed char, vector unsigned char);
6021
6022 vector unsigned char vec_sub (vector unsigned char, vector signed char);
6023
6024 vector unsigned char vec_sub (vector unsigned char,
6025                               vector unsigned char);
6026 vector signed short vec_sub (vector signed short, vector signed short);
6027 vector unsigned short vec_sub (vector signed short,
6028                                vector unsigned short);
6029 vector unsigned short vec_sub (vector unsigned short,
6030                                vector signed short);
6031 vector unsigned short vec_sub (vector unsigned short,
6032                                vector unsigned short);
6033 vector signed int vec_sub (vector signed int, vector signed int);
6034 vector unsigned int vec_sub (vector signed int, vector unsigned int);
6035 vector unsigned int vec_sub (vector unsigned int, vector signed int);
6036 vector unsigned int vec_sub (vector unsigned int, vector unsigned int);
6037 vector float vec_sub (vector float, vector float);
6038
6039 vector unsigned int vec_subc (vector unsigned int, vector unsigned int);
6040
6041 vector unsigned char vec_subs (vector signed char,
6042                                vector unsigned char);
6043 vector unsigned char vec_subs (vector unsigned char,
6044                                vector signed char);
6045 vector unsigned char vec_subs (vector unsigned char,
6046                                vector unsigned char);
6047 vector signed char vec_subs (vector signed char, vector signed char);
6048 vector unsigned short vec_subs (vector signed short,
6049                                 vector unsigned short);
6050 vector unsigned short vec_subs (vector unsigned short,
6051                                 vector signed short);
6052 vector unsigned short vec_subs (vector unsigned short,
6053                                 vector unsigned short);
6054 vector signed short vec_subs (vector signed short, vector signed short);
6055
6056 vector unsigned int vec_subs (vector signed int, vector unsigned int);
6057 vector unsigned int vec_subs (vector unsigned int, vector signed int);
6058 vector unsigned int vec_subs (vector unsigned int, vector unsigned int);
6059
6060 vector signed int vec_subs (vector signed int, vector signed int);
6061
6062 vector unsigned int vec_sum4s (vector unsigned char,
6063                                vector unsigned int);
6064 vector signed int vec_sum4s (vector signed char, vector signed int);
6065 vector signed int vec_sum4s (vector signed short, vector signed int);
6066
6067 vector signed int vec_sum2s (vector signed int, vector signed int);
6068
6069 vector signed int vec_sums (vector signed int, vector signed int);
6070
6071 vector float vec_trunc (vector float);
6072
6073 vector signed short vec_unpackh (vector signed char);
6074 vector unsigned int vec_unpackh (vector signed short);
6075 vector signed int vec_unpackh (vector signed short);
6076
6077 vector signed short vec_unpackl (vector signed char);
6078 vector unsigned int vec_unpackl (vector signed short);
6079 vector signed int vec_unpackl (vector signed short);
6080
6081 vector float vec_xor (vector float, vector float);
6082 vector float vec_xor (vector float, vector signed int);
6083 vector float vec_xor (vector signed int, vector float);
6084 vector signed int vec_xor (vector signed int, vector signed int);
6085 vector unsigned int vec_xor (vector signed int, vector unsigned int);
6086 vector unsigned int vec_xor (vector unsigned int, vector signed int);
6087 vector unsigned int vec_xor (vector unsigned int, vector unsigned int);
6088 vector signed short vec_xor (vector signed short, vector signed short);
6089 vector unsigned short vec_xor (vector signed short,
6090                                vector unsigned short);
6091 vector unsigned short vec_xor (vector unsigned short,
6092                                vector signed short);
6093 vector unsigned short vec_xor (vector unsigned short,
6094                                vector unsigned short);
6095 vector signed char vec_xor (vector signed char, vector signed char);
6096 vector unsigned char vec_xor (vector signed char, vector unsigned char);
6097
6098 vector unsigned char vec_xor (vector unsigned char, vector signed char);
6099
6100 vector unsigned char vec_xor (vector unsigned char,
6101                               vector unsigned char);
6102
6103 vector signed int vec_all_eq (vector signed char, vector unsigned char);
6104
6105 vector signed int vec_all_eq (vector signed char, vector signed char);
6106 vector signed int vec_all_eq (vector unsigned char, vector signed char);
6107
6108 vector signed int vec_all_eq (vector unsigned char,
6109                               vector unsigned char);
6110 vector signed int vec_all_eq (vector signed short,
6111                               vector unsigned short);
6112 vector signed int vec_all_eq (vector signed short, vector signed short);
6113
6114 vector signed int vec_all_eq (vector unsigned short,
6115                               vector signed short);
6116 vector signed int vec_all_eq (vector unsigned short,
6117                               vector unsigned short);
6118 vector signed int vec_all_eq (vector signed int, vector unsigned int);
6119 vector signed int vec_all_eq (vector signed int, vector signed int);
6120 vector signed int vec_all_eq (vector unsigned int, vector signed int);
6121 vector signed int vec_all_eq (vector unsigned int, vector unsigned int);
6122
6123 vector signed int vec_all_eq (vector float, vector float);
6124
6125 vector signed int vec_all_ge (vector signed char, vector unsigned char);
6126
6127 vector signed int vec_all_ge (vector unsigned char, vector signed char);
6128
6129 vector signed int vec_all_ge (vector unsigned char,
6130                               vector unsigned char);
6131 vector signed int vec_all_ge (vector signed char, vector signed char);
6132 vector signed int vec_all_ge (vector signed short,
6133                               vector unsigned short);
6134 vector signed int vec_all_ge (vector unsigned short,
6135                               vector signed short);
6136 vector signed int vec_all_ge (vector unsigned short,
6137                               vector unsigned short);
6138 vector signed int vec_all_ge (vector signed short, vector signed short);
6139
6140 vector signed int vec_all_ge (vector signed int, vector unsigned int);
6141 vector signed int vec_all_ge (vector unsigned int, vector signed int);
6142 vector signed int vec_all_ge (vector unsigned int, vector unsigned int);
6143
6144 vector signed int vec_all_ge (vector signed int, vector signed int);
6145 vector signed int vec_all_ge (vector float, vector float);
6146
6147 vector signed int vec_all_gt (vector signed char, vector unsigned char);
6148
6149 vector signed int vec_all_gt (vector unsigned char, vector signed char);
6150
6151 vector signed int vec_all_gt (vector unsigned char,
6152                               vector unsigned char);
6153 vector signed int vec_all_gt (vector signed char, vector signed char);
6154 vector signed int vec_all_gt (vector signed short,
6155                               vector unsigned short);
6156 vector signed int vec_all_gt (vector unsigned short,
6157                               vector signed short);
6158 vector signed int vec_all_gt (vector unsigned short,
6159                               vector unsigned short);
6160 vector signed int vec_all_gt (vector signed short, vector signed short);
6161
6162 vector signed int vec_all_gt (vector signed int, vector unsigned int);
6163 vector signed int vec_all_gt (vector unsigned int, vector signed int);
6164 vector signed int vec_all_gt (vector unsigned int, vector unsigned int);
6165
6166 vector signed int vec_all_gt (vector signed int, vector signed int);
6167 vector signed int vec_all_gt (vector float, vector float);
6168
6169 vector signed int vec_all_in (vector float, vector float);
6170
6171 vector signed int vec_all_le (vector signed char, vector unsigned char);
6172
6173 vector signed int vec_all_le (vector unsigned char, vector signed char);
6174
6175 vector signed int vec_all_le (vector unsigned char,
6176                               vector unsigned char);
6177 vector signed int vec_all_le (vector signed char, vector signed char);
6178 vector signed int vec_all_le (vector signed short,
6179                               vector unsigned short);
6180 vector signed int vec_all_le (vector unsigned short,
6181                               vector signed short);
6182 vector signed int vec_all_le (vector unsigned short,
6183                               vector unsigned short);
6184 vector signed int vec_all_le (vector signed short, vector signed short);
6185
6186 vector signed int vec_all_le (vector signed int, vector unsigned int);
6187 vector signed int vec_all_le (vector unsigned int, vector signed int);
6188 vector signed int vec_all_le (vector unsigned int, vector unsigned int);
6189
6190 vector signed int vec_all_le (vector signed int, vector signed int);
6191 vector signed int vec_all_le (vector float, vector float);
6192
6193 vector signed int vec_all_lt (vector signed char, vector unsigned char);
6194
6195 vector signed int vec_all_lt (vector unsigned char, vector signed char);
6196
6197 vector signed int vec_all_lt (vector unsigned char,
6198                               vector unsigned char);
6199 vector signed int vec_all_lt (vector signed char, vector signed char);
6200 vector signed int vec_all_lt (vector signed short,
6201                               vector unsigned short);
6202 vector signed int vec_all_lt (vector unsigned short,
6203                               vector signed short);
6204 vector signed int vec_all_lt (vector unsigned short,
6205                               vector unsigned short);
6206 vector signed int vec_all_lt (vector signed short, vector signed short);
6207
6208 vector signed int vec_all_lt (vector signed int, vector unsigned int);
6209 vector signed int vec_all_lt (vector unsigned int, vector signed int);
6210 vector signed int vec_all_lt (vector unsigned int, vector unsigned int);
6211
6212 vector signed int vec_all_lt (vector signed int, vector signed int);
6213 vector signed int vec_all_lt (vector float, vector float);
6214
6215 vector signed int vec_all_nan (vector float);
6216
6217 vector signed int vec_all_ne (vector signed char, vector unsigned char);
6218
6219 vector signed int vec_all_ne (vector signed char, vector signed char);
6220 vector signed int vec_all_ne (vector unsigned char, vector signed char);
6221
6222 vector signed int vec_all_ne (vector unsigned char,
6223                               vector unsigned char);
6224 vector signed int vec_all_ne (vector signed short,
6225                               vector unsigned short);
6226 vector signed int vec_all_ne (vector signed short, vector signed short);
6227
6228 vector signed int vec_all_ne (vector unsigned short,
6229                               vector signed short);
6230 vector signed int vec_all_ne (vector unsigned short,
6231                               vector unsigned short);
6232 vector signed int vec_all_ne (vector signed int, vector unsigned int);
6233 vector signed int vec_all_ne (vector signed int, vector signed int);
6234 vector signed int vec_all_ne (vector unsigned int, vector signed int);
6235 vector signed int vec_all_ne (vector unsigned int, vector unsigned int);
6236
6237 vector signed int vec_all_ne (vector float, vector float);
6238
6239 vector signed int vec_all_nge (vector float, vector float);
6240
6241 vector signed int vec_all_ngt (vector float, vector float);
6242
6243 vector signed int vec_all_nle (vector float, vector float);
6244
6245 vector signed int vec_all_nlt (vector float, vector float);
6246
6247 vector signed int vec_all_numeric (vector float);
6248
6249 vector signed int vec_any_eq (vector signed char, vector unsigned char);
6250
6251 vector signed int vec_any_eq (vector signed char, vector signed char);
6252 vector signed int vec_any_eq (vector unsigned char, vector signed char);
6253
6254 vector signed int vec_any_eq (vector unsigned char,
6255                               vector unsigned char);
6256 vector signed int vec_any_eq (vector signed short,
6257                               vector unsigned short);
6258 vector signed int vec_any_eq (vector signed short, vector signed short);
6259
6260 vector signed int vec_any_eq (vector unsigned short,
6261                               vector signed short);
6262 vector signed int vec_any_eq (vector unsigned short,
6263                               vector unsigned short);
6264 vector signed int vec_any_eq (vector signed int, vector unsigned int);
6265 vector signed int vec_any_eq (vector signed int, vector signed int);
6266 vector signed int vec_any_eq (vector unsigned int, vector signed int);
6267 vector signed int vec_any_eq (vector unsigned int, vector unsigned int);
6268
6269 vector signed int vec_any_eq (vector float, vector float);
6270
6271 vector signed int vec_any_ge (vector signed char, vector unsigned char);
6272
6273 vector signed int vec_any_ge (vector unsigned char, vector signed char);
6274
6275 vector signed int vec_any_ge (vector unsigned char,
6276                               vector unsigned char);
6277 vector signed int vec_any_ge (vector signed char, vector signed char);
6278 vector signed int vec_any_ge (vector signed short,
6279                               vector unsigned short);
6280 vector signed int vec_any_ge (vector unsigned short,
6281                               vector signed short);
6282 vector signed int vec_any_ge (vector unsigned short,
6283                               vector unsigned short);
6284 vector signed int vec_any_ge (vector signed short, vector signed short);
6285
6286 vector signed int vec_any_ge (vector signed int, vector unsigned int);
6287 vector signed int vec_any_ge (vector unsigned int, vector signed int);
6288 vector signed int vec_any_ge (vector unsigned int, vector unsigned int);
6289
6290 vector signed int vec_any_ge (vector signed int, vector signed int);
6291 vector signed int vec_any_ge (vector float, vector float);
6292
6293 vector signed int vec_any_gt (vector signed char, vector unsigned char);
6294
6295 vector signed int vec_any_gt (vector unsigned char, vector signed char);
6296
6297 vector signed int vec_any_gt (vector unsigned char,
6298                               vector unsigned char);
6299 vector signed int vec_any_gt (vector signed char, vector signed char);
6300 vector signed int vec_any_gt (vector signed short,
6301                               vector unsigned short);
6302 vector signed int vec_any_gt (vector unsigned short,
6303                               vector signed short);
6304 vector signed int vec_any_gt (vector unsigned short,
6305                               vector unsigned short);
6306 vector signed int vec_any_gt (vector signed short, vector signed short);
6307
6308 vector signed int vec_any_gt (vector signed int, vector unsigned int);
6309 vector signed int vec_any_gt (vector unsigned int, vector signed int);
6310 vector signed int vec_any_gt (vector unsigned int, vector unsigned int);
6311
6312 vector signed int vec_any_gt (vector signed int, vector signed int);
6313 vector signed int vec_any_gt (vector float, vector float);
6314
6315 vector signed int vec_any_le (vector signed char, vector unsigned char);
6316
6317 vector signed int vec_any_le (vector unsigned char, vector signed char);
6318
6319 vector signed int vec_any_le (vector unsigned char,
6320                               vector unsigned char);
6321 vector signed int vec_any_le (vector signed char, vector signed char);
6322 vector signed int vec_any_le (vector signed short,
6323                               vector unsigned short);
6324 vector signed int vec_any_le (vector unsigned short,
6325                               vector signed short);
6326 vector signed int vec_any_le (vector unsigned short,
6327                               vector unsigned short);
6328 vector signed int vec_any_le (vector signed short, vector signed short);
6329
6330 vector signed int vec_any_le (vector signed int, vector unsigned int);
6331 vector signed int vec_any_le (vector unsigned int, vector signed int);
6332 vector signed int vec_any_le (vector unsigned int, vector unsigned int);
6333
6334 vector signed int vec_any_le (vector signed int, vector signed int);
6335 vector signed int vec_any_le (vector float, vector float);
6336
6337 vector signed int vec_any_lt (vector signed char, vector unsigned char);
6338
6339 vector signed int vec_any_lt (vector unsigned char, vector signed char);
6340
6341 vector signed int vec_any_lt (vector unsigned char,
6342                               vector unsigned char);
6343 vector signed int vec_any_lt (vector signed char, vector signed char);
6344 vector signed int vec_any_lt (vector signed short,
6345                               vector unsigned short);
6346 vector signed int vec_any_lt (vector unsigned short,
6347                               vector signed short);
6348 vector signed int vec_any_lt (vector unsigned short,
6349                               vector unsigned short);
6350 vector signed int vec_any_lt (vector signed short, vector signed short);
6351
6352 vector signed int vec_any_lt (vector signed int, vector unsigned int);
6353 vector signed int vec_any_lt (vector unsigned int, vector signed int);
6354 vector signed int vec_any_lt (vector unsigned int, vector unsigned int);
6355
6356 vector signed int vec_any_lt (vector signed int, vector signed int);
6357 vector signed int vec_any_lt (vector float, vector float);
6358
6359 vector signed int vec_any_nan (vector float);
6360
6361 vector signed int vec_any_ne (vector signed char, vector unsigned char);
6362
6363 vector signed int vec_any_ne (vector signed char, vector signed char);
6364 vector signed int vec_any_ne (vector unsigned char, vector signed char);
6365
6366 vector signed int vec_any_ne (vector unsigned char,
6367                               vector unsigned char);
6368 vector signed int vec_any_ne (vector signed short,
6369                               vector unsigned short);
6370 vector signed int vec_any_ne (vector signed short, vector signed short);
6371
6372 vector signed int vec_any_ne (vector unsigned short,
6373                               vector signed short);
6374 vector signed int vec_any_ne (vector unsigned short,
6375                               vector unsigned short);
6376 vector signed int vec_any_ne (vector signed int, vector unsigned int);
6377 vector signed int vec_any_ne (vector signed int, vector signed int);
6378 vector signed int vec_any_ne (vector unsigned int, vector signed int);
6379 vector signed int vec_any_ne (vector unsigned int, vector unsigned int);
6380
6381 vector signed int vec_any_ne (vector float, vector float);
6382
6383 vector signed int vec_any_nge (vector float, vector float);
6384
6385 vector signed int vec_any_ngt (vector float, vector float);
6386
6387 vector signed int vec_any_nle (vector float, vector float);
6388
6389 vector signed int vec_any_nlt (vector float, vector float);
6390
6391 vector signed int vec_any_numeric (vector float);
6392
6393 vector signed int vec_any_out (vector float, vector float);
6394 @end smallexample
6395
6396 @node Pragmas
6397 @section Pragmas Accepted by GCC
6398 @cindex pragmas
6399 @cindex #pragma
6400
6401 GCC supports several types of pragmas, primarily in order to compile
6402 code originally written for other compilers.  Note that in general
6403 we do not recommend the use of pragmas; @xref{Function Attributes},
6404 for further explanation.
6405
6406 @menu
6407 * ARM Pragmas::
6408 * RS/6000 and PowerPC Pragmas::
6409 * Darwin Pragmas::
6410 * Solaris Pragmas::
6411 * Tru64 Pragmas::
6412 @end menu
6413
6414 @node ARM Pragmas
6415 @subsection ARM Pragmas
6416
6417 The ARM target defines pragmas for controlling the default addition of
6418 @code{long_call} and @code{short_call} attributes to functions.
6419 @xref{Function Attributes}, for information about the effects of these
6420 attributes.
6421
6422 @table @code
6423 @item long_calls
6424 @cindex pragma, long_calls
6425 Set all subsequent functions to have the @code{long_call} attribute.
6426
6427 @item no_long_calls
6428 @cindex pragma, no_long_calls
6429 Set all subsequent functions to have the @code{short_call} attribute.
6430
6431 @item long_calls_off
6432 @cindex pragma, long_calls_off
6433 Do not affect the @code{long_call} or @code{short_call} attributes of
6434 subsequent functions.
6435 @end table
6436
6437 @node RS/6000 and PowerPC Pragmas
6438 @subsection RS/6000 and PowerPC Pragmas
6439
6440 The RS/6000 and PowerPC targets define one pragma for controlling
6441 whether or not the @code{longcall} attribute is added to function
6442 declarations by default.  This pragma overrides the @option{-mlongcall}
6443 option, but not the @code{longcall} and @code{shortcall} attributes.
6444 @xref{RS/6000 and PowerPC Options}, for more information about when long
6445 calls are and are not necessary.
6446
6447 @table @code
6448 @item longcall (1)
6449 @cindex pragma, longcall
6450 Apply the @code{longcall} attribute to all subsequent function
6451 declarations.
6452
6453 @item longcall (0)
6454 Do not apply the @code{longcall} attribute to subsequent function
6455 declarations.
6456 @end table
6457
6458 @c Describe c4x pragmas here.
6459 @c Describe h8300 pragmas here.
6460 @c Describe i370 pragmas here.
6461 @c Describe i960 pragmas here.
6462 @c Describe sh pragmas here.
6463 @c Describe v850 pragmas here.
6464
6465 @node Darwin Pragmas
6466 @subsection Darwin Pragmas
6467
6468 The following pragmas are available for all architectures running the
6469 Darwin operating system.  These are useful for compatibility with other
6470 MacOS compilers.
6471
6472 @table @code
6473 @item mark @var{tokens}@dots{}
6474 @cindex pragma, mark
6475 This pragma is accepted, but has no effect.
6476
6477 @item options align=@var{alignment}
6478 @cindex pragma, options align
6479 This pragma sets the alignment of fields in structures.  The values of
6480 @var{alignment} may be @code{mac68k}, to emulate m68k alignment, or
6481 @code{power}, to emulate PowerPC alignment.  Uses of this pragma nest
6482 properly; to restore the previous setting, use @code{reset} for the
6483 @var{alignment}.
6484
6485 @item segment @var{tokens}@dots{}
6486 @cindex pragma, segment
6487 This pragma is accepted, but has no effect.
6488
6489 @item unused (@var{var} [, @var{var}]@dots{})
6490 @cindex pragma, unused
6491 This pragma declares variables to be possibly unused.  GCC will not
6492 produce warnings for the listed variables.  The effect is similar to
6493 that of the @code{unused} attribute, except that this pragma may appear
6494 anywhere within the variables' scopes.
6495 @end table
6496
6497 @node Solaris Pragmas
6498 @subsection Solaris Pragmas
6499
6500 For compatibility with the SunPRO compiler, the following pragma
6501 is supported.
6502
6503 @table @code
6504 @item redefine_extname @var{oldname} @var{newname}
6505 @cindex pragma, redefine_extname
6506
6507 This pragma gives the C function @var{oldname} the assembler label
6508 @var{newname}.  The pragma must appear before the function declaration.
6509 This pragma is equivalent to the asm labels extension (@pxref{Asm
6510 Labels}).  The preprocessor defines @code{__PRAGMA_REDEFINE_EXTNAME}
6511 if the pragma is available.
6512 @end table
6513
6514 @node Tru64 Pragmas
6515 @subsection Tru64 Pragmas
6516
6517 For compatibility with the Compaq C compiler, the following pragma
6518 is supported.
6519
6520 @table @code
6521 @item extern_prefix @var{string}
6522 @cindex pragma, extern_prefix
6523
6524 This pragma renames all subsequent function and variable declarations
6525 such that @var{string} is prepended to the name.  This effect may be
6526 terminated by using another @code{extern_prefix} pragma with the
6527 empty string.
6528
6529 This pragma is similar in intent to to the asm labels extension
6530 (@pxref{Asm Labels}) in that the system programmer wants to change
6531 the assembly-level ABI without changing the source-level API.  The
6532 preprocessor defines @code{__EXTERN_PREFIX} if the pragma is available.
6533 @end table
6534
6535 @node Unnamed Fields
6536 @section Unnamed struct/union fields within structs/unions.
6537 @cindex struct
6538 @cindex union
6539
6540 For compatibility with other compilers, GCC allows you to define
6541 a structure or union that contains, as fields, structures and unions
6542 without names.  For example:
6543
6544 @example
6545 struct @{
6546   int a;
6547   union @{
6548     int b;
6549     float c;
6550   @};
6551   int d;
6552 @} foo;
6553 @end example
6554
6555 In this example, the user would be able to access members of the unnamed
6556 union with code like @samp{foo.b}.  Note that only unnamed structs and
6557 unions are allowed, you may not have, for example, an unnamed
6558 @code{int}.
6559
6560 You must never create such structures that cause ambiguous field definitions.
6561 For example, this structure:
6562
6563 @example
6564 struct @{
6565   int a;
6566   struct @{
6567     int a;
6568   @};
6569 @} foo;
6570 @end example
6571
6572 It is ambiguous which @code{a} is being referred to with @samp{foo.a}.
6573 Such constructs are not supported and must be avoided.  In the future,
6574 such constructs may be detected and treated as compilation errors.
6575
6576 @node Thread-Local
6577 @section Thread-Local Storage
6578 @cindex Thread-Local Storage
6579 @cindex @acronym{TLS}
6580 @cindex __thread
6581
6582 Thread-local storage (@acronym{TLS}) is a mechanism by which variables
6583 are allocated such that there is one instance of the variable per extant
6584 thread.  The run-time model GCC uses to implement this originates
6585 in the IA-64 processor-specific ABI, but has since been migrated
6586 to other processors as well.  It requires significant support from
6587 the linker (@command{ld}), dynamic linker (@command{ld.so}), and
6588 system libraries (@file{libc.so} and @file{libpthread.so}), so it
6589 is not available everywhere.
6590
6591 At the user level, the extension is visible with a new storage
6592 class keyword: @code{__thread}.  For example:
6593
6594 @example
6595 __thread int i;
6596 extern __thread struct state s;
6597 static __thread char *p;
6598 @end example
6599
6600 The @code{__thread} specifier may be used alone, with the @code{extern}
6601 or @code{static} specifiers, but with no other storage class specifier.
6602 When used with @code{extern} or @code{static}, @code{__thread} must appear
6603 immediately after the other storage class specifier.
6604
6605 The @code{__thread} specifier may be applied to any global, file-scoped
6606 static, function-scoped static, or static data member of a class.  It may
6607 not be applied to block-scoped automatic or non-static data member.
6608
6609 When the address-of operator is applied to a thread-local variable, it is
6610 evaluated at run-time and returns the address of the current thread's
6611 instance of that variable.  An address so obtained may be used by any
6612 thread.  When a thread terminates, any pointers to thread-local variables
6613 in that thread become invalid.
6614
6615 No static initialization may refer to the address of a thread-local variable.
6616
6617 In C++, if an initializer is present for a thread-local variable, it must
6618 be a @var{constant-expression}, as defined in 5.19.2 of the ANSI/ISO C++
6619 standard.
6620
6621 See @uref{http://people.redhat.com/drepper/tls.pdf,
6622 ELF Handling For Thread-Local Storage} for a detailed explanation of
6623 the four thread-local storage addressing models, and how the run-time
6624 is expected to function.
6625
6626 @menu
6627 * C99 Thread-Local Edits::
6628 * C++98 Thread-Local Edits::
6629 @end menu
6630
6631 @node C99 Thread-Local Edits
6632 @subsection ISO/IEC 9899:1999 Edits for Thread-Local Storage
6633
6634 The following are a set of changes to ISO/IEC 9899:1999 (aka C99)
6635 that document the exact semantics of the language extension.
6636
6637 @itemize @bullet
6638 @item
6639 @cite{5.1.2  Execution environments}
6640
6641 Add new text after paragraph 1
6642
6643 @quotation
6644 Within either execution environment, a @dfn{thread} is a flow of
6645 control within a program.  It is implementation defined whether
6646 or not there may be more than one thread associated with a program.
6647 It is implementation defined how threads beyond the first are
6648 created, the name and type of the function called at thread
6649 startup, and how threads may be terminated.  However, objects
6650 with thread storage duration shall be initialized before thread
6651 startup.
6652 @end quotation
6653
6654 @item
6655 @cite{6.2.4  Storage durations of objects}
6656
6657 Add new text before paragraph 3
6658
6659 @quotation
6660 An object whose identifier is declared with the storage-class
6661 specifier @w{@code{__thread}} has @dfn{thread storage duration}.
6662 Its lifetime is the entire execution of the thread, and its
6663 stored value is initialized only once, prior to thread startup.
6664 @end quotation
6665
6666 @item
6667 @cite{6.4.1  Keywords}
6668
6669 Add @code{__thread}.
6670
6671 @item
6672 @cite{6.7.1  Storage-class specifiers}
6673
6674 Add @code{__thread} to the list of storage class specifiers in
6675 paragraph 1.
6676
6677 Change paragraph 2 to
6678
6679 @quotation
6680 With the exception of @code{__thread}, at most one storage-class
6681 specifier may be given [@dots{}].  The @code{__thread} specifier may
6682 be used alone, or immediately following @code{extern} or
6683 @code{static}.
6684 @end quotation
6685
6686 Add new text after paragraph 6
6687
6688 @quotation
6689 The declaration of an identifier for a variable that has
6690 block scope that specifies @code{__thread} shall also
6691 specify either @code{extern} or @code{static}.
6692
6693 The @code{__thread} specifier shall be used only with
6694 variables.
6695 @end quotation
6696 @end itemize
6697
6698 @node C++98 Thread-Local Edits
6699 @subsection ISO/IEC 14882:1998 Edits for Thread-Local Storage
6700
6701 The following are a set of changes to ISO/IEC 14882:1998 (aka C++98)
6702 that document the exact semantics of the language extension.
6703
6704 @itemize @bullet
6705 @b{[intro.execution]}
6706
6707 New text after paragraph 4
6708
6709 @quotation
6710 A @dfn{thread} is a flow of control within the abstract machine.
6711 It is implementation defined whether or not there may be more than
6712 one thread.
6713 @end quotation
6714
6715 New text after paragraph 7
6716
6717 @quotation
6718 It is unspecified whether additional action must be taken to
6719 ensure when and whether side effects are visible to other threads.
6720 @end quotation
6721
6722 @item
6723 @b{[lex.key]}
6724
6725 Add @code{__thread}.
6726
6727 @item
6728 @b{[basic.start.main]}
6729
6730 Add after paragraph 5
6731
6732 @quotation
6733 The thread that begins execution at the @code{main} function is called
6734 the @dfn{main thread}.  It is implementation defined how functions
6735 beginning threads other than the main thread are designated or typed.
6736 A function so designated, as well as the @code{main} function, is called
6737 a @dfn{thread startup function}.  It is implementation defined what
6738 happens if a thread startup function returns.  It is implementation
6739 defined what happens to other threads when any thread calls @code{exit}.
6740 @end quotation
6741
6742 @item
6743 @b{[basic.start.init]}
6744
6745 Add after paragraph 4
6746
6747 @quotation
6748 The storage for an object of thread storage duration shall be
6749 statically initialized before the first statement of the thread startup
6750 function.  An object of thread storage duration shall not require
6751 dynamic initialization.
6752 @end quotation
6753
6754 @item
6755 @b{[basic.start.term]}
6756
6757 Add after paragraph 3
6758
6759 @quotation
6760 The type of an object with thread storage duration shall not have a
6761 non-trivial destructor, nor shall it be an array type whose elements
6762 (directly or indirectly) have non-trivial destructors.
6763 @end quotation
6764
6765 @item
6766 @b{[basic.stc]}
6767
6768 Add ``thread storage duration'' to the list in paragraph 1.
6769
6770 Change paragraph 2
6771
6772 @quotation
6773 Thread, static, and automatic storage durations are associated with
6774 objects introduced by declarations [@dots{}].
6775 @end quotation
6776
6777 Add @code{__thread} to the list of specifiers in paragraph 3.
6778
6779 @item
6780 @b{[basic.stc.thread]}
6781
6782 New section before @b{[basic.stc.static]}
6783
6784 @quotation
6785 The keyword @code{__thread} applied to an non-local object gives the
6786 object thread storage duration.
6787
6788 A local variable or class data member declared both @code{static}
6789 and @code{__thread} gives the variable or member thread storage
6790 duration.
6791 @end quotation
6792
6793 @item
6794 @b{[basic.stc.static]}
6795
6796 Change paragraph 1
6797
6798 @quotation
6799 All objects which have neither thread storage duration, dynamic
6800 storage duration nor are local [@dots{}].
6801 @end quotation
6802
6803 @item
6804 @b{[dcl.stc]}
6805
6806 Add @code{__thread} to the list in paragraph 1.
6807
6808 Change paragraph 1
6809
6810 @quotation
6811 With the exception of @code{__thread}, at most one
6812 @var{storage-class-specifier} shall appear in a given
6813 @var{decl-specifier-seq}.  The @code{__thread} specifier may
6814 be used alone, or immediately following the @code{extern} or
6815 @code{static} specifiers.  [@dots{}]
6816 @end quotation
6817
6818 Add after paragraph 5
6819
6820 @quotation
6821 The @code{__thread} specifier can be applied only to the names of objects
6822 and to anonymous unions.
6823 @end quotation
6824
6825 @item
6826 @b{[class.mem]}
6827
6828 Add after paragraph 6
6829
6830 @quotation
6831 Non-@code{static} members shall not be @code{__thread}.
6832 @end quotation
6833 @end itemize
6834
6835 @node C++ Extensions
6836 @chapter Extensions to the C++ Language
6837 @cindex extensions, C++ language
6838 @cindex C++ language extensions
6839
6840 The GNU compiler provides these extensions to the C++ language (and you
6841 can also use most of the C language extensions in your C++ programs).  If you
6842 want to write code that checks whether these features are available, you can
6843 test for the GNU compiler the same way as for C programs: check for a
6844 predefined macro @code{__GNUC__}.  You can also use @code{__GNUG__} to
6845 test specifically for GNU C++ (@pxref{Standard Predefined,,Standard
6846 Predefined Macros,cpp.info,The C Preprocessor}).
6847
6848 @menu
6849 * Min and Max::         C++ Minimum and maximum operators.
6850 * Volatiles::           What constitutes an access to a volatile object.
6851 * Restricted Pointers:: C99 restricted pointers and references.
6852 * Vague Linkage::       Where G++ puts inlines, vtables and such.
6853 * C++ Interface::       You can use a single C++ header file for both
6854                         declarations and definitions.
6855 * Template Instantiation:: Methods for ensuring that exactly one copy of
6856                         each needed template instantiation is emitted.
6857 * Bound member functions:: You can extract a function pointer to the
6858                         method denoted by a @samp{->*} or @samp{.*} expression.
6859 * C++ Attributes::      Variable, function, and type attributes for C++ only.
6860 * Java Exceptions::     Tweaking exception handling to work with Java.
6861 * Deprecated Features:: Things might disappear from g++.
6862 * Backwards Compatibility:: Compatibilities with earlier definitions of C++.
6863 @end menu
6864
6865 @node Min and Max
6866 @section Minimum and Maximum Operators in C++
6867
6868 It is very convenient to have operators which return the ``minimum'' or the
6869 ``maximum'' of two arguments.  In GNU C++ (but not in GNU C),
6870
6871 @table @code
6872 @item @var{a} <? @var{b}
6873 @findex <?
6874 @cindex minimum operator
6875 is the @dfn{minimum}, returning the smaller of the numeric values
6876 @var{a} and @var{b};
6877
6878 @item @var{a} >? @var{b}
6879 @findex >?
6880 @cindex maximum operator
6881 is the @dfn{maximum}, returning the larger of the numeric values @var{a}
6882 and @var{b}.
6883 @end table
6884
6885 These operations are not primitive in ordinary C++, since you can
6886 use a macro to return the minimum of two things in C++, as in the
6887 following example.
6888
6889 @example
6890 #define MIN(X,Y) ((X) < (Y) ? : (X) : (Y))
6891 @end example
6892
6893 @noindent
6894 You might then use @w{@samp{int min = MIN (i, j);}} to set @var{min} to
6895 the minimum value of variables @var{i} and @var{j}.
6896
6897 However, side effects in @code{X} or @code{Y} may cause unintended
6898 behavior.  For example, @code{MIN (i++, j++)} will fail, incrementing
6899 the smaller counter twice.  The GNU C @code{typeof} extension allows you
6900 to write safe macros that avoid this kind of problem (@pxref{Typeof}).
6901 However, writing @code{MIN} and @code{MAX} as macros also forces you to
6902 use function-call notation for a fundamental arithmetic operation.
6903 Using GNU C++ extensions, you can write @w{@samp{int min = i <? j;}}
6904 instead.
6905
6906 Since @code{<?} and @code{>?} are built into the compiler, they properly
6907 handle expressions with side-effects;  @w{@samp{int min = i++ <? j++;}}
6908 works correctly.
6909
6910 @node Volatiles
6911 @section When is a Volatile Object Accessed?
6912 @cindex accessing volatiles
6913 @cindex volatile read
6914 @cindex volatile write
6915 @cindex volatile access
6916
6917 Both the C and C++ standard have the concept of volatile objects.  These
6918 are normally accessed by pointers and used for accessing hardware.  The
6919 standards encourage compilers to refrain from optimizations
6920 concerning accesses to volatile objects that it might perform on
6921 non-volatile objects.  The C standard leaves it implementation defined
6922 as to what constitutes a volatile access.  The C++ standard omits to
6923 specify this, except to say that C++ should behave in a similar manner
6924 to C with respect to volatiles, where possible.  The minimum either
6925 standard specifies is that at a sequence point all previous accesses to
6926 volatile objects have stabilized and no subsequent accesses have
6927 occurred.  Thus an implementation is free to reorder and combine
6928 volatile accesses which occur between sequence points, but cannot do so
6929 for accesses across a sequence point.  The use of volatiles does not
6930 allow you to violate the restriction on updating objects multiple times
6931 within a sequence point.
6932
6933 In most expressions, it is intuitively obvious what is a read and what is
6934 a write.  For instance
6935
6936 @example
6937 volatile int *dst = @var{somevalue};
6938 volatile int *src = @var{someothervalue};
6939 *dst = *src;
6940 @end example
6941
6942 @noindent
6943 will cause a read of the volatile object pointed to by @var{src} and stores the
6944 value into the volatile object pointed to by @var{dst}.  There is no
6945 guarantee that these reads and writes are atomic, especially for objects
6946 larger than @code{int}.
6947
6948 Less obvious expressions are where something which looks like an access
6949 is used in a void context.  An example would be,
6950
6951 @example
6952 volatile int *src = @var{somevalue};
6953 *src;
6954 @end example
6955
6956 With C, such expressions are rvalues, and as rvalues cause a read of
6957 the object, GCC interprets this as a read of the volatile being pointed
6958 to.  The C++ standard specifies that such expressions do not undergo
6959 lvalue to rvalue conversion, and that the type of the dereferenced
6960 object may be incomplete.  The C++ standard does not specify explicitly
6961 that it is this lvalue to rvalue conversion which is responsible for
6962 causing an access.  However, there is reason to believe that it is,
6963 because otherwise certain simple expressions become undefined.  However,
6964 because it would surprise most programmers, G++ treats dereferencing a
6965 pointer to volatile object of complete type in a void context as a read
6966 of the object.  When the object has incomplete type, G++ issues a
6967 warning.
6968
6969 @example
6970 struct S;
6971 struct T @{int m;@};
6972 volatile S *ptr1 = @var{somevalue};
6973 volatile T *ptr2 = @var{somevalue};
6974 *ptr1;
6975 *ptr2;
6976 @end example
6977
6978 In this example, a warning is issued for @code{*ptr1}, and @code{*ptr2}
6979 causes a read of the object pointed to.  If you wish to force an error on
6980 the first case, you must force a conversion to rvalue with, for instance
6981 a static cast, @code{static_cast<S>(*ptr1)}.
6982
6983 When using a reference to volatile, G++ does not treat equivalent
6984 expressions as accesses to volatiles, but instead issues a warning that
6985 no volatile is accessed.  The rationale for this is that otherwise it
6986 becomes difficult to determine where volatile access occur, and not
6987 possible to ignore the return value from functions returning volatile
6988 references.  Again, if you wish to force a read, cast the reference to
6989 an rvalue.
6990
6991 @node Restricted Pointers
6992 @section Restricting Pointer Aliasing
6993 @cindex restricted pointers
6994 @cindex restricted references
6995 @cindex restricted this pointer
6996
6997 As with gcc, g++ understands the C99 feature of restricted pointers,
6998 specified with the @code{__restrict__}, or @code{__restrict} type
6999 qualifier.  Because you cannot compile C++ by specifying the @option{-std=c99}
7000 language flag, @code{restrict} is not a keyword in C++.
7001
7002 In addition to allowing restricted pointers, you can specify restricted
7003 references, which indicate that the reference is not aliased in the local
7004 context.
7005
7006 @example
7007 void fn (int *__restrict__ rptr, int &__restrict__ rref)
7008 @{
7009   /* @r{@dots{}} */
7010 @}
7011 @end example
7012
7013 @noindent
7014 In the body of @code{fn}, @var{rptr} points to an unaliased integer and
7015 @var{rref} refers to a (different) unaliased integer.
7016
7017 You may also specify whether a member function's @var{this} pointer is
7018 unaliased by using @code{__restrict__} as a member function qualifier.
7019
7020 @example
7021 void T::fn () __restrict__
7022 @{
7023   /* @r{@dots{}} */
7024 @}
7025 @end example
7026
7027 @noindent
7028 Within the body of @code{T::fn}, @var{this} will have the effective
7029 definition @code{T *__restrict__ const this}.  Notice that the
7030 interpretation of a @code{__restrict__} member function qualifier is
7031 different to that of @code{const} or @code{volatile} qualifier, in that it
7032 is applied to the pointer rather than the object.  This is consistent with
7033 other compilers which implement restricted pointers.
7034
7035 As with all outermost parameter qualifiers, @code{__restrict__} is
7036 ignored in function definition matching.  This means you only need to
7037 specify @code{__restrict__} in a function definition, rather than
7038 in a function prototype as well.
7039
7040 @node Vague Linkage
7041 @section Vague Linkage
7042 @cindex vague linkage
7043
7044 There are several constructs in C++ which require space in the object
7045 file but are not clearly tied to a single translation unit.  We say that
7046 these constructs have ``vague linkage''.  Typically such constructs are
7047 emitted wherever they are needed, though sometimes we can be more
7048 clever.
7049
7050 @table @asis
7051 @item Inline Functions
7052 Inline functions are typically defined in a header file which can be
7053 included in many different compilations.  Hopefully they can usually be
7054 inlined, but sometimes an out-of-line copy is necessary, if the address
7055 of the function is taken or if inlining fails.  In general, we emit an
7056 out-of-line copy in all translation units where one is needed.  As an
7057 exception, we only emit inline virtual functions with the vtable, since
7058 it will always require a copy.
7059
7060 Local static variables and string constants used in an inline function
7061 are also considered to have vague linkage, since they must be shared
7062 between all inlined and out-of-line instances of the function.
7063
7064 @item VTables
7065 @cindex vtable
7066 C++ virtual functions are implemented in most compilers using a lookup
7067 table, known as a vtable.  The vtable contains pointers to the virtual
7068 functions provided by a class, and each object of the class contains a
7069 pointer to its vtable (or vtables, in some multiple-inheritance
7070 situations).  If the class declares any non-inline, non-pure virtual
7071 functions, the first one is chosen as the ``key method'' for the class,
7072 and the vtable is only emitted in the translation unit where the key
7073 method is defined.
7074
7075 @emph{Note:} If the chosen key method is later defined as inline, the
7076 vtable will still be emitted in every translation unit which defines it.
7077 Make sure that any inline virtuals are declared inline in the class
7078 body, even if they are not defined there.
7079
7080 @item type_info objects
7081 @cindex type_info
7082 @cindex RTTI
7083 C++ requires information about types to be written out in order to
7084 implement @samp{dynamic_cast}, @samp{typeid} and exception handling.
7085 For polymorphic classes (classes with virtual functions), the type_info
7086 object is written out along with the vtable so that @samp{dynamic_cast}
7087 can determine the dynamic type of a class object at runtime.  For all
7088 other types, we write out the type_info object when it is used: when
7089 applying @samp{typeid} to an expression, throwing an object, or
7090 referring to a type in a catch clause or exception specification.
7091
7092 @item Template Instantiations
7093 Most everything in this section also applies to template instantiations,
7094 but there are other options as well.
7095 @xref{Template Instantiation,,Where's the Template?}.
7096
7097 @end table
7098
7099 When used with GNU ld version 2.8 or later on an ELF system such as
7100 Linux/GNU or Solaris 2, or on Microsoft Windows, duplicate copies of
7101 these constructs will be discarded at link time.  This is known as
7102 COMDAT support.
7103
7104 On targets that don't support COMDAT, but do support weak symbols, GCC
7105 will use them.  This way one copy will override all the others, but
7106 the unused copies will still take up space in the executable.
7107
7108 For targets which do not support either COMDAT or weak symbols,
7109 most entities with vague linkage will be emitted as local symbols to
7110 avoid duplicate definition errors from the linker.  This will not happen
7111 for local statics in inlines, however, as having multiple copies will
7112 almost certainly break things.
7113
7114 @xref{C++ Interface,,Declarations and Definitions in One Header}, for
7115 another way to control placement of these constructs.
7116
7117 @node C++ Interface
7118 @section Declarations and Definitions in One Header
7119
7120 @cindex interface and implementation headers, C++
7121 @cindex C++ interface and implementation headers
7122 C++ object definitions can be quite complex.  In principle, your source
7123 code will need two kinds of things for each object that you use across
7124 more than one source file.  First, you need an @dfn{interface}
7125 specification, describing its structure with type declarations and
7126 function prototypes.  Second, you need the @dfn{implementation} itself.
7127 It can be tedious to maintain a separate interface description in a
7128 header file, in parallel to the actual implementation.  It is also
7129 dangerous, since separate interface and implementation definitions may
7130 not remain parallel.
7131
7132 @cindex pragmas, interface and implementation
7133 With GNU C++, you can use a single header file for both purposes.
7134
7135 @quotation
7136 @emph{Warning:} The mechanism to specify this is in transition.  For the
7137 nonce, you must use one of two @code{#pragma} commands; in a future
7138 release of GNU C++, an alternative mechanism will make these
7139 @code{#pragma} commands unnecessary.
7140 @end quotation
7141
7142 The header file contains the full definitions, but is marked with
7143 @samp{#pragma interface} in the source code.  This allows the compiler
7144 to use the header file only as an interface specification when ordinary
7145 source files incorporate it with @code{#include}.  In the single source
7146 file where the full implementation belongs, you can use either a naming
7147 convention or @samp{#pragma implementation} to indicate this alternate
7148 use of the header file.
7149
7150 @table @code
7151 @item #pragma interface
7152 @itemx #pragma interface "@var{subdir}/@var{objects}.h"
7153 @kindex #pragma interface
7154 Use this directive in @emph{header files} that define object classes, to save
7155 space in most of the object files that use those classes.  Normally,
7156 local copies of certain information (backup copies of inline member
7157 functions, debugging information, and the internal tables that implement
7158 virtual functions) must be kept in each object file that includes class
7159 definitions.  You can use this pragma to avoid such duplication.  When a
7160 header file containing @samp{#pragma interface} is included in a
7161 compilation, this auxiliary information will not be generated (unless
7162 the main input source file itself uses @samp{#pragma implementation}).
7163 Instead, the object files will contain references to be resolved at link
7164 time.
7165
7166 The second form of this directive is useful for the case where you have
7167 multiple headers with the same name in different directories.  If you
7168 use this form, you must specify the same string to @samp{#pragma
7169 implementation}.
7170
7171 @item #pragma implementation
7172 @itemx #pragma implementation "@var{objects}.h"
7173 @kindex #pragma implementation
7174 Use this pragma in a @emph{main input file}, when you want full output from
7175 included header files to be generated (and made globally visible).  The
7176 included header file, in turn, should use @samp{#pragma interface}.
7177 Backup copies of inline member functions, debugging information, and the
7178 internal tables used to implement virtual functions are all generated in
7179 implementation files.
7180
7181 @cindex implied @code{#pragma implementation}
7182 @cindex @code{#pragma implementation}, implied
7183 @cindex naming convention, implementation headers
7184 If you use @samp{#pragma implementation} with no argument, it applies to
7185 an include file with the same basename@footnote{A file's @dfn{basename}
7186 was the name stripped of all leading path information and of trailing
7187 suffixes, such as @samp{.h} or @samp{.C} or @samp{.cc}.} as your source
7188 file.  For example, in @file{allclass.cc}, giving just
7189 @samp{#pragma implementation}
7190 by itself is equivalent to @samp{#pragma implementation "allclass.h"}.
7191
7192 In versions of GNU C++ prior to 2.6.0 @file{allclass.h} was treated as
7193 an implementation file whenever you would include it from
7194 @file{allclass.cc} even if you never specified @samp{#pragma
7195 implementation}.  This was deemed to be more trouble than it was worth,
7196 however, and disabled.
7197
7198 If you use an explicit @samp{#pragma implementation}, it must appear in
7199 your source file @emph{before} you include the affected header files.
7200
7201 Use the string argument if you want a single implementation file to
7202 include code from multiple header files.  (You must also use
7203 @samp{#include} to include the header file; @samp{#pragma
7204 implementation} only specifies how to use the file---it doesn't actually
7205 include it.)
7206
7207 There is no way to split up the contents of a single header file into
7208 multiple implementation files.
7209 @end table
7210
7211 @cindex inlining and C++ pragmas
7212 @cindex C++ pragmas, effect on inlining
7213 @cindex pragmas in C++, effect on inlining
7214 @samp{#pragma implementation} and @samp{#pragma interface} also have an
7215 effect on function inlining.
7216
7217 If you define a class in a header file marked with @samp{#pragma
7218 interface}, the effect on a function defined in that class is similar to
7219 an explicit @code{extern} declaration---the compiler emits no code at
7220 all to define an independent version of the function.  Its definition
7221 is used only for inlining with its callers.
7222
7223 @opindex fno-implement-inlines
7224 Conversely, when you include the same header file in a main source file
7225 that declares it as @samp{#pragma implementation}, the compiler emits
7226 code for the function itself; this defines a version of the function
7227 that can be found via pointers (or by callers compiled without
7228 inlining).  If all calls to the function can be inlined, you can avoid
7229 emitting the function by compiling with @option{-fno-implement-inlines}.
7230 If any calls were not inlined, you will get linker errors.
7231
7232 @node Template Instantiation
7233 @section Where's the Template?
7234
7235 @cindex template instantiation
7236
7237 C++ templates are the first language feature to require more
7238 intelligence from the environment than one usually finds on a UNIX
7239 system.  Somehow the compiler and linker have to make sure that each
7240 template instance occurs exactly once in the executable if it is needed,
7241 and not at all otherwise.  There are two basic approaches to this
7242 problem, which I will refer to as the Borland model and the Cfront model.
7243
7244 @table @asis
7245 @item Borland model
7246 Borland C++ solved the template instantiation problem by adding the code
7247 equivalent of common blocks to their linker; the compiler emits template
7248 instances in each translation unit that uses them, and the linker
7249 collapses them together.  The advantage of this model is that the linker
7250 only has to consider the object files themselves; there is no external
7251 complexity to worry about.  This disadvantage is that compilation time
7252 is increased because the template code is being compiled repeatedly.
7253 Code written for this model tends to include definitions of all
7254 templates in the header file, since they must be seen to be
7255 instantiated.
7256
7257 @item Cfront model
7258 The AT&T C++ translator, Cfront, solved the template instantiation
7259 problem by creating the notion of a template repository, an
7260 automatically maintained place where template instances are stored.  A
7261 more modern version of the repository works as follows: As individual
7262 object files are built, the compiler places any template definitions and
7263 instantiations encountered in the repository.  At link time, the link
7264 wrapper adds in the objects in the repository and compiles any needed
7265 instances that were not previously emitted.  The advantages of this
7266 model are more optimal compilation speed and the ability to use the
7267 system linker; to implement the Borland model a compiler vendor also
7268 needs to replace the linker.  The disadvantages are vastly increased
7269 complexity, and thus potential for error; for some code this can be
7270 just as transparent, but in practice it can been very difficult to build
7271 multiple programs in one directory and one program in multiple
7272 directories.  Code written for this model tends to separate definitions
7273 of non-inline member templates into a separate file, which should be
7274 compiled separately.
7275 @end table
7276
7277 When used with GNU ld version 2.8 or later on an ELF system such as
7278 Linux/GNU or Solaris 2, or on Microsoft Windows, g++ supports the
7279 Borland model.  On other systems, g++ implements neither automatic
7280 model.
7281
7282 A future version of g++ will support a hybrid model whereby the compiler
7283 will emit any instantiations for which the template definition is
7284 included in the compile, and store template definitions and
7285 instantiation context information into the object file for the rest.
7286 The link wrapper will extract that information as necessary and invoke
7287 the compiler to produce the remaining instantiations.  The linker will
7288 then combine duplicate instantiations.
7289
7290 In the mean time, you have the following options for dealing with
7291 template instantiations:
7292
7293 @enumerate
7294 @item
7295 @opindex frepo
7296 Compile your template-using code with @option{-frepo}.  The compiler will
7297 generate files with the extension @samp{.rpo} listing all of the
7298 template instantiations used in the corresponding object files which
7299 could be instantiated there; the link wrapper, @samp{collect2}, will
7300 then update the @samp{.rpo} files to tell the compiler where to place
7301 those instantiations and rebuild any affected object files.  The
7302 link-time overhead is negligible after the first pass, as the compiler
7303 will continue to place the instantiations in the same files.
7304
7305 This is your best option for application code written for the Borland
7306 model, as it will just work.  Code written for the Cfront model will
7307 need to be modified so that the template definitions are available at
7308 one or more points of instantiation; usually this is as simple as adding
7309 @code{#include <tmethods.cc>} to the end of each template header.
7310
7311 For library code, if you want the library to provide all of the template
7312 instantiations it needs, just try to link all of its object files
7313 together; the link will fail, but cause the instantiations to be
7314 generated as a side effect.  Be warned, however, that this may cause
7315 conflicts if multiple libraries try to provide the same instantiations.
7316 For greater control, use explicit instantiation as described in the next
7317 option.
7318
7319 @item
7320 @opindex fno-implicit-templates
7321 Compile your code with @option{-fno-implicit-templates} to disable the
7322 implicit generation of template instances, and explicitly instantiate
7323 all the ones you use.  This approach requires more knowledge of exactly
7324 which instances you need than do the others, but it's less
7325 mysterious and allows greater control.  You can scatter the explicit
7326 instantiations throughout your program, perhaps putting them in the
7327 translation units where the instances are used or the translation units
7328 that define the templates themselves; you can put all of the explicit
7329 instantiations you need into one big file; or you can create small files
7330 like
7331
7332 @example
7333 #include "Foo.h"
7334 #include "Foo.cc"
7335
7336 template class Foo<int>;
7337 template ostream& operator <<
7338                 (ostream&, const Foo<int>&);
7339 @end example
7340
7341 for each of the instances you need, and create a template instantiation
7342 library from those.
7343
7344 If you are using Cfront-model code, you can probably get away with not
7345 using @option{-fno-implicit-templates} when compiling files that don't
7346 @samp{#include} the member template definitions.
7347
7348 If you use one big file to do the instantiations, you may want to
7349 compile it without @option{-fno-implicit-templates} so you get all of the
7350 instances required by your explicit instantiations (but not by any
7351 other files) without having to specify them as well.
7352
7353 g++ has extended the template instantiation syntax outlined in the
7354 Working Paper to allow forward declaration of explicit instantiations
7355 (with @code{extern}), instantiation of the compiler support data for a
7356 template class (i.e.@: the vtable) without instantiating any of its
7357 members (with @code{inline}), and instantiation of only the static data
7358 members of a template class, without the support data or member
7359 functions (with (@code{static}):
7360
7361 @example
7362 extern template int max (int, int);
7363 inline template class Foo<int>;
7364 static template class Foo<int>;
7365 @end example
7366
7367 @item
7368 Do nothing.  Pretend g++ does implement automatic instantiation
7369 management.  Code written for the Borland model will work fine, but
7370 each translation unit will contain instances of each of the templates it
7371 uses.  In a large program, this can lead to an unacceptable amount of code
7372 duplication.
7373
7374 @xref{C++ Interface,,Declarations and Definitions in One Header}, for
7375 more discussion of these pragmas.
7376 @end enumerate
7377
7378 @node Bound member functions
7379 @section Extracting the function pointer from a bound pointer to member function
7380
7381 @cindex pmf
7382 @cindex pointer to member function
7383 @cindex bound pointer to member function
7384
7385 In C++, pointer to member functions (PMFs) are implemented using a wide
7386 pointer of sorts to handle all the possible call mechanisms; the PMF
7387 needs to store information about how to adjust the @samp{this} pointer,
7388 and if the function pointed to is virtual, where to find the vtable, and
7389 where in the vtable to look for the member function.  If you are using
7390 PMFs in an inner loop, you should really reconsider that decision.  If
7391 that is not an option, you can extract the pointer to the function that
7392 would be called for a given object/PMF pair and call it directly inside
7393 the inner loop, to save a bit of time.
7394
7395 Note that you will still be paying the penalty for the call through a
7396 function pointer; on most modern architectures, such a call defeats the
7397 branch prediction features of the CPU@.  This is also true of normal
7398 virtual function calls.
7399
7400 The syntax for this extension is
7401
7402 @example
7403 extern A a;
7404 extern int (A::*fp)();
7405 typedef int (*fptr)(A *);
7406
7407 fptr p = (fptr)(a.*fp);
7408 @end example
7409
7410 For PMF constants (i.e.@: expressions of the form @samp{&Klasse::Member}),
7411 no object is needed to obtain the address of the function.  They can be
7412 converted to function pointers directly:
7413
7414 @example
7415 fptr p1 = (fptr)(&A::foo);
7416 @end example
7417
7418 @opindex Wno-pmf-conversions
7419 You must specify @option{-Wno-pmf-conversions} to use this extension.
7420
7421 @node C++ Attributes
7422 @section C++-Specific Variable, Function, and Type Attributes
7423
7424 Some attributes only make sense for C++ programs.
7425
7426 @table @code
7427 @item init_priority (@var{priority})
7428 @cindex init_priority attribute
7429
7430
7431 In Standard C++, objects defined at namespace scope are guaranteed to be
7432 initialized in an order in strict accordance with that of their definitions
7433 @emph{in a given translation unit}.  No guarantee is made for initializations
7434 across translation units.  However, GNU C++ allows users to control the
7435 order of initialization of objects defined at namespace scope with the
7436 @code{init_priority} attribute by specifying a relative @var{priority},
7437 a constant integral expression currently bounded between 101 and 65535
7438 inclusive.  Lower numbers indicate a higher priority.
7439
7440 In the following example, @code{A} would normally be created before
7441 @code{B}, but the @code{init_priority} attribute has reversed that order:
7442
7443 @smallexample
7444 Some_Class  A  __attribute__ ((init_priority (2000)));
7445 Some_Class  B  __attribute__ ((init_priority (543)));
7446 @end smallexample
7447
7448 @noindent
7449 Note that the particular values of @var{priority} do not matter; only their
7450 relative ordering.
7451
7452 @item java_interface
7453 @cindex java_interface attribute
7454
7455 This type attribute informs C++ that the class is a Java interface.  It may
7456 only be applied to classes declared within an @code{extern "Java"} block.
7457 Calls to methods declared in this interface will be dispatched using GCJ's
7458 interface table mechanism, instead of regular virtual table dispatch.
7459
7460 @end table
7461
7462 @node Java Exceptions
7463 @section Java Exceptions
7464
7465 The Java language uses a slightly different exception handling model
7466 from C++.  Normally, GNU C++ will automatically detect when you are
7467 writing C++ code that uses Java exceptions, and handle them
7468 appropriately.  However, if C++ code only needs to execute destructors
7469 when Java exceptions are thrown through it, GCC will guess incorrectly.
7470 Sample problematic code is:
7471
7472 @smallexample
7473   struct S @{ ~S(); @};
7474   extern void bar();    // is written in Java, and may throw exceptions
7475   void foo()
7476   @{
7477     S s;
7478     bar();
7479   @}
7480 @end smallexample
7481
7482 @noindent
7483 The usual effect of an incorrect guess is a link failure, complaining of
7484 a missing routine called @samp{__gxx_personality_v0}.
7485
7486 You can inform the compiler that Java exceptions are to be used in a
7487 translation unit, irrespective of what it might think, by writing
7488 @samp{@w{#pragma GCC java_exceptions}} at the head of the file.  This
7489 @samp{#pragma} must appear before any functions that throw or catch
7490 exceptions, or run destructors when exceptions are thrown through them.
7491
7492 You cannot mix Java and C++ exceptions in the same translation unit.  It
7493 is believed to be safe to throw a C++ exception from one file through
7494 another file compiled for the Java exception model, or vice versa, but
7495 there may be bugs in this area.
7496
7497 @node Deprecated Features
7498 @section Deprecated Features
7499
7500 In the past, the GNU C++ compiler was extended to experiment with new
7501 features, at a time when the C++ language was still evolving.  Now that
7502 the C++ standard is complete, some of those features are superseded by
7503 superior alternatives.  Using the old features might cause a warning in
7504 some cases that the feature will be dropped in the future.  In other
7505 cases, the feature might be gone already.
7506
7507 While the list below is not exhaustive, it documents some of the options
7508 that are now deprecated:
7509
7510 @table @code
7511 @item -fexternal-templates
7512 @itemx -falt-external-templates
7513 These are two of the many ways for g++ to implement template
7514 instantiation.  @xref{Template Instantiation}.  The C++ standard clearly
7515 defines how template definitions have to be organized across
7516 implementation units.  g++ has an implicit instantiation mechanism that
7517 should work just fine for standard-conforming code.
7518
7519 @item -fstrict-prototype
7520 @itemx -fno-strict-prototype
7521 Previously it was possible to use an empty prototype parameter list to
7522 indicate an unspecified number of parameters (like C), rather than no
7523 parameters, as C++ demands.  This feature has been removed, except where
7524 it is required for backwards compatibility @xref{Backwards Compatibility}.
7525 @end table
7526
7527 The named return value extension has been deprecated, and is now
7528 removed from g++.
7529
7530 The use of initializer lists with new expressions has been deprecated,
7531 and is now removed from g++.
7532
7533 Floating and complex non-type template parameters have been deprecated,
7534 and are now removed from g++.
7535
7536 The implicit typename extension has been deprecated and will be removed
7537 from g++ at some point.  In some cases g++ determines that a dependent
7538 type such as @code{TPL<T>::X} is a type without needing a
7539 @code{typename} keyword, contrary to the standard.
7540
7541 @node Backwards Compatibility
7542 @section Backwards Compatibility
7543 @cindex Backwards Compatibility
7544 @cindex ARM [Annotated C++ Reference Manual]
7545
7546 Now that there is a definitive ISO standard C++, G++ has a specification
7547 to adhere to.  The C++ language evolved over time, and features that
7548 used to be acceptable in previous drafts of the standard, such as the ARM
7549 [Annotated C++ Reference Manual], are no longer accepted.  In order to allow
7550 compilation of C++ written to such drafts, G++ contains some backwards
7551 compatibilities.  @emph{All such backwards compatibility features are
7552 liable to disappear in future versions of G++.} They should be considered
7553 deprecated @xref{Deprecated Features}.
7554
7555 @table @code
7556 @item For scope
7557 If a variable is declared at for scope, it used to remain in scope until
7558 the end of the scope which contained the for statement (rather than just
7559 within the for scope).  G++ retains this, but issues a warning, if such a
7560 variable is accessed outside the for scope.
7561
7562 @item Implicit C language
7563 Old C system header files did not contain an @code{extern "C" @{@dots{}@}}
7564 scope to set the language.  On such systems, all header files are
7565 implicitly scoped inside a C language scope.  Also, an empty prototype
7566 @code{()} will be treated as an unspecified number of arguments, rather
7567 than no arguments, as C++ demands.
7568 @end table