OSDN Git Service

* doc/c-tree.texi: Fix typos and follow spelling conventions.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / doc / extend.texi
1 @c Copyright (C) 1988,1989,1992,1993,1994,1996,1998,1999,2000,2001,2002 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 visibiliy 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 cdecl
2374 @cindex functions that do pop the argument stack on the 386
2375 @opindex mrtd
2376 On the Intel 386, the @code{cdecl} attribute causes the compiler to
2377 assume that the calling function will pop off the stack space used to
2378 pass arguments.  This is
2379 useful to override the effects of the @option{-mrtd} switch.
2380
2381 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{cdecl}
2382 attribute.
2383
2384 @item longcall/shortcall
2385 @cindex functions called via pointer on the RS/6000 and PowerPC
2386 On the RS/6000 and PowerPC, the @code{longcall} attribute causes the
2387 compiler to always call this function via a pointer, just as it would if
2388 the @option{-mlongcall} option had been specified.  The @code{shortcall}
2389 attribute causes the compiler not to do this.  These attributes override
2390 both the @option{-mlongcall} switch and the @code{#pragma longcall}
2391 setting.
2392
2393 @xref{RS/6000 and PowerPC Options}, for more information on when long
2394 calls are and are not necessary.
2395
2396 @item long_call/short_call
2397 @cindex indirect calls on ARM
2398 This attribute allows to specify how to call a particular function on
2399 ARM@.  Both attributes override the @option{-mlong-calls} (@pxref{ARM Options})
2400 command line switch and @code{#pragma long_calls} settings.  The
2401 @code{long_call} attribute causes the compiler to always call the
2402 function by first loading its address into a register and then using the
2403 contents of that register.   The @code{short_call} attribute always places
2404 the offset to the function from the call site into the @samp{BL}
2405 instruction directly.
2406
2407 @item dllimport
2408 @cindex functions which are imported from a dll on PowerPC Windows NT
2409 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllimport} attribute causes
2410 the compiler to call the function via a global pointer to the function
2411 pointer that is set up by the Windows NT dll library.  The pointer name
2412 is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
2413
2414 @item dllexport
2415 @cindex functions which are exported from a dll on PowerPC Windows NT
2416 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllexport} attribute causes
2417 the compiler to provide a global pointer to the function pointer, so
2418 that it can be called with the @code{dllimport} attribute.  The pointer
2419 name is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
2420
2421 @item exception (@var{except-func} [, @var{except-arg}])
2422 @cindex functions which specify exception handling on PowerPC Windows NT
2423 On the PowerPC running Windows NT, the @code{exception} attribute causes
2424 the compiler to modify the structured exception table entry it emits for
2425 the declared function.  The string or identifier @var{except-func} is
2426 placed in the third entry of the structured exception table.  It
2427 represents a function, which is called by the exception handling
2428 mechanism if an exception occurs.  If it was specified, the string or
2429 identifier @var{except-arg} is placed in the fourth entry of the
2430 structured exception table.
2431
2432 @item function_vector
2433 @cindex calling functions through the function vector on the H8/300 processors
2434 Use this attribute on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
2435 function should be called through the function vector.  Calling a
2436 function through the function vector will reduce code size, however;
2437 the function vector has a limited size (maximum 128 entries on the H8/300
2438 and 64 entries on the H8/300H) and shares space with the interrupt vector.
2439
2440 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
2441 this attribute to work correctly.
2442
2443 @item interrupt
2444 @cindex interrupt handler functions
2445 Use this attribute on the ARM, AVR, M32R/D and Xstormy16 ports to indicate
2446 that the specified function is an interrupt handler.  The compiler will
2447 generate function entry and exit sequences suitable for use in an
2448 interrupt handler when this attribute is present.
2449
2450 Note, interrupt handlers for the H8/300, H8/300H and SH processors can
2451 be specified via the @code{interrupt_handler} attribute.
2452
2453 Note, on the AVR interrupts will be enabled inside the function.
2454
2455 Note, for the ARM you can specify the kind of interrupt to be handled by
2456 adding an optional parameter to the interrupt attribute like this:
2457
2458 @smallexample
2459 void f () __attribute__ ((interrupt ("IRQ")));
2460 @end smallexample
2461
2462 Permissible values for this parameter are: IRQ, FIQ, SWI, ABORT and UNDEF@.
2463
2464 @item interrupt_handler
2465 @cindex interrupt handler functions on the H8/300 and SH processors
2466 Use this attribute on the H8/300, H8/300H and SH to indicate that the
2467 specified function is an interrupt handler.  The compiler will generate
2468 function entry and exit sequences suitable for use in an interrupt
2469 handler when this attribute is present.
2470
2471 @item sp_switch
2472 Use this attribute on the SH to indicate an @code{interrupt_handler}
2473 function should switch to an alternate stack.  It expects a string
2474 argument that names a global variable holding the address of the
2475 alternate stack.
2476
2477 @smallexample
2478 void *alt_stack;
2479 void f () __attribute__ ((interrupt_handler,
2480                           sp_switch ("alt_stack")));
2481 @end smallexample
2482
2483 @item trap_exit
2484 Use this attribute on the SH for an @code{interrupt_handle} to return using
2485 @code{trapa} instead of @code{rte}.  This attribute expects an integer
2486 argument specifying the trap number to be used.
2487
2488 @item eightbit_data
2489 @cindex eight bit data on the H8/300 and H8/300H
2490 Use this attribute on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
2491 variable should be placed into the eight bit data section.
2492 The compiler will generate more efficient code for certain operations
2493 on data in the eight bit data area.  Note the eight bit data area is limited to
2494 256 bytes of data.
2495
2496 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
2497 this attribute to work correctly.
2498
2499 @item tiny_data
2500 @cindex tiny data section on the H8/300H
2501 Use this attribute on the H8/300H to indicate that the specified
2502 variable should be placed into the tiny data section.
2503 The compiler will generate more efficient code for loads and stores
2504 on data in the tiny data section.  Note the tiny data area is limited to
2505 slightly under 32kbytes of data.
2506
2507 @item signal
2508 @cindex signal handler functions on the AVR processors
2509 Use this attribute on the AVR to indicate that the specified
2510 function is an signal handler.  The compiler will generate function
2511 entry and exit sequences suitable for use in an signal handler when this
2512 attribute is present.  Interrupts will be disabled inside function.
2513
2514 @item naked
2515 @cindex function without a prologue/epilogue code
2516 Use this attribute on the ARM, AVR and IP2K ports to indicate that the
2517 specified function do not need prologue/epilogue sequences generated by
2518 the compiler.  It is up to the programmer to provide these sequences.
2519
2520 @item model (@var{model-name})
2521 @cindex function addressability on the M32R/D
2522 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object,
2523 and the code generated for a function.
2524 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
2525 or @code{large}, representing each of the code models.
2526
2527 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
2528 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction), and are
2529 callable with the @code{bl} instruction.
2530
2531 Medium model objects may live anywhere in the 32-bit address space (the
2532 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
2533 and are callable with the @code{bl} instruction.
2534
2535 Large model objects may live anywhere in the 32-bit address space (the
2536 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
2537 and may not be reachable with the @code{bl} instruction (the compiler will
2538 generate the much slower @code{seth/add3/jl} instruction sequence).
2539
2540 @end table
2541
2542 You can specify multiple attributes in a declaration by separating them
2543 by commas within the double parentheses or by immediately following an
2544 attribute declaration with another attribute declaration.
2545
2546 @cindex @code{#pragma}, reason for not using
2547 @cindex pragma, reason for not using
2548 Some people object to the @code{__attribute__} feature, suggesting that
2549 ISO C's @code{#pragma} should be used instead.  At the time
2550 @code{__attribute__} was designed, there were two reasons for not doing
2551 this.
2552
2553 @enumerate
2554 @item
2555 It is impossible to generate @code{#pragma} commands from a macro.
2556
2557 @item
2558 There is no telling what the same @code{#pragma} might mean in another
2559 compiler.
2560 @end enumerate
2561
2562 These two reasons applied to almost any application that might have been
2563 proposed for @code{#pragma}.  It was basically a mistake to use
2564 @code{#pragma} for @emph{anything}.
2565
2566 The ISO C99 standard includes @code{_Pragma}, which now allows pragmas
2567 to be generated from macros.  In addition, a @code{#pragma GCC}
2568 namespace is now in use for GCC-specific pragmas.  However, it has been
2569 found convenient to use @code{__attribute__} to achieve a natural
2570 attachment of attributes to their corresponding declarations, whereas
2571 @code{#pragma GCC} is of use for constructs that do not naturally form
2572 part of the grammar.  @xref{Other Directives,,Miscellaneous
2573 Preprocessing Directives, cpp, The C Preprocessor}.
2574
2575 @node Attribute Syntax
2576 @section Attribute Syntax
2577 @cindex attribute syntax
2578
2579 This section describes the syntax with which @code{__attribute__} may be
2580 used, and the constructs to which attribute specifiers bind, for the C
2581 language.  Some details may vary for C++ and Objective-C@.  Because of
2582 infelicities in the grammar for attributes, some forms described here
2583 may not be successfully parsed in all cases.
2584
2585 There are some problems with the semantics of attributes in C++.  For
2586 example, there are no manglings for attributes, although they may affect
2587 code generation, so problems may arise when attributed types are used in
2588 conjunction with templates or overloading.  Similarly, @code{typeid}
2589 does not distinguish between types with different attributes.  Support
2590 for attributes in C++ may be restricted in future to attributes on
2591 declarations only, but not on nested declarators.
2592
2593 @xref{Function Attributes}, for details of the semantics of attributes
2594 applying to functions.  @xref{Variable Attributes}, for details of the
2595 semantics of attributes applying to variables.  @xref{Type Attributes},
2596 for details of the semantics of attributes applying to structure, union
2597 and enumerated types.
2598
2599 An @dfn{attribute specifier} is of the form
2600 @code{__attribute__ ((@var{attribute-list}))}.  An @dfn{attribute list}
2601 is a possibly empty comma-separated sequence of @dfn{attributes}, where
2602 each attribute is one of the following:
2603
2604 @itemize @bullet
2605 @item
2606 Empty.  Empty attributes are ignored.
2607
2608 @item
2609 A word (which may be an identifier such as @code{unused}, or a reserved
2610 word such as @code{const}).
2611
2612 @item
2613 A word, followed by, in parentheses, parameters for the attribute.
2614 These parameters take one of the following forms:
2615
2616 @itemize @bullet
2617 @item
2618 An identifier.  For example, @code{mode} attributes use this form.
2619
2620 @item
2621 An identifier followed by a comma and a non-empty comma-separated list
2622 of expressions.  For example, @code{format} attributes use this form.
2623
2624 @item
2625 A possibly empty comma-separated list of expressions.  For example,
2626 @code{format_arg} attributes use this form with the list being a single
2627 integer constant expression, and @code{alias} attributes use this form
2628 with the list being a single string constant.
2629 @end itemize
2630 @end itemize
2631
2632 An @dfn{attribute specifier list} is a sequence of one or more attribute
2633 specifiers, not separated by any other tokens.
2634
2635 An attribute specifier list may appear after the colon following a
2636 label, other than a @code{case} or @code{default} label.  The only
2637 attribute it makes sense to use after a label is @code{unused}.  This
2638 feature is intended for code generated by programs which contains labels
2639 that may be unused but which is compiled with @option{-Wall}.  It would
2640 not normally be appropriate to use in it human-written code, though it
2641 could be useful in cases where the code that jumps to the label is
2642 contained within an @code{#ifdef} conditional.
2643
2644 An attribute specifier list may appear as part of a @code{struct},
2645 @code{union} or @code{enum} specifier.  It may go either immediately
2646 after the @code{struct}, @code{union} or @code{enum} keyword, or after
2647 the closing brace.  It is ignored if the content of the structure, union
2648 or enumerated type is not defined in the specifier in which the
2649 attribute specifier list is used---that is, in usages such as
2650 @code{struct __attribute__((foo)) bar} with no following opening brace.
2651 Where attribute specifiers follow the closing brace, they are considered
2652 to relate to the structure, union or enumerated type defined, not to any
2653 enclosing declaration the type specifier appears in, and the type
2654 defined is not complete until after the attribute specifiers.
2655 @c Otherwise, there would be the following problems: a shift/reduce
2656 @c conflict between attributes binding the struct/union/enum and
2657 @c binding to the list of specifiers/qualifiers; and "aligned"
2658 @c attributes could use sizeof for the structure, but the size could be
2659 @c changed later by "packed" attributes.
2660
2661 Otherwise, an attribute specifier appears as part of a declaration,
2662 counting declarations of unnamed parameters and type names, and relates
2663 to that declaration (which may be nested in another declaration, for
2664 example in the case of a parameter declaration), or to a particular declarator
2665 within a declaration.  Where an
2666 attribute specifier is applied to a parameter declared as a function or
2667 an array, it should apply to the function or array rather than the
2668 pointer to which the parameter is implicitly converted, but this is not
2669 yet correctly implemented.
2670
2671 Any list of specifiers and qualifiers at the start of a declaration may
2672 contain attribute specifiers, whether or not such a list may in that
2673 context contain storage class specifiers.  (Some attributes, however,
2674 are essentially in the nature of storage class specifiers, and only make
2675 sense where storage class specifiers may be used; for example,
2676 @code{section}.)  There is one necessary limitation to this syntax: the
2677 first old-style parameter declaration in a function definition cannot
2678 begin with an attribute specifier, because such an attribute applies to
2679 the function instead by syntax described below (which, however, is not
2680 yet implemented in this case).  In some other cases, attribute
2681 specifiers are permitted by this grammar but not yet supported by the
2682 compiler.  All attribute specifiers in this place relate to the
2683 declaration as a whole.  In the obsolescent usage where a type of
2684 @code{int} is implied by the absence of type specifiers, such a list of
2685 specifiers and qualifiers may be an attribute specifier list with no
2686 other specifiers or qualifiers.
2687
2688 An attribute specifier list may appear immediately before a declarator
2689 (other than the first) in a comma-separated list of declarators in a
2690 declaration of more than one identifier using a single list of
2691 specifiers and qualifiers.  Such attribute specifiers apply
2692 only to the identifier before whose declarator they appear.  For
2693 example, in
2694
2695 @smallexample
2696 __attribute__((noreturn)) void d0 (void),
2697     __attribute__((format(printf, 1, 2))) d1 (const char *, ...),
2698      d2 (void)
2699 @end smallexample
2700
2701 @noindent
2702 the @code{noreturn} attribute applies to all the functions
2703 declared; the @code{format} attribute only applies to @code{d1}.
2704
2705 An attribute specifier list may appear immediately before the comma,
2706 @code{=} or semicolon terminating the declaration of an identifier other
2707 than a function definition.  At present, such attribute specifiers apply
2708 to the declared object or function, but in future they may attach to the
2709 outermost adjacent declarator.  In simple cases there is no difference,
2710 but, for example, in
2711
2712 @smallexample
2713 void (****f)(void) __attribute__((noreturn));
2714 @end smallexample
2715
2716 @noindent
2717 at present the @code{noreturn} attribute applies to @code{f}, which
2718 causes a warning since @code{f} is not a function, but in future it may
2719 apply to the function @code{****f}.  The precise semantics of what
2720 attributes in such cases will apply to are not yet specified.  Where an
2721 assembler name for an object or function is specified (@pxref{Asm
2722 Labels}), at present the attribute must follow the @code{asm}
2723 specification; in future, attributes before the @code{asm} specification
2724 may apply to the adjacent declarator, and those after it to the declared
2725 object or function.
2726
2727 An attribute specifier list may, in future, be permitted to appear after
2728 the declarator in a function definition (before any old-style parameter
2729 declarations or the function body).
2730
2731 Attribute specifiers may be mixed with type qualifiers appearing inside
2732 the @code{[]} of a parameter array declarator, in the C99 construct by
2733 which such qualifiers are applied to the pointer to which the array is
2734 implicitly converted.  Such attribute specifiers apply to the pointer,
2735 not to the array, but at present this is not implemented and they are
2736 ignored.
2737
2738 An attribute specifier list may appear at the start of a nested
2739 declarator.  At present, there are some limitations in this usage: the
2740 attributes correctly apply to the declarator, but for most individual
2741 attributes the semantics this implies are not implemented.
2742 When attribute specifiers follow the @code{*} of a pointer
2743 declarator, they may be mixed with any type qualifiers present.
2744 The following describes the formal semantics of this syntax.  It will make the
2745 most sense if you are familiar with the formal specification of
2746 declarators in the ISO C standard.
2747
2748 Consider (as in C99 subclause 6.7.5 paragraph 4) a declaration @code{T
2749 D1}, where @code{T} contains declaration specifiers that specify a type
2750 @var{Type} (such as @code{int}) and @code{D1} is a declarator that
2751 contains an identifier @var{ident}.  The type specified for @var{ident}
2752 for derived declarators whose type does not include an attribute
2753 specifier is as in the ISO C standard.
2754
2755 If @code{D1} has the form @code{( @var{attribute-specifier-list} D )},
2756 and the declaration @code{T D} specifies the type
2757 ``@var{derived-declarator-type-list} @var{Type}'' for @var{ident}, then
2758 @code{T D1} specifies the type ``@var{derived-declarator-type-list}
2759 @var{attribute-specifier-list} @var{Type}'' for @var{ident}.
2760
2761 If @code{D1} has the form @code{*
2762 @var{type-qualifier-and-attribute-specifier-list} D}, and the
2763 declaration @code{T D} specifies the type
2764 ``@var{derived-declarator-type-list} @var{Type}'' for @var{ident}, then
2765 @code{T D1} specifies the type ``@var{derived-declarator-type-list}
2766 @var{type-qualifier-and-attribute-specifier-list} @var{Type}'' for
2767 @var{ident}.
2768
2769 For example,
2770
2771 @smallexample
2772 void (__attribute__((noreturn)) ****f) (void);
2773 @end smallexample
2774
2775 @noindent
2776 specifies the type ``pointer to pointer to pointer to pointer to
2777 non-returning function returning @code{void}''.  As another example,
2778
2779 @smallexample
2780 char *__attribute__((aligned(8))) *f;
2781 @end smallexample
2782
2783 @noindent
2784 specifies the type ``pointer to 8-byte-aligned pointer to @code{char}''.
2785 Note again that this does not work with most attributes; for example,
2786 the usage of @samp{aligned} and @samp{noreturn} attributes given above
2787 is not yet supported.
2788
2789 For compatibility with existing code written for compiler versions that
2790 did not implement attributes on nested declarators, some laxity is
2791 allowed in the placing of attributes.  If an attribute that only applies
2792 to types is applied to a declaration, it will be treated as applying to
2793 the type of that declaration.  If an attribute that only applies to
2794 declarations is applied to the type of a declaration, it will be treated
2795 as applying to that declaration; and, for compatibility with code
2796 placing the attributes immediately before the identifier declared, such
2797 an attribute applied to a function return type will be treated as
2798 applying to the function type, and such an attribute applied to an array
2799 element type will be treated as applying to the array type.  If an
2800 attribute that only applies to function types is applied to a
2801 pointer-to-function type, it will be treated as applying to the pointer
2802 target type; if such an attribute is applied to a function return type
2803 that is not a pointer-to-function type, it will be treated as applying
2804 to the function type.
2805
2806 @node Function Prototypes
2807 @section Prototypes and Old-Style Function Definitions
2808 @cindex function prototype declarations
2809 @cindex old-style function definitions
2810 @cindex promotion of formal parameters
2811
2812 GNU C extends ISO C to allow a function prototype to override a later
2813 old-style non-prototype definition.  Consider the following example:
2814
2815 @example
2816 /* @r{Use prototypes unless the compiler is old-fashioned.}  */
2817 #ifdef __STDC__
2818 #define P(x) x
2819 #else
2820 #define P(x) ()
2821 #endif
2822
2823 /* @r{Prototype function declaration.}  */
2824 int isroot P((uid_t));
2825
2826 /* @r{Old-style function definition.}  */
2827 int
2828 isroot (x)   /* ??? lossage here ??? */
2829      uid_t x;
2830 @{
2831   return x == 0;
2832 @}
2833 @end example
2834
2835 Suppose the type @code{uid_t} happens to be @code{short}.  ISO C does
2836 not allow this example, because subword arguments in old-style
2837 non-prototype definitions are promoted.  Therefore in this example the
2838 function definition's argument is really an @code{int}, which does not
2839 match the prototype argument type of @code{short}.
2840
2841 This restriction of ISO C makes it hard to write code that is portable
2842 to traditional C compilers, because the programmer does not know
2843 whether the @code{uid_t} type is @code{short}, @code{int}, or
2844 @code{long}.  Therefore, in cases like these GNU C allows a prototype
2845 to override a later old-style definition.  More precisely, in GNU C, a
2846 function prototype argument type overrides the argument type specified
2847 by a later old-style definition if the former type is the same as the
2848 latter type before promotion.  Thus in GNU C the above example is
2849 equivalent to the following:
2850
2851 @example
2852 int isroot (uid_t);
2853
2854 int
2855 isroot (uid_t x)
2856 @{
2857   return x == 0;
2858 @}
2859 @end example
2860
2861 @noindent
2862 GNU C++ does not support old-style function definitions, so this
2863 extension is irrelevant.
2864
2865 @node C++ Comments
2866 @section C++ Style Comments
2867 @cindex //
2868 @cindex C++ comments
2869 @cindex comments, C++ style
2870
2871 In GNU C, you may use C++ style comments, which start with @samp{//} and
2872 continue until the end of the line.  Many other C implementations allow
2873 such comments, and they are included in the 1999 C standard.  However,
2874 C++ style comments are not recognized if you specify an @option{-std}
2875 option specifying a version of ISO C before C99, or @option{-ansi}
2876 (equivalent to @option{-std=c89}).
2877
2878 @node Dollar Signs
2879 @section Dollar Signs in Identifier Names
2880 @cindex $
2881 @cindex dollar signs in identifier names
2882 @cindex identifier names, dollar signs in
2883
2884 In GNU C, you may normally use dollar signs in identifier names.
2885 This is because many traditional C implementations allow such identifiers.
2886 However, dollar signs in identifiers are not supported on a few target
2887 machines, typically because the target assembler does not allow them.
2888
2889 @node Character Escapes
2890 @section The Character @key{ESC} in Constants
2891
2892 You can use the sequence @samp{\e} in a string or character constant to
2893 stand for the ASCII character @key{ESC}.
2894
2895 @node Alignment
2896 @section Inquiring on Alignment of Types or Variables
2897 @cindex alignment
2898 @cindex type alignment
2899 @cindex variable alignment
2900
2901 The keyword @code{__alignof__} allows you to inquire about how an object
2902 is aligned, or the minimum alignment usually required by a type.  Its
2903 syntax is just like @code{sizeof}.
2904
2905 For example, if the target machine requires a @code{double} value to be
2906 aligned on an 8-byte boundary, then @code{__alignof__ (double)} is 8.
2907 This is true on many RISC machines.  On more traditional machine
2908 designs, @code{__alignof__ (double)} is 4 or even 2.
2909
2910 Some machines never actually require alignment; they allow reference to any
2911 data type even at an odd addresses.  For these machines, @code{__alignof__}
2912 reports the @emph{recommended} alignment of a type.
2913
2914 If the operand of @code{__alignof__} is an lvalue rather than a type,
2915 its value is the required alignment for its type, taking into account
2916 any minimum alignment specified with GCC's @code{__attribute__}
2917 extension (@pxref{Variable Attributes}).  For example, after this
2918 declaration:
2919
2920 @example
2921 struct foo @{ int x; char y; @} foo1;
2922 @end example
2923
2924 @noindent
2925 the value of @code{__alignof__ (foo1.y)} is 1, even though its actual
2926 alignment is probably 2 or 4, the same as @code{__alignof__ (int)}.
2927
2928 It is an error to ask for the alignment of an incomplete type.
2929
2930 @node Variable Attributes
2931 @section Specifying Attributes of Variables
2932 @cindex attribute of variables
2933 @cindex variable attributes
2934
2935 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
2936 attributes of variables or structure fields.  This keyword is followed
2937 by an attribute specification inside double parentheses.  Ten
2938 attributes are currently defined for variables: @code{aligned},
2939 @code{mode}, @code{nocommon}, @code{packed}, @code{section},
2940 @code{transparent_union}, @code{unused}, @code{deprecated},
2941 @code{vector_size}, and @code{weak}.  Some other attributes are defined
2942 for variables on particular target systems.  Other attributes are
2943 available for functions (@pxref{Function Attributes}) and for types
2944 (@pxref{Type Attributes}).  Other front ends might define more
2945 attributes (@pxref{C++ Extensions,,Extensions to the C++ Language}).
2946
2947 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
2948 each keyword.  This allows you to use them in header files without
2949 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
2950 you may use @code{__aligned__} instead of @code{aligned}.
2951
2952 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
2953 attributes.
2954
2955 @table @code
2956 @cindex @code{aligned} attribute
2957 @item aligned (@var{alignment})
2958 This attribute specifies a minimum alignment for the variable or
2959 structure field, measured in bytes.  For example, the declaration:
2960
2961 @smallexample
2962 int x __attribute__ ((aligned (16))) = 0;
2963 @end smallexample
2964
2965 @noindent
2966 causes the compiler to allocate the global variable @code{x} on a
2967 16-byte boundary.  On a 68040, this could be used in conjunction with
2968 an @code{asm} expression to access the @code{move16} instruction which
2969 requires 16-byte aligned operands.
2970
2971 You can also specify the alignment of structure fields.  For example, to
2972 create a double-word aligned @code{int} pair, you could write:
2973
2974 @smallexample
2975 struct foo @{ int x[2] __attribute__ ((aligned (8))); @};
2976 @end smallexample
2977
2978 @noindent
2979 This is an alternative to creating a union with a @code{double} member
2980 that forces the union to be double-word aligned.
2981
2982 As in the preceding examples, you can explicitly specify the alignment
2983 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given variable or
2984 structure field.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
2985 and just ask the compiler to align a variable or field to the maximum
2986 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
2987 example, you could write:
2988
2989 @smallexample
2990 short array[3] __attribute__ ((aligned));
2991 @end smallexample
2992
2993 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned} attribute
2994 specification, the compiler automatically sets the alignment for the declared
2995 variable or field to the largest alignment which is ever used for any data
2996 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often make
2997 copy operations more efficient, because the compiler can use whatever
2998 instructions copy the biggest chunks of memory when performing copies to
2999 or from the variables or fields that you have aligned this way.
3000
3001 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
3002 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
3003
3004 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
3005 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
3006 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
3007 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
3008 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
3009 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
3010 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
3011 alignment.  See your linker documentation for further information.
3012
3013 @item mode (@var{mode})
3014 @cindex @code{mode} attribute
3015 This attribute specifies the data type for the declaration---whichever
3016 type corresponds to the mode @var{mode}.  This in effect lets you
3017 request an integer or floating point type according to its width.
3018
3019 You may also specify a mode of @samp{byte} or @samp{__byte__} to
3020 indicate the mode corresponding to a one-byte integer, @samp{word} or
3021 @samp{__word__} for the mode of a one-word integer, and @samp{pointer}
3022 or @samp{__pointer__} for the mode used to represent pointers.
3023
3024 @item nocommon
3025 @cindex @code{nocommon} attribute
3026 @opindex fno-common
3027 This attribute specifies requests GCC not to place a variable
3028 ``common'' but instead to allocate space for it directly.  If you
3029 specify the @option{-fno-common} flag, GCC will do this for all
3030 variables.
3031
3032 Specifying the @code{nocommon} attribute for a variable provides an
3033 initialization of zeros.  A variable may only be initialized in one
3034 source file.
3035
3036 @item packed
3037 @cindex @code{packed} attribute
3038 The @code{packed} attribute specifies that a variable or structure field
3039 should have the smallest possible alignment---one byte for a variable,
3040 and one bit for a field, unless you specify a larger value with the
3041 @code{aligned} attribute.
3042
3043 Here is a structure in which the field @code{x} is packed, so that it
3044 immediately follows @code{a}:
3045
3046 @example
3047 struct foo
3048 @{
3049   char a;
3050   int x[2] __attribute__ ((packed));
3051 @};
3052 @end example
3053
3054 @item section ("@var{section-name}")
3055 @cindex @code{section} variable attribute
3056 Normally, the compiler places the objects it generates in sections like
3057 @code{data} and @code{bss}.  Sometimes, however, you need additional sections,
3058 or you need certain particular variables to appear in special sections,
3059 for example to map to special hardware.  The @code{section}
3060 attribute specifies that a variable (or function) lives in a particular
3061 section.  For example, this small program uses several specific section names:
3062
3063 @smallexample
3064 struct duart a __attribute__ ((section ("DUART_A"))) = @{ 0 @};
3065 struct duart b __attribute__ ((section ("DUART_B"))) = @{ 0 @};
3066 char stack[10000] __attribute__ ((section ("STACK"))) = @{ 0 @};
3067 int init_data __attribute__ ((section ("INITDATA"))) = 0;
3068
3069 main()
3070 @{
3071   /* Initialize stack pointer */
3072   init_sp (stack + sizeof (stack));
3073
3074   /* Initialize initialized data */
3075   memcpy (&init_data, &data, &edata - &data);
3076
3077   /* Turn on the serial ports */
3078   init_duart (&a);
3079   init_duart (&b);
3080 @}
3081 @end smallexample
3082
3083 @noindent
3084 Use the @code{section} attribute with an @emph{initialized} definition
3085 of a @emph{global} variable, as shown in the example.  GCC issues
3086 a warning and otherwise ignores the @code{section} attribute in
3087 uninitialized variable declarations.
3088
3089 You may only use the @code{section} attribute with a fully initialized
3090 global definition because of the way linkers work.  The linker requires
3091 each object be defined once, with the exception that uninitialized
3092 variables tentatively go in the @code{common} (or @code{bss}) section
3093 and can be multiply ``defined''.  You can force a variable to be
3094 initialized with the @option{-fno-common} flag or the @code{nocommon}
3095 attribute.
3096
3097 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
3098 attribute is not available on all platforms.
3099 If you need to map the entire contents of a module to a particular
3100 section, consider using the facilities of the linker instead.
3101
3102 @item shared
3103 @cindex @code{shared} variable attribute
3104 On Windows NT, in addition to putting variable definitions in a named
3105 section, the section can also be shared among all running copies of an
3106 executable or DLL@.  For example, this small program defines shared data
3107 by putting it in a named section @code{shared} and marking the section
3108 shareable:
3109
3110 @smallexample
3111 int foo __attribute__((section ("shared"), shared)) = 0;
3112
3113 int
3114 main()
3115 @{
3116   /* Read and write foo.  All running
3117      copies see the same value.  */
3118   return 0;
3119 @}
3120 @end smallexample
3121
3122 @noindent
3123 You may only use the @code{shared} attribute along with @code{section}
3124 attribute with a fully initialized global definition because of the way
3125 linkers work.  See @code{section} attribute for more information.
3126
3127 The @code{shared} attribute is only available on Windows NT@.
3128
3129 @item transparent_union
3130 This attribute, attached to a function parameter which is a union, means
3131 that the corresponding argument may have the type of any union member,
3132 but the argument is passed as if its type were that of the first union
3133 member.  For more details see @xref{Type Attributes}.  You can also use
3134 this attribute on a @code{typedef} for a union data type; then it
3135 applies to all function parameters with that type.
3136
3137 @item unused
3138 This attribute, attached to a variable, means that the variable is meant
3139 to be possibly unused.  GCC will not produce a warning for this
3140 variable.
3141
3142 @item deprecated
3143 The @code{deprecated} attribute results in a warning if the variable
3144 is used anywhere in the source file.  This is useful when identifying
3145 variables that are expected to be removed in a future version of a
3146 program.  The warning also includes the location of the declaration
3147 of the deprecated variable, to enable users to easily find further
3148 information about why the variable is deprecated, or what they should
3149 do instead.  Note that the warnings only occurs for uses:
3150
3151 @smallexample
3152 extern int old_var __attribute__ ((deprecated));
3153 extern int old_var;
3154 int new_fn () @{ return old_var; @}
3155 @end smallexample
3156
3157 results in a warning on line 3 but not line 2.
3158
3159 The @code{deprecated} attribute can also be used for functions and
3160 types (@pxref{Function Attributes}, @pxref{Type Attributes}.)
3161
3162 @item vector_size (@var{bytes})
3163 This attribute specifies the vector size for the variable, measured in
3164 bytes.  For example, the declaration:
3165
3166 @smallexample
3167 int foo __attribute__ ((vector_size (16)));
3168 @end smallexample
3169
3170 @noindent
3171 causes the compiler to set the mode for @code{foo}, to be 16 bytes,
3172 divided into @code{int} sized units.  Assuming a 32-bit int (a vector of
3173 4 units of 4 bytes), the corresponding mode of @code{foo} will be V4SI@.
3174
3175 This attribute is only applicable to integral and float scalars,
3176 although arrays, pointers, and function return values are allowed in
3177 conjunction with this construct.
3178
3179 Aggregates with this attribute are invalid, even if they are of the same
3180 size as a corresponding scalar.  For example, the declaration:
3181
3182 @smallexample
3183 struct S @{ int a; @};
3184 struct S  __attribute__ ((vector_size (16))) foo;
3185 @end smallexample
3186
3187 @noindent
3188 is invalid even if the size of the structure is the same as the size of
3189 the @code{int}.
3190
3191 @item weak
3192 The @code{weak} attribute is described in @xref{Function Attributes}.
3193
3194 @item model (@var{model-name})
3195 @cindex variable addressability on the M32R/D
3196 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object.
3197 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
3198 or @code{large}, representing each of the code models.
3199
3200 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
3201 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction).
3202
3203 Medium and large model objects may live anywhere in the 32-bit address space
3204 (the compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their
3205 addresses).
3206
3207 @end table
3208
3209 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
3210 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
3211 packed))}.
3212
3213 @node Type Attributes
3214 @section Specifying Attributes of Types
3215 @cindex attribute of types
3216 @cindex type attributes
3217
3218 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
3219 attributes of @code{struct} and @code{union} types when you define such
3220 types.  This keyword is followed by an attribute specification inside
3221 double parentheses.  Six attributes are currently defined for types:
3222 @code{aligned}, @code{packed}, @code{transparent_union}, @code{unused},
3223 @code{deprecated} and @code{may_alias}.  Other attributes are defined for
3224 functions (@pxref{Function Attributes}) and for variables
3225 (@pxref{Variable Attributes}).
3226
3227 You may also specify any one of these attributes with @samp{__}
3228 preceding and following its keyword.  This allows you to use these
3229 attributes in header files without being concerned about a possible
3230 macro of the same name.  For example, you may use @code{__aligned__}
3231 instead of @code{aligned}.
3232
3233 You may specify the @code{aligned} and @code{transparent_union}
3234 attributes either in a @code{typedef} declaration or just past the
3235 closing curly brace of a complete enum, struct or union type
3236 @emph{definition} and the @code{packed} attribute only past the closing
3237 brace of a definition.
3238
3239 You may also specify attributes between the enum, struct or union
3240 tag and the name of the type rather than after the closing brace.
3241
3242 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
3243 attributes.
3244
3245 @table @code
3246 @cindex @code{aligned} attribute
3247 @item aligned (@var{alignment})
3248 This attribute specifies a minimum alignment (in bytes) for variables
3249 of the specified type.  For example, the declarations:
3250
3251 @smallexample
3252 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned (8)));
3253 typedef int more_aligned_int __attribute__ ((aligned (8)));
3254 @end smallexample
3255
3256 @noindent
3257 force the compiler to insure (as far as it can) that each variable whose
3258 type is @code{struct S} or @code{more_aligned_int} will be allocated and
3259 aligned @emph{at least} on a 8-byte boundary.  On a SPARC, having all
3260 variables of type @code{struct S} aligned to 8-byte boundaries allows
3261 the compiler to use the @code{ldd} and @code{std} (doubleword load and
3262 store) instructions when copying one variable of type @code{struct S} to
3263 another, thus improving run-time efficiency.
3264
3265 Note that the alignment of any given @code{struct} or @code{union} type
3266 is required by the ISO C standard to be at least a perfect multiple of
3267 the lowest common multiple of the alignments of all of the members of
3268 the @code{struct} or @code{union} in question.  This means that you @emph{can}
3269 effectively adjust the alignment of a @code{struct} or @code{union}
3270 type by attaching an @code{aligned} attribute to any one of the members
3271 of such a type, but the notation illustrated in the example above is a
3272 more obvious, intuitive, and readable way to request the compiler to
3273 adjust the alignment of an entire @code{struct} or @code{union} type.
3274
3275 As in the preceding example, you can explicitly specify the alignment
3276 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given @code{struct}
3277 or @code{union} type.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
3278 and just ask the compiler to align a type to the maximum
3279 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
3280 example, you could write:
3281
3282 @smallexample
3283 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned));
3284 @end smallexample
3285
3286 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned}
3287 attribute specification, the compiler automatically sets the alignment
3288 for the type to the largest alignment which is ever used for any data
3289 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often
3290 make copy operations more efficient, because the compiler can use
3291 whatever instructions copy the biggest chunks of memory when performing
3292 copies to or from the variables which have types that you have aligned
3293 this way.
3294
3295 In the example above, if the size of each @code{short} is 2 bytes, then
3296 the size of the entire @code{struct S} type is 6 bytes.  The smallest
3297 power of two which is greater than or equal to that is 8, so the
3298 compiler sets the alignment for the entire @code{struct S} type to 8
3299 bytes.
3300
3301 Note that although you can ask the compiler to select a time-efficient
3302 alignment for a given type and then declare only individual stand-alone
3303 objects of that type, the compiler's ability to select a time-efficient
3304 alignment is primarily useful only when you plan to create arrays of
3305 variables having the relevant (efficiently aligned) type.  If you
3306 declare or use arrays of variables of an efficiently-aligned type, then
3307 it is likely that your program will also be doing pointer arithmetic (or
3308 subscripting, which amounts to the same thing) on pointers to the
3309 relevant type, and the code that the compiler generates for these
3310 pointer arithmetic operations will often be more efficient for
3311 efficiently-aligned types than for other types.
3312
3313 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
3314 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
3315
3316 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
3317 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
3318 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
3319 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
3320 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
3321 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
3322 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
3323 alignment.  See your linker documentation for further information.
3324
3325 @item packed
3326 This attribute, attached to an @code{enum}, @code{struct}, or
3327 @code{union} type definition, specified that the minimum required memory
3328 be used to represent the type.
3329
3330 @opindex fshort-enums
3331 Specifying this attribute for @code{struct} and @code{union} types is
3332 equivalent to specifying the @code{packed} attribute on each of the
3333 structure or union members.  Specifying the @option{-fshort-enums}
3334 flag on the line is equivalent to specifying the @code{packed}
3335 attribute on all @code{enum} definitions.
3336
3337 You may only specify this attribute after a closing curly brace on an
3338 @code{enum} definition, not in a @code{typedef} declaration, unless that
3339 declaration also contains the definition of the @code{enum}.
3340
3341 @item transparent_union
3342 This attribute, attached to a @code{union} type definition, indicates
3343 that any function parameter having that union type causes calls to that
3344 function to be treated in a special way.
3345
3346 First, the argument corresponding to a transparent union type can be of
3347 any type in the union; no cast is required.  Also, if the union contains
3348 a pointer type, the corresponding argument can be a null pointer
3349 constant or a void pointer expression; and if the union contains a void
3350 pointer type, the corresponding argument can be any pointer expression.
3351 If the union member type is a pointer, qualifiers like @code{const} on
3352 the referenced type must be respected, just as with normal pointer
3353 conversions.
3354
3355 Second, the argument is passed to the function using the calling
3356 conventions of first member of the transparent union, not the calling
3357 conventions of the union itself.  All members of the union must have the
3358 same machine representation; this is necessary for this argument passing
3359 to work properly.
3360
3361 Transparent unions are designed for library functions that have multiple
3362 interfaces for compatibility reasons.  For example, suppose the
3363 @code{wait} function must accept either a value of type @code{int *} to
3364 comply with Posix, or a value of type @code{union wait *} to comply with
3365 the 4.1BSD interface.  If @code{wait}'s parameter were @code{void *},
3366 @code{wait} would accept both kinds of arguments, but it would also
3367 accept any other pointer type and this would make argument type checking
3368 less useful.  Instead, @code{<sys/wait.h>} might define the interface
3369 as follows:
3370
3371 @smallexample
3372 typedef union
3373   @{
3374     int *__ip;
3375     union wait *__up;
3376   @} wait_status_ptr_t __attribute__ ((__transparent_union__));
3377
3378 pid_t wait (wait_status_ptr_t);
3379 @end smallexample
3380
3381 This interface allows either @code{int *} or @code{union wait *}
3382 arguments to be passed, using the @code{int *} calling convention.
3383 The program can call @code{wait} with arguments of either type:
3384
3385 @example
3386 int w1 () @{ int w; return wait (&w); @}
3387 int w2 () @{ union wait w; return wait (&w); @}
3388 @end example
3389
3390 With this interface, @code{wait}'s implementation might look like this:
3391
3392 @example
3393 pid_t wait (wait_status_ptr_t p)
3394 @{
3395   return waitpid (-1, p.__ip, 0);
3396 @}
3397 @end example
3398
3399 @item unused
3400 When attached to a type (including a @code{union} or a @code{struct}),
3401 this attribute means that variables of that type are meant to appear
3402 possibly unused.  GCC will not produce a warning for any variables of
3403 that type, even if the variable appears to do nothing.  This is often
3404 the case with lock or thread classes, which are usually defined and then
3405 not referenced, but contain constructors and destructors that have
3406 nontrivial bookkeeping functions.
3407
3408 @item deprecated
3409 The @code{deprecated} attribute results in a warning if the type
3410 is used anywhere in the source file.  This is useful when identifying
3411 types that are expected to be removed in a future version of a program.
3412 If possible, the warning also includes the location of the declaration
3413 of the deprecated type, to enable users to easily find further
3414 information about why the type is deprecated, or what they should do
3415 instead.  Note that the warnings only occur for uses and then only
3416 if the type is being applied to an identifier that itself is not being
3417 declared as deprecated.
3418
3419 @smallexample
3420 typedef int T1 __attribute__ ((deprecated));
3421 T1 x;
3422 typedef T1 T2;
3423 T2 y;
3424 typedef T1 T3 __attribute__ ((deprecated));
3425 T3 z __attribute__ ((deprecated));
3426 @end smallexample
3427
3428 results in a warning on line 2 and 3 but not lines 4, 5, or 6.  No
3429 warning is issued for line 4 because T2 is not explicitly
3430 deprecated.  Line 5 has no warning because T3 is explicitly
3431 deprecated.  Similarly for line 6.
3432
3433 The @code{deprecated} attribute can also be used for functions and
3434 variables (@pxref{Function Attributes}, @pxref{Variable Attributes}.)
3435
3436 @item may_alias
3437 Accesses to objects with types with this attribute are not subjected to
3438 type-based alias analysis, but are instead assumed to be able to alias
3439 any other type of objects, just like the @code{char} type.  See
3440 @option{-fstrict-aliasing} for more information on aliasing issues.
3441
3442 Example of use:
3443
3444 @smallexample
3445 typedef short __attribute__((__may_alias__)) short_a;
3446
3447 int
3448 main (void)
3449 @{
3450   int a = 0x12345678;
3451   short_a *b = (short_a *) &a;
3452
3453   b[1] = 0;
3454
3455   if (a == 0x12345678)
3456     abort();
3457
3458   exit(0);
3459 @}
3460 @end smallexample
3461
3462 If you replaced @code{short_a} with @code{short} in the variable
3463 declaration, the above program would abort when compiled with
3464 @option{-fstrict-aliasing}, which is on by default at @option{-O2} or
3465 above in recent GCC versions.
3466 @end table
3467
3468 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
3469 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
3470 packed))}.
3471
3472 @node Inline
3473 @section An Inline Function is As Fast As a Macro
3474 @cindex inline functions
3475 @cindex integrating function code
3476 @cindex open coding
3477 @cindex macros, inline alternative
3478
3479 By declaring a function @code{inline}, you can direct GCC to
3480 integrate that function's code into the code for its callers.  This
3481 makes execution faster by eliminating the function-call overhead; in
3482 addition, if any of the actual argument values are constant, their known
3483 values may permit simplifications at compile time so that not all of the
3484 inline function's code needs to be included.  The effect on code size is
3485 less predictable; object code may be larger or smaller with function
3486 inlining, depending on the particular case.  Inlining of functions is an
3487 optimization and it really ``works'' only in optimizing compilation.  If
3488 you don't use @option{-O}, no function is really inline.
3489
3490 Inline functions are included in the ISO C99 standard, but there are
3491 currently substantial differences between what GCC implements and what
3492 the ISO C99 standard requires.
3493
3494 To declare a function inline, use the @code{inline} keyword in its
3495 declaration, like this:
3496
3497 @example
3498 inline int
3499 inc (int *a)
3500 @{
3501   (*a)++;
3502 @}
3503 @end example
3504
3505 (If you are writing a header file to be included in ISO C programs, write
3506 @code{__inline__} instead of @code{inline}.  @xref{Alternate Keywords}.)
3507 You can also make all ``simple enough'' functions inline with the option
3508 @option{-finline-functions}.
3509
3510 @opindex Winline
3511 Note that certain usages in a function definition can make it unsuitable
3512 for inline substitution.  Among these usages are: use of varargs, use of
3513 alloca, use of variable sized data types (@pxref{Variable Length}),
3514 use of computed goto (@pxref{Labels as Values}), use of nonlocal goto,
3515 and nested functions (@pxref{Nested Functions}).  Using @option{-Winline}
3516 will warn when a function marked @code{inline} could not be substituted,
3517 and will give the reason for the failure.
3518
3519 Note that in C and Objective-C, unlike C++, the @code{inline} keyword
3520 does not affect the linkage of the function.
3521
3522 @cindex automatic @code{inline} for C++ member fns
3523 @cindex @code{inline} automatic for C++ member fns
3524 @cindex member fns, automatically @code{inline}
3525 @cindex C++ member fns, automatically @code{inline}
3526 @opindex fno-default-inline
3527 GCC automatically inlines member functions defined within the class
3528 body of C++ programs even if they are not explicitly declared
3529 @code{inline}.  (You can override this with @option{-fno-default-inline};
3530 @pxref{C++ Dialect Options,,Options Controlling C++ Dialect}.)
3531
3532 @cindex inline functions, omission of
3533 @opindex fkeep-inline-functions
3534 When a function is both inline and @code{static}, if all calls to the
3535 function are integrated into the caller, and the function's address is
3536 never used, then the function's own assembler code is never referenced.
3537 In this case, GCC does not actually output assembler code for the
3538 function, unless you specify the option @option{-fkeep-inline-functions}.
3539 Some calls cannot be integrated for various reasons (in particular,
3540 calls that precede the function's definition cannot be integrated, and
3541 neither can recursive calls within the definition).  If there is a
3542 nonintegrated call, then the function is compiled to assembler code as
3543 usual.  The function must also be compiled as usual if the program
3544 refers to its address, because that can't be inlined.
3545
3546 @cindex non-static inline function
3547 When an inline function is not @code{static}, then the compiler must assume
3548 that there may be calls from other source files; since a global symbol can
3549 be defined only once in any program, the function must not be defined in
3550 the other source files, so the calls therein cannot be integrated.
3551 Therefore, a non-@code{static} inline function is always compiled on its
3552 own in the usual fashion.
3553
3554 If you specify both @code{inline} and @code{extern} in the function
3555 definition, then the definition is used only for inlining.  In no case
3556 is the function compiled on its own, not even if you refer to its
3557 address explicitly.  Such an address becomes an external reference, as
3558 if you had only declared the function, and had not defined it.
3559
3560 This combination of @code{inline} and @code{extern} has almost the
3561 effect of a macro.  The way to use it is to put a function definition in
3562 a header file with these keywords, and put another copy of the
3563 definition (lacking @code{inline} and @code{extern}) in a library file.
3564 The definition in the header file will cause most calls to the function
3565 to be inlined.  If any uses of the function remain, they will refer to
3566 the single copy in the library.
3567
3568 For future compatibility with when GCC implements ISO C99 semantics for
3569 inline functions, it is best to use @code{static inline} only.  (The
3570 existing semantics will remain available when @option{-std=gnu89} is
3571 specified, but eventually the default will be @option{-std=gnu99} and
3572 that will implement the C99 semantics, though it does not do so yet.)
3573
3574 GCC does not inline any functions when not optimizing unless you specify
3575 the @samp{always_inline} attribute for the function, like this:
3576
3577 @example
3578 /* Prototype.  */
3579 inline void foo (const char) __attribute__((always_inline));
3580 @end example
3581
3582 @node Extended Asm
3583 @section Assembler Instructions with C Expression Operands
3584 @cindex extended @code{asm}
3585 @cindex @code{asm} expressions
3586 @cindex assembler instructions
3587 @cindex registers
3588
3589 In an assembler instruction using @code{asm}, you can specify the
3590 operands of the instruction using C expressions.  This means you need not
3591 guess which registers or memory locations will contain the data you want
3592 to use.
3593
3594 You must specify an assembler instruction template much like what
3595 appears in a machine description, plus an operand constraint string for
3596 each operand.
3597
3598 For example, here is how to use the 68881's @code{fsinx} instruction:
3599
3600 @example
3601 asm ("fsinx %1,%0" : "=f" (result) : "f" (angle));
3602 @end example
3603
3604 @noindent
3605 Here @code{angle} is the C expression for the input operand while
3606 @code{result} is that of the output operand.  Each has @samp{"f"} as its
3607 operand constraint, saying that a floating point register is required.
3608 The @samp{=} in @samp{=f} indicates that the operand is an output; all
3609 output operands' constraints must use @samp{=}.  The constraints use the
3610 same language used in the machine description (@pxref{Constraints}).
3611
3612 Each operand is described by an operand-constraint string followed by
3613 the C expression in parentheses.  A colon separates the assembler
3614 template from the first output operand and another separates the last
3615 output operand from the first input, if any.  Commas separate the
3616 operands within each group.  The total number of operands is currently
3617 limited to 30; this limitation may be lifted in some future version of
3618 GCC.
3619
3620 If there are no output operands but there are input operands, you must
3621 place two consecutive colons surrounding the place where the output
3622 operands would go.
3623
3624 As of GCC version 3.1, it is also possible to specify input and output
3625 operands using symbolic names which can be referenced within the
3626 assembler code.  These names are specified inside square brackets
3627 preceding the constraint string, and can be referenced inside the
3628 assembler code using @code{%[@var{name}]} instead of a percentage sign
3629 followed by the operand number.  Using named operands the above example
3630 could look like:
3631
3632 @example
3633 asm ("fsinx %[angle],%[output]"
3634      : [output] "=f" (result)
3635      : [angle] "f" (angle));
3636 @end example
3637
3638 @noindent
3639 Note that the symbolic operand names have no relation whatsoever to
3640 other C identifiers.  You may use any name you like, even those of
3641 existing C symbols, but must ensure that no two operands within the same
3642 assembler construct use the same symbolic name.
3643
3644 Output operand expressions must be lvalues; the compiler can check this.
3645 The input operands need not be lvalues.  The compiler cannot check
3646 whether the operands have data types that are reasonable for the
3647 instruction being executed.  It does not parse the assembler instruction
3648 template and does not know what it means or even whether it is valid
3649 assembler input.  The extended @code{asm} feature is most often used for
3650 machine instructions the compiler itself does not know exist.  If
3651 the output expression cannot be directly addressed (for example, it is a
3652 bit-field), your constraint must allow a register.  In that case, GCC
3653 will use the register as the output of the @code{asm}, and then store
3654 that register into the output.
3655
3656 The ordinary output operands must be write-only; GCC will assume that
3657 the values in these operands before the instruction are dead and need
3658 not be generated.  Extended asm supports input-output or read-write
3659 operands.  Use the constraint character @samp{+} to indicate such an
3660 operand and list it with the output operands.
3661
3662 When the constraints for the read-write operand (or the operand in which
3663 only some of the bits are to be changed) allows a register, you may, as
3664 an alternative, logically split its function into two separate operands,
3665 one input operand and one write-only output operand.  The connection
3666 between them is expressed by constraints which say they need to be in
3667 the same location when the instruction executes.  You can use the same C
3668 expression for both operands, or different expressions.  For example,
3669 here we write the (fictitious) @samp{combine} instruction with
3670 @code{bar} as its read-only source operand and @code{foo} as its
3671 read-write destination:
3672
3673 @example
3674 asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "0" (foo), "g" (bar));
3675 @end example
3676
3677 @noindent
3678 The constraint @samp{"0"} for operand 1 says that it must occupy the
3679 same location as operand 0.  A number in constraint is allowed only in
3680 an input operand and it must refer to an output operand.
3681
3682 Only a number in the constraint can guarantee that one operand will be in
3683 the same place as another.  The mere fact that @code{foo} is the value
3684 of both operands is not enough to guarantee that they will be in the
3685 same place in the generated assembler code.  The following would not
3686 work reliably:
3687
3688 @example
3689 asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "r" (foo), "g" (bar));
3690 @end example
3691
3692 Various optimizations or reloading could cause operands 0 and 1 to be in
3693 different registers; GCC knows no reason not to do so.  For example, the
3694 compiler might find a copy of the value of @code{foo} in one register and
3695 use it for operand 1, but generate the output operand 0 in a different
3696 register (copying it afterward to @code{foo}'s own address).  Of course,
3697 since the register for operand 1 is not even mentioned in the assembler
3698 code, the result will not work, but GCC can't tell that.
3699
3700 As of GCC version 3.1, one may write @code{[@var{name}]} instead of
3701 the operand number for a matching constraint.  For example:
3702
3703 @example
3704 asm ("cmoveq %1,%2,%[result]"
3705      : [result] "=r"(result)
3706      : "r" (test), "r"(new), "[result]"(old));
3707 @end example
3708
3709 Some instructions clobber specific hard registers.  To describe this,
3710 write a third colon after the input operands, followed by the names of
3711 the clobbered hard registers (given as strings).  Here is a realistic
3712 example for the VAX:
3713
3714 @example
3715 asm volatile ("movc3 %0,%1,%2"
3716               : /* no outputs */
3717               : "g" (from), "g" (to), "g" (count)
3718               : "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5");
3719 @end example
3720
3721 You may not write a clobber description in a way that overlaps with an
3722 input or output operand.  For example, you may not have an operand
3723 describing a register class with one member if you mention that register
3724 in the clobber list.  Variables declared to live in specific registers
3725 (@pxref{Explicit Reg Vars}), and used as asm input or output operands must
3726 have no part mentioned in the clobber description.
3727 There is no way for you to specify that an input
3728 operand is modified without also specifying it as an output
3729 operand.  Note that if all the output operands you specify are for this
3730 purpose (and hence unused), you will then also need to specify
3731 @code{volatile} for the @code{asm} construct, as described below, to
3732 prevent GCC from deleting the @code{asm} statement as unused.
3733
3734 If you refer to a particular hardware register from the assembler code,
3735 you will probably have to list the register after the third colon to
3736 tell the compiler the register's value is modified.  In some assemblers,
3737 the register names begin with @samp{%}; to produce one @samp{%} in the
3738 assembler code, you must write @samp{%%} in the input.
3739
3740 If your assembler instruction can alter the condition code register, add
3741 @samp{cc} to the list of clobbered registers.  GCC on some machines
3742 represents the condition codes as a specific hardware register;
3743 @samp{cc} serves to name this register.  On other machines, the
3744 condition code is handled differently, and specifying @samp{cc} has no
3745 effect.  But it is valid no matter what the machine.
3746
3747 If your assembler instruction modifies memory in an unpredictable
3748 fashion, add @samp{memory} to the list of clobbered registers.  This
3749 will cause GCC to not keep memory values cached in registers across
3750 the assembler instruction.  You will also want to add the
3751 @code{volatile} keyword if the memory affected is not listed in the
3752 inputs or outputs of the @code{asm}, as the @samp{memory} clobber does
3753 not count as a side-effect of the @code{asm}.
3754
3755 You can put multiple assembler instructions together in a single
3756 @code{asm} template, separated by the characters normally used in assembly
3757 code for the system.  A combination that works in most places is a newline
3758 to break the line, plus a tab character to move to the instruction field
3759 (written as @samp{\n\t}).  Sometimes semicolons can be used, if the
3760 assembler allows semicolons as a line-breaking character.  Note that some
3761 assembler dialects use semicolons to start a comment.
3762 The input operands are guaranteed not to use any of the clobbered
3763 registers, and neither will the output operands' addresses, so you can
3764 read and write the clobbered registers as many times as you like.  Here
3765 is an example of multiple instructions in a template; it assumes the
3766 subroutine @code{_foo} accepts arguments in registers 9 and 10:
3767
3768 @example
3769 asm ("movl %0,r9\n\tmovl %1,r10\n\tcall _foo"
3770      : /* no outputs */
3771      : "g" (from), "g" (to)
3772      : "r9", "r10");
3773 @end example
3774
3775 Unless an output operand has the @samp{&} constraint modifier, GCC
3776 may allocate it in the same register as an unrelated input operand, on
3777 the assumption the inputs are consumed before the outputs are produced.
3778 This assumption may be false if the assembler code actually consists of
3779 more than one instruction.  In such a case, use @samp{&} for each output
3780 operand that may not overlap an input.  @xref{Modifiers}.
3781
3782 If you want to test the condition code produced by an assembler
3783 instruction, you must include a branch and a label in the @code{asm}
3784 construct, as follows:
3785
3786 @example
3787 asm ("clr %0\n\tfrob %1\n\tbeq 0f\n\tmov #1,%0\n0:"
3788      : "g" (result)
3789      : "g" (input));
3790 @end example
3791
3792 @noindent
3793 This assumes your assembler supports local labels, as the GNU assembler
3794 and most Unix assemblers do.
3795
3796 Speaking of labels, jumps from one @code{asm} to another are not
3797 supported.  The compiler's optimizers do not know about these jumps, and
3798 therefore they cannot take account of them when deciding how to
3799 optimize.
3800
3801 @cindex macros containing @code{asm}
3802 Usually the most convenient way to use these @code{asm} instructions is to
3803 encapsulate them in macros that look like functions.  For example,
3804
3805 @example
3806 #define sin(x)       \
3807 (@{ double __value, __arg = (x);   \
3808    asm ("fsinx %1,%0": "=f" (__value): "f" (__arg));  \
3809    __value; @})
3810 @end example
3811
3812 @noindent
3813 Here the variable @code{__arg} is used to make sure that the instruction
3814 operates on a proper @code{double} value, and to accept only those
3815 arguments @code{x} which can convert automatically to a @code{double}.
3816
3817 Another way to make sure the instruction operates on the correct data
3818 type is to use a cast in the @code{asm}.  This is different from using a
3819 variable @code{__arg} in that it converts more different types.  For
3820 example, if the desired type were @code{int}, casting the argument to
3821 @code{int} would accept a pointer with no complaint, while assigning the
3822 argument to an @code{int} variable named @code{__arg} would warn about
3823 using a pointer unless the caller explicitly casts it.
3824
3825 If an @code{asm} has output operands, GCC assumes for optimization
3826 purposes the instruction has no side effects except to change the output
3827 operands.  This does not mean instructions with a side effect cannot be
3828 used, but you must be careful, because the compiler may eliminate them
3829 if the output operands aren't used, or move them out of loops, or
3830 replace two with one if they constitute a common subexpression.  Also,
3831 if your instruction does have a side effect on a variable that otherwise
3832 appears not to change, the old value of the variable may be reused later
3833 if it happens to be found in a register.
3834
3835 You can prevent an @code{asm} instruction from being deleted, moved
3836 significantly, or combined, by writing the keyword @code{volatile} after
3837 the @code{asm}.  For example:
3838
3839 @example
3840 #define get_and_set_priority(new)              \
3841 (@{ int __old;                                  \
3842    asm volatile ("get_and_set_priority %0, %1" \
3843                  : "=g" (__old) : "g" (new));  \
3844    __old; @})
3845 @end example
3846
3847 @noindent
3848 If you write an @code{asm} instruction with no outputs, GCC will know
3849 the instruction has side-effects and will not delete the instruction or
3850 move it outside of loops.
3851
3852 The @code{volatile} keyword indicates that the instruction has
3853 important side-effects.  GCC will not delete a volatile @code{asm} if
3854 it is reachable.  (The instruction can still be deleted if GCC can
3855 prove that control-flow will never reach the location of the
3856 instruction.)  In addition, GCC will not reschedule instructions
3857 across a volatile @code{asm} instruction.  For example:
3858
3859 @example
3860 *(volatile int *)addr = foo;
3861 asm volatile ("eieio" : : );
3862 @end example
3863
3864 @noindent
3865 Assume @code{addr} contains the address of a memory mapped device
3866 register.  The PowerPC @code{eieio} instruction (Enforce In-order
3867 Execution of I/O) tells the CPU to make sure that the store to that
3868 device register happens before it issues any other I/O@.
3869
3870 Note that even a volatile @code{asm} instruction can be moved in ways
3871 that appear insignificant to the compiler, such as across jump
3872 instructions.  You can't expect a sequence of volatile @code{asm}
3873 instructions to remain perfectly consecutive.  If you want consecutive
3874 output, use a single @code{asm}.  Also, GCC will perform some
3875 optimizations across a volatile @code{asm} instruction; GCC does not
3876 ``forget everything'' when it encounters a volatile @code{asm}
3877 instruction the way some other compilers do.
3878
3879 An @code{asm} instruction without any operands or clobbers (an ``old
3880 style'' @code{asm}) will be treated identically to a volatile
3881 @code{asm} instruction.
3882
3883 It is a natural idea to look for a way to give access to the condition
3884 code left by the assembler instruction.  However, when we attempted to
3885 implement this, we found no way to make it work reliably.  The problem
3886 is that output operands might need reloading, which would result in
3887 additional following ``store'' instructions.  On most machines, these
3888 instructions would alter the condition code before there was time to
3889 test it.  This problem doesn't arise for ordinary ``test'' and
3890 ``compare'' instructions because they don't have any output operands.
3891
3892 For reasons similar to those described above, it is not possible to give
3893 an assembler instruction access to the condition code left by previous
3894 instructions.
3895
3896 If you are writing a header file that should be includable in ISO C
3897 programs, write @code{__asm__} instead of @code{asm}.  @xref{Alternate
3898 Keywords}.
3899
3900 @subsection i386 floating point asm operands
3901
3902 There are several rules on the usage of stack-like regs in
3903 asm_operands insns.  These rules apply only to the operands that are
3904 stack-like regs:
3905
3906 @enumerate
3907 @item
3908 Given a set of input regs that die in an asm_operands, it is
3909 necessary to know which are implicitly popped by the asm, and
3910 which must be explicitly popped by gcc.
3911
3912 An input reg that is implicitly popped by the asm must be
3913 explicitly clobbered, unless it is constrained to match an
3914 output operand.
3915
3916 @item
3917 For any input reg that is implicitly popped by an asm, it is
3918 necessary to know how to adjust the stack to compensate for the pop.
3919 If any non-popped input is closer to the top of the reg-stack than
3920 the implicitly popped reg, it would not be possible to know what the
3921 stack looked like---it's not clear how the rest of the stack ``slides
3922 up''.
3923
3924 All implicitly popped input regs must be closer to the top of
3925 the reg-stack than any input that is not implicitly popped.
3926
3927 It is possible that if an input dies in an insn, reload might
3928 use the input reg for an output reload.  Consider this example:
3929
3930 @example
3931 asm ("foo" : "=t" (a) : "f" (b));
3932 @end example
3933
3934 This asm says that input B is not popped by the asm, and that
3935 the asm pushes a result onto the reg-stack, i.e., the stack is one
3936 deeper after the asm than it was before.  But, it is possible that
3937 reload will think that it can use the same reg for both the input and
3938 the output, if input B dies in this insn.
3939
3940 If any input operand uses the @code{f} constraint, all output reg
3941 constraints must use the @code{&} earlyclobber.
3942
3943 The asm above would be written as
3944
3945 @example
3946 asm ("foo" : "=&t" (a) : "f" (b));
3947 @end example
3948
3949 @item
3950 Some operands need to be in particular places on the stack.  All
3951 output operands fall in this category---there is no other way to
3952 know which regs the outputs appear in unless the user indicates
3953 this in the constraints.
3954
3955 Output operands must specifically indicate which reg an output
3956 appears in after an asm.  @code{=f} is not allowed: the operand
3957 constraints must select a class with a single reg.
3958
3959 @item
3960 Output operands may not be ``inserted'' between existing stack regs.
3961 Since no 387 opcode uses a read/write operand, all output operands
3962 are dead before the asm_operands, and are pushed by the asm_operands.
3963 It makes no sense to push anywhere but the top of the reg-stack.
3964
3965 Output operands must start at the top of the reg-stack: output
3966 operands may not ``skip'' a reg.
3967
3968 @item
3969 Some asm statements may need extra stack space for internal
3970 calculations.  This can be guaranteed by clobbering stack registers
3971 unrelated to the inputs and outputs.
3972
3973 @end enumerate
3974
3975 Here are a couple of reasonable asms to want to write.  This asm
3976 takes one input, which is internally popped, and produces two outputs.
3977
3978 @example
3979 asm ("fsincos" : "=t" (cos), "=u" (sin) : "0" (inp));
3980 @end example
3981
3982 This asm takes two inputs, which are popped by the @code{fyl2xp1} opcode,
3983 and replaces them with one output.  The user must code the @code{st(1)}
3984 clobber for reg-stack.c to know that @code{fyl2xp1} pops both inputs.
3985
3986 @example
3987 asm ("fyl2xp1" : "=t" (result) : "0" (x), "u" (y) : "st(1)");
3988 @end example
3989
3990 @include md.texi
3991
3992 @node Asm Labels
3993 @section Controlling Names Used in Assembler Code
3994 @cindex assembler names for identifiers
3995 @cindex names used in assembler code
3996 @cindex identifiers, names in assembler code
3997
3998 You can specify the name to be used in the assembler code for a C
3999 function or variable by writing the @code{asm} (or @code{__asm__})
4000 keyword after the declarator as follows:
4001
4002 @example
4003 int foo asm ("myfoo") = 2;
4004 @end example
4005
4006 @noindent
4007 This specifies that the name to be used for the variable @code{foo} in
4008 the assembler code should be @samp{myfoo} rather than the usual
4009 @samp{_foo}.
4010
4011 On systems where an underscore is normally prepended to the name of a C
4012 function or variable, this feature allows you to define names for the
4013 linker that do not start with an underscore.
4014
4015 It does not make sense to use this feature with a non-static local
4016 variable since such variables do not have assembler names.  If you are
4017 trying to put the variable in a particular register, see @ref{Explicit
4018 Reg Vars}.  GCC presently accepts such code with a warning, but will
4019 probably be changed to issue an error, rather than a warning, in the
4020 future.
4021
4022 You cannot use @code{asm} in this way in a function @emph{definition}; but
4023 you can get the same effect by writing a declaration for the function
4024 before its definition and putting @code{asm} there, like this:
4025
4026 @example
4027 extern func () asm ("FUNC");
4028
4029 func (x, y)
4030      int x, y;
4031 /* @r{@dots{}} */
4032 @end example
4033
4034 It is up to you to make sure that the assembler names you choose do not
4035 conflict with any other assembler symbols.  Also, you must not use a
4036 register name; that would produce completely invalid assembler code.  GCC
4037 does not as yet have the ability to store static variables in registers.
4038 Perhaps that will be added.
4039
4040 @node Explicit Reg Vars
4041 @section Variables in Specified Registers
4042 @cindex explicit register variables
4043 @cindex variables in specified registers
4044 @cindex specified registers
4045 @cindex registers, global allocation
4046
4047 GNU C allows you to put a few global variables into specified hardware
4048 registers.  You can also specify the register in which an ordinary
4049 register variable should be allocated.
4050
4051 @itemize @bullet
4052 @item
4053 Global register variables reserve registers throughout the program.
4054 This may be useful in programs such as programming language
4055 interpreters which have a couple of global variables that are accessed
4056 very often.
4057
4058 @item
4059 Local register variables in specific registers do not reserve the
4060 registers.  The compiler's data flow analysis is capable of determining
4061 where the specified registers contain live values, and where they are
4062 available for other uses.  Stores into local register variables may be deleted
4063 when they appear to be dead according to dataflow analysis.  References
4064 to local register variables may be deleted or moved or simplified.
4065
4066 These local variables are sometimes convenient for use with the extended
4067 @code{asm} feature (@pxref{Extended Asm}), if you want to write one
4068 output of the assembler instruction directly into a particular register.
4069 (This will work provided the register you specify fits the constraints
4070 specified for that operand in the @code{asm}.)
4071 @end itemize
4072
4073 @menu
4074 * Global Reg Vars::
4075 * Local Reg Vars::
4076 @end menu
4077
4078 @node Global Reg Vars
4079 @subsection Defining Global Register Variables
4080 @cindex global register variables
4081 @cindex registers, global variables in
4082
4083 You can define a global register variable in GNU C like this:
4084
4085 @example
4086 register int *foo asm ("a5");
4087 @end example
4088
4089 @noindent
4090 Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Choose a
4091 register which is normally saved and restored by function calls on your
4092 machine, so that library routines will not clobber it.
4093
4094 Naturally the register name is cpu-dependent, so you would need to
4095 conditionalize your program according to cpu type.  The register
4096 @code{a5} would be a good choice on a 68000 for a variable of pointer
4097 type.  On machines with register windows, be sure to choose a ``global''
4098 register that is not affected magically by the function call mechanism.
4099
4100 In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
4101 name the registers; then you would need additional conditionals.  For
4102 example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
4103
4104 Eventually there may be a way of asking the compiler to choose a register
4105 automatically, but first we need to figure out how it should choose and
4106 how to enable you to guide the choice.  No solution is evident.
4107
4108 Defining a global register variable in a certain register reserves that
4109 register entirely for this use, at least within the current compilation.
4110 The register will not be allocated for any other purpose in the functions
4111 in the current compilation.  The register will not be saved and restored by
4112 these functions.  Stores into this register are never deleted even if they
4113 would appear to be dead, but references may be deleted or moved or
4114 simplified.
4115
4116 It is not safe to access the global register variables from signal
4117 handlers, or from more than one thread of control, because the system
4118 library routines may temporarily use the register for other things (unless
4119 you recompile them specially for the task at hand).
4120
4121 @cindex @code{qsort}, and global register variables
4122 It is not safe for one function that uses a global register variable to
4123 call another such function @code{foo} by way of a third function
4124 @code{lose} that was compiled without knowledge of this variable (i.e.@: in a
4125 different source file in which the variable wasn't declared).  This is
4126 because @code{lose} might save the register and put some other value there.
4127 For example, you can't expect a global register variable to be available in
4128 the comparison-function that you pass to @code{qsort}, since @code{qsort}
4129 might have put something else in that register.  (If you are prepared to
4130 recompile @code{qsort} with the same global register variable, you can
4131 solve this problem.)
4132
4133 If you want to recompile @code{qsort} or other source files which do not
4134 actually use your global register variable, so that they will not use that
4135 register for any other purpose, then it suffices to specify the compiler
4136 option @option{-ffixed-@var{reg}}.  You need not actually add a global
4137 register declaration to their source code.
4138
4139 A function which can alter the value of a global register variable cannot
4140 safely be called from a function compiled without this variable, because it
4141 could clobber the value the caller expects to find there on return.
4142 Therefore, the function which is the entry point into the part of the
4143 program that uses the global register variable must explicitly save and
4144 restore the value which belongs to its caller.
4145
4146 @cindex register variable after @code{longjmp}
4147 @cindex global register after @code{longjmp}
4148 @cindex value after @code{longjmp}
4149 @findex longjmp
4150 @findex setjmp
4151 On most machines, @code{longjmp} will restore to each global register
4152 variable the value it had at the time of the @code{setjmp}.  On some
4153 machines, however, @code{longjmp} will not change the value of global
4154 register variables.  To be portable, the function that called @code{setjmp}
4155 should make other arrangements to save the values of the global register
4156 variables, and to restore them in a @code{longjmp}.  This way, the same
4157 thing will happen regardless of what @code{longjmp} does.
4158
4159 All global register variable declarations must precede all function
4160 definitions.  If such a declaration could appear after function
4161 definitions, the declaration would be too late to prevent the register from
4162 being used for other purposes in the preceding functions.
4163
4164 Global register variables may not have initial values, because an
4165 executable file has no means to supply initial contents for a register.
4166
4167 On the SPARC, there are reports that g3 @dots{} g7 are suitable
4168 registers, but certain library functions, such as @code{getwd}, as well
4169 as the subroutines for division and remainder, modify g3 and g4.  g1 and
4170 g2 are local temporaries.
4171
4172 On the 68000, a2 @dots{} a5 should be suitable, as should d2 @dots{} d7.
4173 Of course, it will not do to use more than a few of those.
4174
4175 @node Local Reg Vars
4176 @subsection Specifying Registers for Local Variables
4177 @cindex local variables, specifying registers
4178 @cindex specifying registers for local variables
4179 @cindex registers for local variables
4180
4181 You can define a local register variable with a specified register
4182 like this:
4183
4184 @example
4185 register int *foo asm ("a5");
4186 @end example
4187
4188 @noindent
4189 Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Note
4190 that this is the same syntax used for defining global register
4191 variables, but for a local variable it would appear within a function.
4192
4193 Naturally the register name is cpu-dependent, but this is not a
4194 problem, since specific registers are most often useful with explicit
4195 assembler instructions (@pxref{Extended Asm}).  Both of these things
4196 generally require that you conditionalize your program according to
4197 cpu type.
4198
4199 In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
4200 name the registers; then you would need additional conditionals.  For
4201 example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
4202
4203 Defining such a register variable does not reserve the register; it
4204 remains available for other uses in places where flow control determines
4205 the variable's value is not live.  However, these registers are made
4206 unavailable for use in the reload pass; excessive use of this feature
4207 leaves the compiler too few available registers to compile certain
4208 functions.
4209
4210 This option does not guarantee that GCC will generate code that has
4211 this variable in the register you specify at all times.  You may not
4212 code an explicit reference to this register in an @code{asm} statement
4213 and assume it will always refer to this variable.
4214
4215 Stores into local register variables may be deleted when they appear to be dead
4216 according to dataflow analysis.  References to local register variables may
4217 be deleted or moved or simplified.
4218
4219 @node Alternate Keywords
4220 @section Alternate Keywords
4221 @cindex alternate keywords
4222 @cindex keywords, alternate
4223
4224 @option{-ansi} and the various @option{-std} options disable certain
4225 keywords.  This causes trouble when you want to use GNU C extensions, or
4226 a general-purpose header file that should be usable by all programs,
4227 including ISO C programs.  The keywords @code{asm}, @code{typeof} and
4228 @code{inline} are not available in programs compiled with
4229 @option{-ansi} or @option{-std} (although @code{inline} can be used in a
4230 program compiled with @option{-std=c99}).  The ISO C99 keyword
4231 @code{restrict} is only available when @option{-std=gnu99} (which will
4232 eventually be the default) or @option{-std=c99} (or the equivalent
4233 @option{-std=iso9899:1999}) is used.
4234
4235 The way to solve these problems is to put @samp{__} at the beginning and
4236 end of each problematical keyword.  For example, use @code{__asm__}
4237 instead of @code{asm}, and @code{__inline__} instead of @code{inline}.
4238
4239 Other C compilers won't accept these alternative keywords; if you want to
4240 compile with another compiler, you can define the alternate keywords as
4241 macros to replace them with the customary keywords.  It looks like this:
4242
4243 @example
4244 #ifndef __GNUC__
4245 #define __asm__ asm
4246 #endif
4247 @end example
4248
4249 @findex __extension__
4250 @opindex pedantic
4251 @option{-pedantic} and other options cause warnings for many GNU C extensions.
4252 You can
4253 prevent such warnings within one expression by writing
4254 @code{__extension__} before the expression.  @code{__extension__} has no
4255 effect aside from this.
4256
4257 @node Incomplete Enums
4258 @section Incomplete @code{enum} Types
4259
4260 You can define an @code{enum} tag without specifying its possible values.
4261 This results in an incomplete type, much like what you get if you write
4262 @code{struct foo} without describing the elements.  A later declaration
4263 which does specify the possible values completes the type.
4264
4265 You can't allocate variables or storage using the type while it is
4266 incomplete.  However, you can work with pointers to that type.
4267
4268 This extension may not be very useful, but it makes the handling of
4269 @code{enum} more consistent with the way @code{struct} and @code{union}
4270 are handled.
4271
4272 This extension is not supported by GNU C++.
4273
4274 @node Function Names
4275 @section Function Names as Strings
4276 @cindex @code{__FUNCTION__} identifier
4277 @cindex @code{__PRETTY_FUNCTION__} identifier
4278 @cindex @code{__func__} identifier
4279
4280 GCC predefines two magic identifiers to hold the name of the current
4281 function.  The identifier @code{__FUNCTION__} holds the name of the function
4282 as it appears in the source.  The identifier @code{__PRETTY_FUNCTION__}
4283 holds the name of the function pretty printed in a language specific
4284 fashion.
4285
4286 These names are always the same in a C function, but in a C++ function
4287 they may be different.  For example, this program:
4288
4289 @smallexample
4290 extern "C" @{
4291 extern int printf (char *, ...);
4292 @}
4293
4294 class a @{
4295  public:
4296   sub (int i)
4297     @{
4298       printf ("__FUNCTION__ = %s\n", __FUNCTION__);
4299       printf ("__PRETTY_FUNCTION__ = %s\n", __PRETTY_FUNCTION__);
4300     @}
4301 @};
4302
4303 int
4304 main (void)
4305 @{
4306   a ax;
4307   ax.sub (0);
4308   return 0;
4309 @}
4310 @end smallexample
4311
4312 @noindent
4313 gives this output:
4314
4315 @smallexample
4316 __FUNCTION__ = sub
4317 __PRETTY_FUNCTION__ = int  a::sub (int)
4318 @end smallexample
4319
4320 The compiler automagically replaces the identifiers with a string
4321 literal containing the appropriate name.  Thus, they are neither
4322 preprocessor macros, like @code{__FILE__} and @code{__LINE__}, nor
4323 variables.  This means that they catenate with other string literals, and
4324 that they can be used to initialize char arrays.  For example
4325
4326 @smallexample
4327 char here[] = "Function " __FUNCTION__ " in " __FILE__;
4328 @end smallexample
4329
4330 On the other hand, @samp{#ifdef __FUNCTION__} does not have any special
4331 meaning inside a function, since the preprocessor does not do anything
4332 special with the identifier @code{__FUNCTION__}.
4333
4334 Note that these semantics are deprecated, and that GCC 3.2 will handle
4335 @code{__FUNCTION__} and @code{__PRETTY_FUNCTION__} the same way as
4336 @code{__func__}.  @code{__func__} is defined by the ISO standard C99:
4337
4338 @display
4339 The identifier @code{__func__} is implicitly declared by the translator
4340 as if, immediately following the opening brace of each function
4341 definition, the declaration
4342
4343 @smallexample
4344 static const char __func__[] = "function-name";
4345 @end smallexample
4346
4347 appeared, where function-name is the name of the lexically-enclosing
4348 function.  This name is the unadorned name of the function.
4349 @end display
4350
4351 By this definition, @code{__func__} is a variable, not a string literal.
4352 In particular, @code{__func__} does not catenate with other string
4353 literals.
4354
4355 In @code{C++}, @code{__FUNCTION__} and @code{__PRETTY_FUNCTION__} are
4356 variables, declared in the same way as @code{__func__}.
4357
4358 @node Return Address
4359 @section Getting the Return or Frame Address of a Function
4360
4361 These functions may be used to get information about the callers of a
4362 function.
4363
4364 @deftypefn {Built-in Function} {void *} __builtin_return_address (unsigned int @var{level})
4365 This function returns the return address of the current function, or of
4366 one of its callers.  The @var{level} argument is number of frames to
4367 scan up the call stack.  A value of @code{0} yields the return address
4368 of the current function, a value of @code{1} yields the return address
4369 of the caller of the current function, and so forth. When inlining
4370 the expected behavior is that the function will return the address of
4371 the function that will be returned to.  To work around this behavior use
4372 the @code{noinline} function attribute.
4373
4374 The @var{level} argument must be a constant integer.
4375
4376 On some machines it may be impossible to determine the return address of
4377 any function other than the current one; in such cases, or when the top
4378 of the stack has been reached, this function will return @code{0} or a
4379 random value. In addition, @code{__builtin_frame_address} may be used
4380 to determine if the top of the stack has been reached.
4381
4382 This function should only be used with a nonzero argument for debugging
4383 purposes.
4384 @end deftypefn
4385
4386 @deftypefn {Built-in Function} {void *} __builtin_frame_address (unsigned int @var{level})
4387 This function is similar to @code{__builtin_return_address}, but it
4388 returns the address of the function frame rather than the return address
4389 of the function.  Calling @code{__builtin_frame_address} with a value of
4390 @code{0} yields the frame address of the current function, a value of
4391 @code{1} yields the frame address of the caller of the current function,
4392 and so forth.
4393
4394 The frame is the area on the stack which holds local variables and saved
4395 registers.  The frame address is normally the address of the first word
4396 pushed on to the stack by the function.  However, the exact definition
4397 depends upon the processor and the calling convention.  If the processor
4398 has a dedicated frame pointer register, and the function has a frame,
4399 then @code{__builtin_frame_address} will return the value of the frame
4400 pointer register.
4401
4402 On some machines it may be impossible to determine the frame address of
4403 any function other than the current one; in such cases, or when the top
4404 of the stack has been reached, this function will return @code{0} if
4405 the first frame pointer is properly initialized by the startup code.
4406
4407 This function should only be used with a nonzero argument for debugging
4408 purposes.
4409 @end deftypefn
4410
4411 @node Vector Extensions
4412 @section Using vector instructions through built-in functions
4413
4414 On some targets, the instruction set contains SIMD vector instructions that
4415 operate on multiple values contained in one large register at the same time.
4416 For example, on the i386 the MMX, 3Dnow! and SSE extensions can be used
4417 this way.
4418
4419 The first step in using these extensions is to provide the necessary data
4420 types.  This should be done using an appropriate @code{typedef}:
4421
4422 @example
4423 typedef int v4si __attribute__ ((mode(V4SI)));
4424 @end example
4425
4426 The base type @code{int} is effectively ignored by the compiler, the
4427 actual properties of the new type @code{v4si} are defined by the
4428 @code{__attribute__}.  It defines the machine mode to be used; for vector
4429 types these have the form @code{V@var{n}@var{B}}; @var{n} should be the
4430 number of elements in the vector, and @var{B} should be the base mode of the
4431 individual elements.  The following can be used as base modes:
4432
4433 @table @code
4434 @item QI
4435 An integer that is as wide as the smallest addressable unit, usually 8 bits.
4436 @item HI
4437 An integer, twice as wide as a QI mode integer, usually 16 bits.
4438 @item SI
4439 An integer, four times as wide as a QI mode integer, usually 32 bits.
4440 @item DI
4441 An integer, eight times as wide as a QI mode integer, usually 64 bits.
4442 @item SF
4443 A floating point value, as wide as a SI mode integer, usually 32 bits.
4444 @item DF
4445 A floating point value, as wide as a DI mode integer, usually 64 bits.
4446 @end table
4447
4448 Specifying a combination that is not valid for the current architecture
4449 will cause gcc to synthesize the instructions using a narrower mode.
4450 For example, if you specify a variable of type @code{V4SI} and your
4451 architecture does not allow for this specific SIMD type, gcc will
4452 produce code that uses 4 @code{SIs}.
4453
4454 The types defined in this manner can be used with a subset of normal C
4455 operations.  Currently, gcc will allow using the following operators on
4456 these types: @code{+, -, *, /, unary minus}@.
4457
4458 The operations behave like C++ @code{valarrays}.  Addition is defined as
4459 the addition of the corresponding elements of the operands.  For
4460 example, in the code below, each of the 4 elements in @var{a} will be
4461 added to the corresponding 4 elements in @var{b} and the resulting
4462 vector will be stored in @var{c}.
4463
4464 @example
4465 typedef int v4si __attribute__ ((mode(V4SI)));
4466
4467 v4si a, b, c;
4468
4469 c = a + b;
4470 @end example
4471
4472 Subtraction, multiplication, and division operate in a similar manner.
4473 Likewise, the result of using the unary minus operator on a vector type
4474 is a vector whose elements are the negative value of the corresponding
4475 elements in the operand.
4476
4477 You can declare variables and use them in function calls and returns, as
4478 well as in assignments and some casts.  You can specify a vector type as
4479 a return type for a function.  Vector types can also be used as function
4480 arguments.  It is possible to cast from one vector type to another,
4481 provided they are of the same size (in fact, you can also cast vectors
4482 to and from other datatypes of the same size).
4483
4484 You cannot operate between vectors of different lengths or different
4485 signness without a cast.
4486
4487 A port that supports hardware vector operations, usually provides a set
4488 of built-in functions that can be used to operate on vectors.  For
4489 example, a function to add two vectors and multiply the result by a
4490 third could look like this:
4491
4492 @example
4493 v4si f (v4si a, v4si b, v4si c)
4494 @{
4495   v4si tmp = __builtin_addv4si (a, b);
4496   return __builtin_mulv4si (tmp, c);
4497 @}
4498
4499 @end example
4500
4501 @node Other Builtins
4502 @section Other built-in functions provided by GCC
4503 @cindex built-in functions
4504 @findex __builtin_isgreater
4505 @findex __builtin_isgreaterequal
4506 @findex __builtin_isless
4507 @findex __builtin_islessequal
4508 @findex __builtin_islessgreater
4509 @findex __builtin_isunordered
4510 @findex abort
4511 @findex abs
4512 @findex alloca
4513 @findex bcmp
4514 @findex bzero
4515 @findex cimag
4516 @findex cimagf
4517 @findex cimagl
4518 @findex conj
4519 @findex conjf
4520 @findex conjl
4521 @findex cos
4522 @findex cosf
4523 @findex cosl
4524 @findex creal
4525 @findex crealf
4526 @findex creall
4527 @findex exit
4528 @findex _exit
4529 @findex _Exit
4530 @findex exp
4531 @findex expf
4532 @findex expl
4533 @findex fabs
4534 @findex fabsf
4535 @findex fabsl
4536 @findex ffs
4537 @findex fprintf
4538 @findex fprintf_unlocked
4539 @findex fputs
4540 @findex fputs_unlocked
4541 @findex imaxabs
4542 @findex index
4543 @findex labs
4544 @findex llabs
4545 @findex log
4546 @findex logf
4547 @findex logl
4548 @findex memcmp
4549 @findex memcpy
4550 @findex memset
4551 @findex printf
4552 @findex printf_unlocked
4553 @findex rindex
4554 @findex sin
4555 @findex sinf
4556 @findex sinl
4557 @findex sqrt
4558 @findex sqrtf
4559 @findex sqrtl
4560 @findex strcat
4561 @findex strchr
4562 @findex strcmp
4563 @findex strcpy
4564 @findex strcspn
4565 @findex strlen
4566 @findex strncat
4567 @findex strncmp
4568 @findex strncpy
4569 @findex strpbrk
4570 @findex strrchr
4571 @findex strspn
4572 @findex strstr
4573 @findex floor
4574 @findex floorf
4575 @findex floorl
4576 @findex ceil
4577 @findex ceilf
4578 @findex ceill
4579 @findex round
4580 @findex roundf
4581 @findex roundl
4582 @findex trunc
4583 @findex truncf
4584 @findex truncl
4585 @findex nearbyint
4586 @findex nearbyintf
4587 @findex nearbyintl
4588
4589 GCC provides a large number of built-in functions other than the ones
4590 mentioned above.  Some of these are for internal use in the processing
4591 of exceptions or variable-length argument lists and will not be
4592 documented here because they may change from time to time; we do not
4593 recommend general use of these functions.
4594
4595 The remaining functions are provided for optimization purposes.
4596
4597 @opindex fno-builtin
4598 GCC includes built-in versions of many of the functions in the standard
4599 C library.  The versions prefixed with @code{__builtin_} will always be
4600 treated as having the same meaning as the C library function even if you
4601 specify the @option{-fno-builtin} option. (@pxref{C Dialect Options})
4602 Many of these functions are only optimized in certain cases; if they are
4603 not optimized in a particular case, a call to the library function will
4604 be emitted.
4605
4606 @opindex ansi
4607 @opindex std
4608 The functions @code{abort}, @code{exit}, @code{_Exit} and @code{_exit}
4609 are recognized and presumed not to return, but otherwise are not built
4610 in.  @code{_exit} is not recognized in strict ISO C mode (@option{-ansi},
4611 @option{-std=c89} or @option{-std=c99}).  @code{_Exit} is not recognized in
4612 strict C89 mode (@option{-ansi} or @option{-std=c89}).  All these functions
4613 have corresponding versions prefixed with @code{__builtin_}, which may be
4614 used even in strict C89 mode.
4615
4616 Outside strict ISO C mode, the functions @code{alloca}, @code{bcmp},
4617 @code{bzero}, @code{index}, @code{rindex}, @code{ffs}, @code{fputs_unlocked},
4618 @code{printf_unlocked} and @code{fprintf_unlocked} may be handled as
4619 built-in functions.  All these functions have corresponding versions
4620 prefixed with @code{__builtin_}, which may be used even in strict C89
4621 mode.
4622
4623 The ISO C99 functions @code{conj}, @code{conjf}, @code{conjl}, @code{creal},
4624 @code{crealf}, @code{creall}, @code{cimag}, @code{cimagf}, @code{cimagl},
4625 @code{llabs}, @code{imaxabs}, @code{round}, @code{trunc}, @code{nearbyint},
4626 @code{roundf}, @code{truncf}, @code{nearbyintf}, @code{roundl}, @code{truncl} and
4627 @code{nearbyintl} are handled as built-in functions except in strict ISO C90 mode.
4628 There are also built-in versions of the ISO C99 functions @code{cosf},
4629 @code{cosl}, @code{expf}, @code{expl}, @code{fabsf}, @code{fabsl}, @code{logf},
4630 @code{logl}, @code{sinf}, @code{sinl}, @code{sqrtf}, @code{sqrtl},
4631 @code{ceilf}, @code{ceill}, @code{floorf} and @code{floorl} that are recognized
4632 in any mode since ISO C90 reserves these names for the purpose to which ISO C99
4633 puts them.  All these functions have corresponding versions prefixed with
4634 @code{__builtin_}.
4635
4636 The ISO C90 functions @code{abs}, @code{cos}, @code{exp}, @code{fabs},
4637 @code{fprintf}, @code{fputs}, @code{labs}, @code{log}, @code{floor},
4638 @code{ceil} @code{memcmp}, @code{memcpy}, @code{memset}, @code{printf},
4639 @code{sin}, @code{sqrt}, @code{strcat}, @code{strchr}, @code{strcmp},
4640 @code{strcpy}, @code{strcspn}, @code{strlen}, @code{strncat}, @code{strncmp},
4641 @code{strncpy}, @code{strpbrk}, @code{strrchr}, @code{strspn}, and
4642 @code{strstr} are all recognized as built-in functions unless
4643 @option{-fno-builtin} is specified (or @option{-fno-builtin-@var{function}} is
4644 specified for an individual function).  All of these functions have
4645 corresponding versions prefixed with @code{__builtin_}.
4646
4647 GCC provides built-in versions of the ISO C99 floating point comparison
4648 macros that avoid raising exceptions for unordered operands.  They have
4649 the same names as the standard macros ( @code{isgreater},
4650 @code{isgreaterequal}, @code{isless}, @code{islessequal},
4651 @code{islessgreater}, and @code{isunordered}) , with @code{__builtin_}
4652 prefixed.  We intend for a library implementor to be able to simply
4653 @code{#define} each standard macro to its built-in equivalent.
4654
4655 @deftypefn {Built-in Function} int __builtin_types_compatible_p (@var{type1}, @var{type2})
4656
4657 You can use the built-in function @code{__builtin_types_compatible_p} to
4658 determine whether two types are the same.
4659
4660 This built-in function returns 1 if the unqualified versions of the
4661 types @var{type1} and @var{type2} (which are types, not expressions) are
4662 compatible, 0 otherwise.  The result of this built-in function can be
4663 used in integer constant expressions.
4664
4665 This built-in function ignores top level qualifiers (e.g., @code{const},
4666 @code{volatile}).  For example, @code{int} is equivalent to @code{const
4667 int}.
4668
4669 The type @code{int[]} and @code{int[5]} are compatible.  On the other
4670 hand, @code{int} and @code{char *} are not compatible, even if the size
4671 of their types, on the particular architecture are the same.  Also, the
4672 amount of pointer indirection is taken into account when determining
4673 similarity.  Consequently, @code{short *} is not similar to
4674 @code{short **}.  Furthermore, two types that are typedefed are
4675 considered compatible if their underlying types are compatible.
4676
4677 An @code{enum} type is considered to be compatible with another
4678 @code{enum} type.  For example, @code{enum @{foo, bar@}} is similar to
4679 @code{enum @{hot, dog@}}.
4680
4681 You would typically use this function in code whose execution varies
4682 depending on the arguments' types.  For example:
4683
4684 @smallexample
4685 #define foo(x)                                                  \
4686   (@{                                                           \
4687     typeof (x) tmp;                                             \
4688     if (__builtin_types_compatible_p (typeof (x), long double)) \
4689       tmp = foo_long_double (tmp);                              \
4690     else if (__builtin_types_compatible_p (typeof (x), double)) \
4691       tmp = foo_double (tmp);                                   \
4692     else if (__builtin_types_compatible_p (typeof (x), float))  \
4693       tmp = foo_float (tmp);                                    \
4694     else                                                        \
4695       abort ();                                                 \
4696     tmp;                                                        \
4697   @})
4698 @end smallexample
4699
4700 @emph{Note:} This construct is only available for C.
4701
4702 @end deftypefn
4703
4704 @deftypefn {Built-in Function} @var{type} __builtin_choose_expr (@var{const_exp}, @var{exp1}, @var{exp2})
4705
4706 You can use the built-in function @code{__builtin_choose_expr} to
4707 evaluate code depending on the value of a constant expression.  This
4708 built-in function returns @var{exp1} if @var{const_exp}, which is a
4709 constant expression that must be able to be determined at compile time,
4710 is nonzero.  Otherwise it returns 0.
4711
4712 This built-in function is analogous to the @samp{? :} operator in C,
4713 except that the expression returned has its type unaltered by promotion
4714 rules.  Also, the built-in function does not evaluate the expression
4715 that was not chosen.  For example, if @var{const_exp} evaluates to true,
4716 @var{exp2} is not evaluated even if it has side-effects.
4717
4718 This built-in function can return an lvalue if the chosen argument is an
4719 lvalue.
4720
4721 If @var{exp1} is returned, the return type is the same as @var{exp1}'s
4722 type.  Similarly, if @var{exp2} is returned, its return type is the same
4723 as @var{exp2}.
4724
4725 Example:
4726
4727 @smallexample
4728 #define foo(x)                                                    \
4729   __builtin_choose_expr (                                         \
4730     __builtin_types_compatible_p (typeof (x), double),            \
4731     foo_double (x),                                               \
4732     __builtin_choose_expr (                                       \
4733       __builtin_types_compatible_p (typeof (x), float),           \
4734       foo_float (x),                                              \
4735       /* @r{The void expression results in a compile-time error}  \
4736          @r{when assigning the result to something.}  */          \
4737       (void)0))
4738 @end smallexample
4739
4740 @emph{Note:} This construct is only available for C.  Furthermore, the
4741 unused expression (@var{exp1} or @var{exp2} depending on the value of
4742 @var{const_exp}) may still generate syntax errors.  This may change in
4743 future revisions.
4744
4745 @end deftypefn
4746
4747 @deftypefn {Built-in Function} int __builtin_constant_p (@var{exp})
4748 You can use the built-in function @code{__builtin_constant_p} to
4749 determine if a value is known to be constant at compile-time and hence
4750 that GCC can perform constant-folding on expressions involving that
4751 value.  The argument of the function is the value to test.  The function
4752 returns the integer 1 if the argument is known to be a compile-time
4753 constant and 0 if it is not known to be a compile-time constant.  A
4754 return of 0 does not indicate that the value is @emph{not} a constant,
4755 but merely that GCC cannot prove it is a constant with the specified
4756 value of the @option{-O} option.
4757
4758 You would typically use this function in an embedded application where
4759 memory was a critical resource.  If you have some complex calculation,
4760 you may want it to be folded if it involves constants, but need to call
4761 a function if it does not.  For example:
4762
4763 @smallexample
4764 #define Scale_Value(X)      \
4765   (__builtin_constant_p (X) \
4766   ? ((X) * SCALE + OFFSET) : Scale (X))
4767 @end smallexample
4768
4769 You may use this built-in function in either a macro or an inline
4770 function.  However, if you use it in an inlined function and pass an
4771 argument of the function as the argument to the built-in, GCC will
4772 never return 1 when you call the inline function with a string constant
4773 or compound literal (@pxref{Compound Literals}) and will not return 1
4774 when you pass a constant numeric value to the inline function unless you
4775 specify the @option{-O} option.
4776
4777 You may also use @code{__builtin_constant_p} in initializers for static
4778 data.  For instance, you can write
4779
4780 @smallexample
4781 static const int table[] = @{
4782    __builtin_constant_p (EXPRESSION) ? (EXPRESSION) : -1,
4783    /* @r{@dots{}} */
4784 @};
4785 @end smallexample
4786
4787 @noindent
4788 This is an acceptable initializer even if @var{EXPRESSION} is not a
4789 constant expression.  GCC must be more conservative about evaluating the
4790 built-in in this case, because it has no opportunity to perform
4791 optimization.
4792
4793 Previous versions of GCC did not accept this built-in in data
4794 initializers.  The earliest version where it is completely safe is
4795 3.0.1.
4796 @end deftypefn
4797
4798 @deftypefn {Built-in Function} long __builtin_expect (long @var{exp}, long @var{c})
4799 @opindex fprofile-arcs
4800 You may use @code{__builtin_expect} to provide the compiler with
4801 branch prediction information.  In general, you should prefer to
4802 use actual profile feedback for this (@option{-fprofile-arcs}), as
4803 programmers are notoriously bad at predicting how their programs
4804 actually perform.  However, there are applications in which this
4805 data is hard to collect.
4806
4807 The return value is the value of @var{exp}, which should be an
4808 integral expression.  The value of @var{c} must be a compile-time
4809 constant.  The semantics of the built-in are that it is expected
4810 that @var{exp} == @var{c}.  For example:
4811
4812 @smallexample
4813 if (__builtin_expect (x, 0))
4814   foo ();
4815 @end smallexample
4816
4817 @noindent
4818 would indicate that we do not expect to call @code{foo}, since
4819 we expect @code{x} to be zero.  Since you are limited to integral
4820 expressions for @var{exp}, you should use constructions such as
4821
4822 @smallexample
4823 if (__builtin_expect (ptr != NULL, 1))
4824   error ();
4825 @end smallexample
4826
4827 @noindent
4828 when testing pointer or floating-point values.
4829 @end deftypefn
4830
4831 @deftypefn {Built-in Function} void __builtin_prefetch (const void *@var{addr}, ...)
4832 This function is used to minimize cache-miss latency by moving data into
4833 a cache before it is accessed.
4834 You can insert calls to @code{__builtin_prefetch} into code for which
4835 you know addresses of data in memory that is likely to be accessed soon.
4836 If the target supports them, data prefetch instructions will be generated.
4837 If the prefetch is done early enough before the access then the data will
4838 be in the cache by the time it is accessed.
4839
4840 The value of @var{addr} is the address of the memory to prefetch.
4841 There are two optional arguments, @var{rw} and @var{locality}.
4842 The value of @var{rw} is a compile-time constant one or zero; one
4843 means that the prefetch is preparing for a write to the memory address
4844 and zero, the default, means that the prefetch is preparing for a read.
4845 The value @var{locality} must be a compile-time constant integer between
4846 zero and three.  A value of zero means that the data has no temporal
4847 locality, so it need not be left in the cache after the access.  A value
4848 of three means that the data has a high degree of temporal locality and
4849 should be left in all levels of cache possible.  Values of one and two
4850 mean, respectively, a low or moderate degree of temporal locality.  The
4851 default is three.
4852
4853 @smallexample
4854 for (i = 0; i < n; i++)
4855   @{
4856     a[i] = a[i] + b[i];
4857     __builtin_prefetch (&a[i+j], 1, 1);
4858     __builtin_prefetch (&b[i+j], 0, 1);
4859     /* @r{@dots{}} */
4860   @}
4861 @end smallexample
4862
4863 Data prefetch does not generate faults if @var{addr} is invalid, but
4864 the address expression itself must be valid.  For example, a prefetch
4865 of @code{p->next} will not fault if @code{p->next} is not a valid
4866 address, but evaluation will fault if @code{p} is not a valid address.
4867
4868 If the target does not support data prefetch, the address expression
4869 is evaluated if it includes side effects but no other code is generated
4870 and GCC does not issue a warning.
4871 @end deftypefn
4872
4873 @deftypefn {Built-in Function} double __builtin_huge_val (void)
4874 Returns a positive infinity, if supported by the floating-point format,
4875 else @code{DBL_MAX}.  This function is suitable for implementing the
4876 ISO C macro @code{HUGE_VAL}.
4877 @end deftypefn
4878
4879 @deftypefn {Built-in Function} float __builtin_huge_valf (void)
4880 Similar to @code{__builtin_huge_val}, except the return type is @code{float}.
4881 @end deftypefn
4882
4883 @deftypefn {Built-in Function} long double __builtin_huge_vall (void)
4884 Similar to @code{__builtin_huge_val}, except the return
4885 type is @code{long double}.
4886 @end deftypefn
4887
4888 @deftypefn {Built-in Function} double __builtin_inf (void)
4889 Similar to @code{__builtin_huge_val}, except a warning is generated
4890 if the target floating-point format does not support infinities.
4891 This function is suitable for implementing the ISO C99 macro @code{INFINITY}.
4892 @end deftypefn
4893
4894 @deftypefn {Built-in Function} float __builtin_inff (void)
4895 Similar to @code{__builtin_inf}, except the return type is @code{float}.
4896 @end deftypefn
4897
4898 @deftypefn {Built-in Function} long double __builtin_infl (void)
4899 Similar to @code{__builtin_inf}, except the return
4900 type is @code{long double}.
4901 @end deftypefn
4902
4903 @deftypefn {Built-in Function} double __builtin_nan (const char *str)
4904 This is an implementation of the ISO C99 function @code{nan}.
4905
4906 Since ISO C99 defines this function in terms of @code{strtod}, which we
4907 do not implement, a description of the parsing is in order.  The string
4908 is parsed as by @code{strtol}; that is, the base is recognized by
4909 leading @samp{0} or @samp{0x} prefixes.  The number parsed is placed
4910 in the significand such that the least significant bit of the number
4911 is at the least significant bit of the significand.  The number is 
4912 truncated to fit the significand field provided.  The significand is
4913 forced to be a quiet NaN.
4914
4915 This function, if given a string literal, is evaluated early enough
4916 that it is considered a compile-time constant.
4917 @end deftypefn
4918
4919 @deftypefn {Built-in Function} float __builtin_nanf (const char *str)
4920 Similar to @code{__builtin_nan}, except the return type is @code{float}.
4921 @end deftypefn
4922
4923 @deftypefn {Built-in Function} long double __builtin_nanl (const char *str)
4924 Similar to @code{__builtin_nan}, except the return type is @code{long double}.
4925 @end deftypefn
4926
4927 @deftypefn {Built-in Function} double __builtin_nans (const char *str)
4928 Similar to @code{__builtin_nan}, except the significand is forced 
4929 to be a signaling NaN.  The @code{nans} function is proposed by
4930 @uref{http://std.dkuug.dk/JTC1/SC22/WG14/www/docs/n965.htm,,WG14 N965}.
4931 @end deftypefn
4932
4933 @deftypefn {Built-in Function} float __builtin_nansf (const char *str)
4934 Similar to @code{__builtin_nans}, except the return type is @code{float}.
4935 @end deftypefn
4936
4937 @deftypefn {Built-in Function} long double __builtin_nansl (const char *str)
4938 Similar to @code{__builtin_nans}, except the return type is @code{long double}.
4939 @end deftypefn
4940
4941 @node Target Builtins
4942 @section Built-in Functions Specific to Particular Target Machines
4943
4944 On some target machines, GCC supports many built-in functions specific
4945 to those machines.  Generally these generate calls to specific machine
4946 instructions, but allow the compiler to schedule those calls.
4947
4948 @menu
4949 * Alpha Built-in Functions::
4950 * X86 Built-in Functions::
4951 * PowerPC AltiVec Built-in Functions::
4952 @end menu
4953
4954 @node Alpha Built-in Functions
4955 @subsection Alpha Built-in Functions
4956
4957 These built-in functions are available for the Alpha family of
4958 processors, depending on the command-line switches used.
4959
4960 The following built-in functions are always available.  They
4961 all generate the machine instruction that is part of the name.
4962
4963 @example
4964 long __builtin_alpha_implver (void)
4965 long __builtin_alpha_rpcc (void)
4966 long __builtin_alpha_amask (long)
4967 long __builtin_alpha_cmpbge (long, long)
4968 long __builtin_alpha_extbl (long, long)
4969 long __builtin_alpha_extwl (long, long)
4970 long __builtin_alpha_extll (long, long)
4971 long __builtin_alpha_extql (long, long)
4972 long __builtin_alpha_extwh (long, long)
4973 long __builtin_alpha_extlh (long, long)
4974 long __builtin_alpha_extqh (long, long)
4975 long __builtin_alpha_insbl (long, long)
4976 long __builtin_alpha_inswl (long, long)
4977 long __builtin_alpha_insll (long, long)
4978 long __builtin_alpha_insql (long, long)
4979 long __builtin_alpha_inswh (long, long)
4980 long __builtin_alpha_inslh (long, long)
4981 long __builtin_alpha_insqh (long, long)
4982 long __builtin_alpha_mskbl (long, long)
4983 long __builtin_alpha_mskwl (long, long)
4984 long __builtin_alpha_mskll (long, long)
4985 long __builtin_alpha_mskql (long, long)
4986 long __builtin_alpha_mskwh (long, long)
4987 long __builtin_alpha_msklh (long, long)
4988 long __builtin_alpha_mskqh (long, long)
4989 long __builtin_alpha_umulh (long, long)
4990 long __builtin_alpha_zap (long, long)
4991 long __builtin_alpha_zapnot (long, long)
4992 @end example
4993
4994 The following built-in functions are always with @option{-mmax}
4995 or @option{-mcpu=@var{cpu}} where @var{cpu} is @code{pca56} or
4996 later.  They all generate the machine instruction that is part
4997 of the name.
4998
4999 @example
5000 long __builtin_alpha_pklb (long)
5001 long __builtin_alpha_pkwb (long)
5002 long __builtin_alpha_unpkbl (long)
5003 long __builtin_alpha_unpkbw (long)
5004 long __builtin_alpha_minub8 (long, long)
5005 long __builtin_alpha_minsb8 (long, long)
5006 long __builtin_alpha_minuw4 (long, long)
5007 long __builtin_alpha_minsw4 (long, long)
5008 long __builtin_alpha_maxub8 (long, long)
5009 long __builtin_alpha_maxsb8 (long, long)
5010 long __builtin_alpha_maxuw4 (long, long)
5011 long __builtin_alpha_maxsw4 (long, long)
5012 long __builtin_alpha_perr (long, long)
5013 @end example
5014
5015 The following built-in functions are always with @option{-mcix}
5016 or @option{-mcpu=@var{cpu}} where @var{cpu} is @code{ev67} or
5017 later.  They all generate the machine instruction that is part
5018 of the name.
5019
5020 @example
5021 long __builtin_alpha_cttz (long)
5022 long __builtin_alpha_ctlz (long)
5023 long __builtin_alpha_ctpop (long)
5024 @end example
5025
5026 The following builtins are available on systems that use the OSF/1
5027 PALcode.  Normally they invoke the @code{rduniq} and @code{wruniq}
5028 PAL calls, but when invoked with @option{-mtls-kernel}, they invoke
5029 @code{rdval} and @code{wrval}.
5030
5031 @example
5032 void *__builtin_thread_pointer (void)
5033 void __builtin_set_thread_pointer (void *)
5034 @end example
5035
5036 @node X86 Built-in Functions
5037 @subsection X86 Built-in Functions
5038
5039 These built-in functions are available for the i386 and x86-64 family
5040 of computers, depending on the command-line switches used.
5041
5042 The following machine modes are available for use with MMX built-in functions
5043 (@pxref{Vector Extensions}): @code{V2SI} for a vector of two 32-bit integers,
5044 @code{V4HI} for a vector of four 16-bit integers, and @code{V8QI} for a
5045 vector of eight 8-bit integers.  Some of the built-in functions operate on
5046 MMX registers as a whole 64-bit entity, these use @code{DI} as their mode.
5047
5048 If 3Dnow extensions are enabled, @code{V2SF} is used as a mode for a vector
5049 of two 32-bit floating point values.
5050
5051 If SSE extensions are enabled, @code{V4SF} is used for a vector of four 32-bit
5052 floating point values.  Some instructions use a vector of four 32-bit
5053 integers, these use @code{V4SI}.  Finally, some instructions operate on an
5054 entire vector register, interpreting it as a 128-bit integer, these use mode
5055 @code{TI}.
5056
5057 The following built-in functions are made available by @option{-mmmx}.
5058 All of them generate the machine instruction that is part of the name.
5059
5060 @example
5061 v8qi __builtin_ia32_paddb (v8qi, v8qi)
5062 v4hi __builtin_ia32_paddw (v4hi, v4hi)
5063 v2si __builtin_ia32_paddd (v2si, v2si)
5064 v8qi __builtin_ia32_psubb (v8qi, v8qi)
5065 v4hi __builtin_ia32_psubw (v4hi, v4hi)
5066 v2si __builtin_ia32_psubd (v2si, v2si)
5067 v8qi __builtin_ia32_paddsb (v8qi, v8qi)
5068 v4hi __builtin_ia32_paddsw (v4hi, v4hi)
5069 v8qi __builtin_ia32_psubsb (v8qi, v8qi)
5070 v4hi __builtin_ia32_psubsw (v4hi, v4hi)
5071 v8qi __builtin_ia32_paddusb (v8qi, v8qi)
5072 v4hi __builtin_ia32_paddusw (v4hi, v4hi)
5073 v8qi __builtin_ia32_psubusb (v8qi, v8qi)
5074 v4hi __builtin_ia32_psubusw (v4hi, v4hi)
5075 v4hi __builtin_ia32_pmullw (v4hi, v4hi)
5076 v4hi __builtin_ia32_pmulhw (v4hi, v4hi)
5077 di __builtin_ia32_pand (di, di)
5078 di __builtin_ia32_pandn (di,di)
5079 di __builtin_ia32_por (di, di)
5080 di __builtin_ia32_pxor (di, di)
5081 v8qi __builtin_ia32_pcmpeqb (v8qi, v8qi)
5082 v4hi __builtin_ia32_pcmpeqw (v4hi, v4hi)
5083 v2si __builtin_ia32_pcmpeqd (v2si, v2si)
5084 v8qi __builtin_ia32_pcmpgtb (v8qi, v8qi)
5085 v4hi __builtin_ia32_pcmpgtw (v4hi, v4hi)
5086 v2si __builtin_ia32_pcmpgtd (v2si, v2si)
5087 v8qi __builtin_ia32_punpckhbw (v8qi, v8qi)
5088 v4hi __builtin_ia32_punpckhwd (v4hi, v4hi)
5089 v2si __builtin_ia32_punpckhdq (v2si, v2si)
5090 v8qi __builtin_ia32_punpcklbw (v8qi, v8qi)
5091 v4hi __builtin_ia32_punpcklwd (v4hi, v4hi)
5092 v2si __builtin_ia32_punpckldq (v2si, v2si)
5093 v8qi __builtin_ia32_packsswb (v4hi, v4hi)
5094 v4hi __builtin_ia32_packssdw (v2si, v2si)
5095 v8qi __builtin_ia32_packuswb (v4hi, v4hi)
5096 @end example
5097
5098 The following built-in functions are made available either with
5099 @option{-msse}, or with a combination of @option{-m3dnow} and
5100 @option{-march=athlon}.  All of them generate the machine
5101 instruction that is part of the name.
5102
5103 @example
5104 v4hi __builtin_ia32_pmulhuw (v4hi, v4hi)
5105 v8qi __builtin_ia32_pavgb (v8qi, v8qi)
5106 v4hi __builtin_ia32_pavgw (v4hi, v4hi)
5107 v4hi __builtin_ia32_psadbw (v8qi, v8qi)
5108 v8qi __builtin_ia32_pmaxub (v8qi, v8qi)
5109 v4hi __builtin_ia32_pmaxsw (v4hi, v4hi)
5110 v8qi __builtin_ia32_pminub (v8qi, v8qi)
5111 v4hi __builtin_ia32_pminsw (v4hi, v4hi)
5112 int __builtin_ia32_pextrw (v4hi, int)
5113 v4hi __builtin_ia32_pinsrw (v4hi, int, int)
5114 int __builtin_ia32_pmovmskb (v8qi)
5115 void __builtin_ia32_maskmovq (v8qi, v8qi, char *)
5116 void __builtin_ia32_movntq (di *, di)
5117 void __builtin_ia32_sfence (void)
5118 @end example
5119
5120 The following built-in functions are available when @option{-msse} is used.
5121 All of them generate the machine instruction that is part of the name.
5122
5123 @example
5124 int __builtin_ia32_comieq (v4sf, v4sf)
5125 int __builtin_ia32_comineq (v4sf, v4sf)
5126 int __builtin_ia32_comilt (v4sf, v4sf)
5127 int __builtin_ia32_comile (v4sf, v4sf)
5128 int __builtin_ia32_comigt (v4sf, v4sf)
5129 int __builtin_ia32_comige (v4sf, v4sf)
5130 int __builtin_ia32_ucomieq (v4sf, v4sf)
5131 int __builtin_ia32_ucomineq (v4sf, v4sf)
5132 int __builtin_ia32_ucomilt (v4sf, v4sf)
5133 int __builtin_ia32_ucomile (v4sf, v4sf)
5134 int __builtin_ia32_ucomigt (v4sf, v4sf)
5135 int __builtin_ia32_ucomige (v4sf, v4sf)
5136 v4sf __builtin_ia32_addps (v4sf, v4sf)
5137 v4sf __builtin_ia32_subps (v4sf, v4sf)
5138 v4sf __builtin_ia32_mulps (v4sf, v4sf)
5139 v4sf __builtin_ia32_divps (v4sf, v4sf)
5140 v4sf __builtin_ia32_addss (v4sf, v4sf)
5141 v4sf __builtin_ia32_subss (v4sf, v4sf)
5142 v4sf __builtin_ia32_mulss (v4sf, v4sf)
5143 v4sf __builtin_ia32_divss (v4sf, v4sf)
5144 v4si __builtin_ia32_cmpeqps (v4sf, v4sf)
5145 v4si __builtin_ia32_cmpltps (v4sf, v4sf)
5146 v4si __builtin_ia32_cmpleps (v4sf, v4sf)
5147 v4si __builtin_ia32_cmpgtps (v4sf, v4sf)
5148 v4si __builtin_ia32_cmpgeps (v4sf, v4sf)
5149 v4si __builtin_ia32_cmpunordps (v4sf, v4sf)
5150 v4si __builtin_ia32_cmpneqps (v4sf, v4sf)
5151 v4si __builtin_ia32_cmpnltps (v4sf, v4sf)
5152 v4si __builtin_ia32_cmpnleps (v4sf, v4sf)
5153 v4si __builtin_ia32_cmpngtps (v4sf, v4sf)
5154 v4si __builtin_ia32_cmpngeps (v4sf, v4sf)
5155 v4si __builtin_ia32_cmpordps (v4sf, v4sf)
5156 v4si __builtin_ia32_cmpeqss (v4sf, v4sf)
5157 v4si __builtin_ia32_cmpltss (v4sf, v4sf)
5158 v4si __builtin_ia32_cmpless (v4sf, v4sf)
5159 v4si __builtin_ia32_cmpunordss (v4sf, v4sf)
5160 v4si __builtin_ia32_cmpneqss (v4sf, v4sf)
5161 v4si __builtin_ia32_cmpnlts (v4sf, v4sf)
5162 v4si __builtin_ia32_cmpnless (v4sf, v4sf)
5163 v4si __builtin_ia32_cmpordss (v4sf, v4sf)
5164 v4sf __builtin_ia32_maxps (v4sf, v4sf)
5165 v4sf __builtin_ia32_maxss (v4sf, v4sf)
5166 v4sf __builtin_ia32_minps (v4sf, v4sf)
5167 v4sf __builtin_ia32_minss (v4sf, v4sf)
5168 v4sf __builtin_ia32_andps (v4sf, v4sf)
5169 v4sf __builtin_ia32_andnps (v4sf, v4sf)
5170 v4sf __builtin_ia32_orps (v4sf, v4sf)
5171 v4sf __builtin_ia32_xorps (v4sf, v4sf)
5172 v4sf __builtin_ia32_movss (v4sf, v4sf)
5173 v4sf __builtin_ia32_movhlps (v4sf, v4sf)
5174 v4sf __builtin_ia32_movlhps (v4sf, v4sf)
5175 v4sf __builtin_ia32_unpckhps (v4sf, v4sf)
5176 v4sf __builtin_ia32_unpcklps (v4sf, v4sf)
5177 v4sf __builtin_ia32_cvtpi2ps (v4sf, v2si)
5178 v4sf __builtin_ia32_cvtsi2ss (v4sf, int)
5179 v2si __builtin_ia32_cvtps2pi (v4sf)
5180 int __builtin_ia32_cvtss2si (v4sf)
5181 v2si __builtin_ia32_cvttps2pi (v4sf)
5182 int __builtin_ia32_cvttss2si (v4sf)
5183 v4sf __builtin_ia32_rcpps (v4sf)
5184 v4sf __builtin_ia32_rsqrtps (v4sf)
5185 v4sf __builtin_ia32_sqrtps (v4sf)
5186 v4sf __builtin_ia32_rcpss (v4sf)
5187 v4sf __builtin_ia32_rsqrtss (v4sf)
5188 v4sf __builtin_ia32_sqrtss (v4sf)
5189 v4sf __builtin_ia32_shufps (v4sf, v4sf, int)
5190 void __builtin_ia32_movntps (float *, v4sf)
5191 int __builtin_ia32_movmskps (v4sf)
5192 @end example
5193
5194 The following built-in functions are available when @option{-msse} is used.
5195
5196 @table @code
5197 @item v4sf __builtin_ia32_loadaps (float *)
5198 Generates the @code{movaps} machine instruction as a load from memory.
5199 @item void __builtin_ia32_storeaps (float *, v4sf)
5200 Generates the @code{movaps} machine instruction as a store to memory.
5201 @item v4sf __builtin_ia32_loadups (float *)
5202 Generates the @code{movups} machine instruction as a load from memory.
5203 @item void __builtin_ia32_storeups (float *, v4sf)
5204 Generates the @code{movups} machine instruction as a store to memory.
5205 @item v4sf __builtin_ia32_loadsss (float *)
5206 Generates the @code{movss} machine instruction as a load from memory.
5207 @item void __builtin_ia32_storess (float *, v4sf)
5208 Generates the @code{movss} machine instruction as a store to memory.
5209 @item v4sf __builtin_ia32_loadhps (v4sf, v2si *)
5210 Generates the @code{movhps} machine instruction as a load from memory.
5211 @item v4sf __builtin_ia32_loadlps (v4sf, v2si *)
5212 Generates the @code{movlps} machine instruction as a load from memory
5213 @item void __builtin_ia32_storehps (v4sf, v2si *)
5214 Generates the @code{movhps} machine instruction as a store to memory.
5215 @item void __builtin_ia32_storelps (v4sf, v2si *)
5216 Generates the @code{movlps} machine instruction as a store to memory.
5217 @end table
5218
5219 The following built-in functions are available when @option{-m3dnow} is used.
5220 All of them generate the machine instruction that is part of the name.
5221
5222 @example
5223 void __builtin_ia32_femms (void)
5224 v8qi __builtin_ia32_pavgusb (v8qi, v8qi)
5225 v2si __builtin_ia32_pf2id (v2sf)
5226 v2sf __builtin_ia32_pfacc (v2sf, v2sf)
5227 v2sf __builtin_ia32_pfadd (v2sf, v2sf)
5228 v2si __builtin_ia32_pfcmpeq (v2sf, v2sf)
5229 v2si __builtin_ia32_pfcmpge (v2sf, v2sf)
5230 v2si __builtin_ia32_pfcmpgt (v2sf, v2sf)
5231 v2sf __builtin_ia32_pfmax (v2sf, v2sf)
5232 v2sf __builtin_ia32_pfmin (v2sf, v2sf)
5233 v2sf __builtin_ia32_pfmul (v2sf, v2sf)
5234 v2sf __builtin_ia32_pfrcp (v2sf)
5235 v2sf __builtin_ia32_pfrcpit1 (v2sf, v2sf)
5236 v2sf __builtin_ia32_pfrcpit2 (v2sf, v2sf)
5237 v2sf __builtin_ia32_pfrsqrt (v2sf)
5238 v2sf __builtin_ia32_pfrsqrtit1 (v2sf, v2sf)
5239 v2sf __builtin_ia32_pfsub (v2sf, v2sf)
5240 v2sf __builtin_ia32_pfsubr (v2sf, v2sf)
5241 v2sf __builtin_ia32_pi2fd (v2si)
5242 v4hi __builtin_ia32_pmulhrw (v4hi, v4hi)
5243 @end example
5244
5245 The following built-in functions are available when both @option{-m3dnow}
5246 and @option{-march=athlon} are used.  All of them generate the machine
5247 instruction that is part of the name.
5248
5249 @example
5250 v2si __builtin_ia32_pf2iw (v2sf)
5251 v2sf __builtin_ia32_pfnacc (v2sf, v2sf)
5252 v2sf __builtin_ia32_pfpnacc (v2sf, v2sf)
5253 v2sf __builtin_ia32_pi2fw (v2si)
5254 v2sf __builtin_ia32_pswapdsf (v2sf)
5255 v2si __builtin_ia32_pswapdsi (v2si)
5256 @end example
5257
5258 @node PowerPC AltiVec Built-in Functions
5259 @subsection PowerPC AltiVec Built-in Functions
5260
5261 These built-in functions are available for the PowerPC family
5262 of computers, depending on the command-line switches used.
5263
5264 The following machine modes are available for use with AltiVec built-in
5265 functions (@pxref{Vector Extensions}): @code{V4SI} for a vector of four
5266 32-bit integers, @code{V4SF} for a vector of four 32-bit floating point
5267 numbers, @code{V8HI} for a vector of eight 16-bit integers, and
5268 @code{V16QI} for a vector of sixteen 8-bit integers.
5269
5270 The following functions are made available by including
5271 @code{<altivec.h>} and using @option{-maltivec} and
5272 @option{-mabi=altivec}.  The functions implement the functionality
5273 described in Motorola's AltiVec Programming Interface Manual.
5274
5275 There are a few differences from Motorola's documentation and GCC's
5276 implementation.  Vector constants are done with curly braces (not
5277 parentheses).  Vector initializers require no casts if the vector
5278 constant is of the same type as the variable it is initializing.  The
5279 @code{vector bool} type is deprecated and will be discontinued in
5280 further revisions.  Use @code{vector signed} instead.  If @code{signed}
5281 or @code{unsigned} is omitted, the vector type will default to
5282 @code{signed}.  Lastly, all overloaded functions are implemented with macros
5283 for the C implementation.  So code the following example will not work:
5284
5285 @smallexample
5286   vec_add ((vector signed int)@{1, 2, 3, 4@}, foo);
5287 @end smallexample
5288
5289 Since vec_add is a macro, the vector constant in the above example will
5290 be treated as four different arguments.  Wrap the entire argument in
5291 parentheses for this to work.  The C++ implementation does not use
5292 macros.
5293
5294 @emph{Note:} Only the @code{<altivec.h>} interface is supported.
5295 Internally, GCC uses built-in functions to achieve the functionality in
5296 the aforementioned header file, but they are not supported and are
5297 subject to change without notice.
5298
5299 @smallexample
5300 vector signed char vec_abs (vector signed char, vector signed char);
5301 vector signed short vec_abs (vector signed short, vector signed short);
5302 vector signed int vec_abs (vector signed int, vector signed int);
5303 vector signed float vec_abs (vector signed float, vector signed float);
5304
5305 vector signed char vec_abss (vector signed char, vector signed char);
5306 vector signed short vec_abss (vector signed short, vector signed short);
5307
5308 vector signed char vec_add (vector signed char, vector signed char);
5309 vector unsigned char vec_add (vector signed char, vector unsigned char);
5310
5311 vector unsigned char vec_add (vector unsigned char, vector signed char);
5312
5313 vector unsigned char vec_add (vector unsigned char,
5314                               vector unsigned char);
5315 vector signed short vec_add (vector signed short, vector signed short);
5316 vector unsigned short vec_add (vector signed short,
5317                                vector unsigned short);
5318 vector unsigned short vec_add (vector unsigned short,
5319                                vector signed short);
5320 vector unsigned short vec_add (vector unsigned short,
5321                                vector unsigned short);
5322 vector signed int vec_add (vector signed int, vector signed int);
5323 vector unsigned int vec_add (vector signed int, vector unsigned int);
5324 vector unsigned int vec_add (vector unsigned int, vector signed int);
5325 vector unsigned int vec_add (vector unsigned int, vector unsigned int);
5326 vector float vec_add (vector float, vector float);
5327
5328 vector unsigned int vec_addc (vector unsigned int, vector unsigned int);
5329
5330 vector unsigned char vec_adds (vector signed char,
5331                                vector unsigned char);
5332 vector unsigned char vec_adds (vector unsigned char,
5333                                vector signed char);
5334 vector unsigned char vec_adds (vector unsigned char,
5335                                vector unsigned char);
5336 vector signed char vec_adds (vector signed char, vector signed char);
5337 vector unsigned short vec_adds (vector signed short,
5338                                 vector unsigned short);
5339 vector unsigned short vec_adds (vector unsigned short,
5340                                 vector signed short);
5341 vector unsigned short vec_adds (vector unsigned short,
5342                                 vector unsigned short);
5343 vector signed short vec_adds (vector signed short, vector signed short);
5344
5345 vector unsigned int vec_adds (vector signed int, vector unsigned int);
5346 vector unsigned int vec_adds (vector unsigned int, vector signed int);
5347 vector unsigned int vec_adds (vector unsigned int, vector unsigned int);
5348
5349 vector signed int vec_adds (vector signed int, vector signed int);
5350
5351 vector float vec_and (vector float, vector float);
5352 vector float vec_and (vector float, vector signed int);
5353 vector float vec_and (vector signed int, vector float);
5354 vector signed int vec_and (vector signed int, vector signed int);
5355 vector unsigned int vec_and (vector signed int, vector unsigned int);
5356 vector unsigned int vec_and (vector unsigned int, vector signed int);
5357 vector unsigned int vec_and (vector unsigned int, vector unsigned int);
5358 vector signed short vec_and (vector signed short, vector signed short);
5359 vector unsigned short vec_and (vector signed short,
5360                                vector unsigned short);
5361 vector unsigned short vec_and (vector unsigned short,
5362                                vector signed short);
5363 vector unsigned short vec_and (vector unsigned short,
5364                                vector unsigned short);
5365 vector signed char vec_and (vector signed char, vector signed char);
5366 vector unsigned char vec_and (vector signed char, vector unsigned char);
5367
5368 vector unsigned char vec_and (vector unsigned char, vector signed char);
5369
5370 vector unsigned char vec_and (vector unsigned char,
5371                               vector unsigned char);
5372
5373 vector float vec_andc (vector float, vector float);
5374 vector float vec_andc (vector float, vector signed int);
5375 vector float vec_andc (vector signed int, vector float);
5376 vector signed int vec_andc (vector signed int, vector signed int);
5377 vector unsigned int vec_andc (vector signed int, vector unsigned int);
5378 vector unsigned int vec_andc (vector unsigned int, vector signed int);
5379 vector unsigned int vec_andc (vector unsigned int, vector unsigned int);
5380
5381 vector signed short vec_andc (vector signed short, vector signed short);
5382
5383 vector unsigned short vec_andc (vector signed short,
5384                                 vector unsigned short);
5385 vector unsigned short vec_andc (vector unsigned short,
5386                                 vector signed short);
5387 vector unsigned short vec_andc (vector unsigned short,
5388                                 vector unsigned short);
5389 vector signed char vec_andc (vector signed char, vector signed char);
5390 vector unsigned char vec_andc (vector signed char,
5391                                vector unsigned char);
5392 vector unsigned char vec_andc (vector unsigned char,
5393                                vector signed char);
5394 vector unsigned char vec_andc (vector unsigned char,
5395                                vector unsigned char);
5396
5397 vector unsigned char vec_avg (vector unsigned char,
5398                               vector unsigned char);
5399 vector signed char vec_avg (vector signed char, vector signed char);
5400 vector unsigned short vec_avg (vector unsigned short,
5401                                vector unsigned short);
5402 vector signed short vec_avg (vector signed short, vector signed short);
5403 vector unsigned int vec_avg (vector unsigned int, vector unsigned int);
5404 vector signed int vec_avg (vector signed int, vector signed int);
5405
5406 vector float vec_ceil (vector float);
5407
5408 vector signed int vec_cmpb (vector float, vector float);
5409
5410 vector signed char vec_cmpeq (vector signed char, vector signed char);
5411 vector signed char vec_cmpeq (vector unsigned char,
5412                               vector unsigned char);
5413 vector signed short vec_cmpeq (vector signed short,
5414                                vector signed short);
5415 vector signed short vec_cmpeq (vector unsigned short,
5416                                vector unsigned short);
5417 vector signed int vec_cmpeq (vector signed int, vector signed int);
5418 vector signed int vec_cmpeq (vector unsigned int, vector unsigned int);
5419 vector signed int vec_cmpeq (vector float, vector float);
5420
5421 vector signed int vec_cmpge (vector float, vector float);
5422
5423 vector signed char vec_cmpgt (vector unsigned char,
5424                               vector unsigned char);
5425 vector signed char vec_cmpgt (vector signed char, vector signed char);
5426 vector signed short vec_cmpgt (vector unsigned short,
5427                                vector unsigned short);
5428 vector signed short vec_cmpgt (vector signed short,
5429                                vector signed short);
5430 vector signed int vec_cmpgt (vector unsigned int, vector unsigned int);
5431 vector signed int vec_cmpgt (vector signed int, vector signed int);
5432 vector signed int vec_cmpgt (vector float, vector float);
5433
5434 vector signed int vec_cmple (vector float, vector float);
5435
5436 vector signed char vec_cmplt (vector unsigned char,
5437                               vector unsigned char);
5438 vector signed char vec_cmplt (vector signed char, vector signed char);
5439 vector signed short vec_cmplt (vector unsigned short,
5440                                vector unsigned short);
5441 vector signed short vec_cmplt (vector signed short,
5442                                vector signed short);
5443 vector signed int vec_cmplt (vector unsigned int, vector unsigned int);
5444 vector signed int vec_cmplt (vector signed int, vector signed int);
5445 vector signed int vec_cmplt (vector float, vector float);
5446
5447 vector float vec_ctf (vector unsigned int, const char);
5448 vector float vec_ctf (vector signed int, const char);
5449
5450 vector signed int vec_cts (vector float, const char);
5451
5452 vector unsigned int vec_ctu (vector float, const char);
5453
5454 void vec_dss (const char);
5455
5456 void vec_dssall (void);
5457
5458 void vec_dst (void *, int, const char);
5459
5460 void vec_dstst (void *, int, const char);
5461
5462 void vec_dststt (void *, int, const char);
5463
5464 void vec_dstt (void *, int, const char);
5465
5466 vector float vec_expte (vector float, vector float);
5467
5468 vector float vec_floor (vector float, vector float);
5469
5470 vector float vec_ld (int, vector float *);
5471 vector float vec_ld (int, float *):
5472 vector signed int vec_ld (int, int *);
5473 vector signed int vec_ld (int, vector signed int *);
5474 vector unsigned int vec_ld (int, vector unsigned int *);
5475 vector unsigned int vec_ld (int, unsigned int *);
5476 vector signed short vec_ld (int, short *, vector signed short *);
5477 vector unsigned short vec_ld (int, unsigned short *,
5478                               vector unsigned short *);
5479 vector signed char vec_ld (int, signed char *);
5480 vector signed char vec_ld (int, vector signed char *);
5481 vector unsigned char vec_ld (int, unsigned char *);
5482 vector unsigned char vec_ld (int, vector unsigned char *);
5483
5484 vector signed char vec_lde (int, signed char *);
5485 vector unsigned char vec_lde (int, unsigned char *);
5486 vector signed short vec_lde (int, short *);
5487 vector unsigned short vec_lde (int, unsigned short *);
5488 vector float vec_lde (int, float *);
5489 vector signed int vec_lde (int, int *);
5490 vector unsigned int vec_lde (int, unsigned int *);
5491
5492 void float vec_ldl (int, float *);
5493 void float vec_ldl (int, vector float *);
5494 void signed int vec_ldl (int, vector signed int *);
5495 void signed int vec_ldl (int, int *);
5496 void unsigned int vec_ldl (int, unsigned int *);
5497 void unsigned int vec_ldl (int, vector unsigned int *);
5498 void signed short vec_ldl (int, vector signed short *);
5499 void signed short vec_ldl (int, short *);
5500 void unsigned short vec_ldl (int, vector unsigned short *);
5501 void unsigned short vec_ldl (int, unsigned short *);
5502 void signed char vec_ldl (int, vector signed char *);
5503 void signed char vec_ldl (int, signed char *);
5504 void unsigned char vec_ldl (int, vector unsigned char *);
5505 void unsigned char vec_ldl (int, unsigned char *);
5506
5507 vector float vec_loge (vector float);
5508
5509 vector unsigned char vec_lvsl (int, void *, int *);
5510
5511 vector unsigned char vec_lvsr (int, void *, int *);
5512
5513 vector float vec_madd (vector float, vector float, vector float);
5514
5515 vector signed short vec_madds (vector signed short, vector signed short,
5516                                vector signed short);
5517
5518 vector unsigned char vec_max (vector signed char, vector unsigned char);
5519
5520 vector unsigned char vec_max (vector unsigned char, vector signed char);
5521
5522 vector unsigned char vec_max (vector unsigned char,
5523                               vector unsigned char);
5524 vector signed char vec_max (vector signed char, vector signed char);
5525 vector unsigned short vec_max (vector signed short,
5526                                vector unsigned short);
5527 vector unsigned short vec_max (vector unsigned short,
5528                                vector signed short);
5529 vector unsigned short vec_max (vector unsigned short,
5530                                vector unsigned short);
5531 vector signed short vec_max (vector signed short, vector signed short);
5532 vector unsigned int vec_max (vector signed int, vector unsigned int);
5533 vector unsigned int vec_max (vector unsigned int, vector signed int);
5534 vector unsigned int vec_max (vector unsigned int, vector unsigned int);
5535 vector signed int vec_max (vector signed int, vector signed int);
5536 vector float vec_max (vector float, vector float);
5537
5538 vector signed char vec_mergeh (vector signed char, vector signed char);
5539 vector unsigned char vec_mergeh (vector unsigned char,
5540                                  vector unsigned char);
5541 vector signed short vec_mergeh (vector signed short,
5542                                 vector signed short);
5543 vector unsigned short vec_mergeh (vector unsigned short,
5544                                   vector unsigned short);
5545 vector float vec_mergeh (vector float, vector float);
5546 vector signed int vec_mergeh (vector signed int, vector signed int);
5547 vector unsigned int vec_mergeh (vector unsigned int,
5548                                 vector unsigned int);
5549
5550 vector signed char vec_mergel (vector signed char, vector signed char);
5551 vector unsigned char vec_mergel (vector unsigned char,
5552                                  vector unsigned char);
5553 vector signed short vec_mergel (vector signed short,
5554                                 vector signed short);
5555 vector unsigned short vec_mergel (vector unsigned short,
5556                                   vector unsigned short);
5557 vector float vec_mergel (vector float, vector float);
5558 vector signed int vec_mergel (vector signed int, vector signed int);
5559 vector unsigned int vec_mergel (vector unsigned int,
5560                                 vector unsigned int);
5561
5562 vector unsigned short vec_mfvscr (void);
5563
5564 vector unsigned char vec_min (vector signed char, vector unsigned char);
5565
5566 vector unsigned char vec_min (vector unsigned char, vector signed char);
5567
5568 vector unsigned char vec_min (vector unsigned char,
5569                               vector unsigned char);
5570 vector signed char vec_min (vector signed char, vector signed char);
5571 vector unsigned short vec_min (vector signed short,
5572                                vector unsigned short);
5573 vector unsigned short vec_min (vector unsigned short,
5574                                vector signed short);
5575 vector unsigned short vec_min (vector unsigned short,
5576                                vector unsigned short);
5577 vector signed short vec_min (vector signed short, vector signed short);
5578 vector unsigned int vec_min (vector signed int, vector unsigned int);
5579 vector unsigned int vec_min (vector unsigned int, vector signed int);
5580 vector unsigned int vec_min (vector unsigned int, vector unsigned int);
5581 vector signed int vec_min (vector signed int, vector signed int);
5582 vector float vec_min (vector float, vector float);
5583
5584 vector signed short vec_mladd (vector signed short, vector signed short,
5585                                vector signed short);
5586 vector signed short vec_mladd (vector signed short,
5587                                vector unsigned short,
5588                                vector unsigned short);
5589 vector signed short vec_mladd (vector unsigned short,
5590                                vector signed short,
5591                                vector signed short);
5592 vector unsigned short vec_mladd (vector unsigned short,
5593                                  vector unsigned short,
5594                                  vector unsigned short);
5595
5596 vector signed short vec_mradds (vector signed short,
5597                                 vector signed short,
5598                                 vector signed short);
5599
5600 vector unsigned int vec_msum (vector unsigned char,
5601                               vector unsigned char,
5602                               vector unsigned int);
5603 vector signed int vec_msum (vector signed char, vector unsigned char,
5604                             vector signed int);
5605 vector unsigned int vec_msum (vector unsigned short,
5606                               vector unsigned short,
5607                               vector unsigned int);
5608 vector signed int vec_msum (vector signed short, vector signed short,
5609                             vector signed int);
5610
5611 vector unsigned int vec_msums (vector unsigned short,
5612                                vector unsigned short,
5613                                vector unsigned int);
5614 vector signed int vec_msums (vector signed short, vector signed short,
5615                              vector signed int);
5616
5617 void vec_mtvscr (vector signed int);
5618 void vec_mtvscr (vector unsigned int);
5619 void vec_mtvscr (vector signed short);
5620 void vec_mtvscr (vector unsigned short);
5621 void vec_mtvscr (vector signed char);
5622 void vec_mtvscr (vector unsigned char);
5623
5624 vector unsigned short vec_mule (vector unsigned char,
5625                                 vector unsigned char);
5626 vector signed short vec_mule (vector signed char, vector signed char);
5627 vector unsigned int vec_mule (vector unsigned short,
5628                               vector unsigned short);
5629 vector signed int vec_mule (vector signed short, vector signed short);
5630
5631 vector unsigned short vec_mulo (vector unsigned char,
5632                                 vector unsigned char);
5633 vector signed short vec_mulo (vector signed char, vector signed char);
5634 vector unsigned int vec_mulo (vector unsigned short,
5635                               vector unsigned short);
5636 vector signed int vec_mulo (vector signed short, vector signed short);
5637
5638 vector float vec_nmsub (vector float, vector float, vector float);
5639
5640 vector float vec_nor (vector float, vector float);
5641 vector signed int vec_nor (vector signed int, vector signed int);
5642 vector unsigned int vec_nor (vector unsigned int, vector unsigned int);
5643 vector signed short vec_nor (vector signed short, vector signed short);
5644 vector unsigned short vec_nor (vector unsigned short,
5645                                vector unsigned short);
5646 vector signed char vec_nor (vector signed char, vector signed char);
5647 vector unsigned char vec_nor (vector unsigned char,
5648                               vector unsigned char);
5649
5650 vector float vec_or (vector float, vector float);
5651 vector float vec_or (vector float, vector signed int);
5652 vector float vec_or (vector signed int, vector float);
5653 vector signed int vec_or (vector signed int, vector signed int);
5654 vector unsigned int vec_or (vector signed int, vector unsigned int);
5655 vector unsigned int vec_or (vector unsigned int, vector signed int);
5656 vector unsigned int vec_or (vector unsigned int, vector unsigned int);
5657 vector signed short vec_or (vector signed short, vector signed short);
5658 vector unsigned short vec_or (vector signed short,
5659                               vector unsigned short);
5660 vector unsigned short vec_or (vector unsigned short,
5661                               vector signed short);
5662 vector unsigned short vec_or (vector unsigned short,
5663                               vector unsigned short);
5664 vector signed char vec_or (vector signed char, vector signed char);
5665 vector unsigned char vec_or (vector signed char, vector unsigned char);
5666 vector unsigned char vec_or (vector unsigned char, vector signed char);
5667 vector unsigned char vec_or (vector unsigned char,
5668                              vector unsigned char);
5669
5670 vector signed char vec_pack (vector signed short, vector signed short);
5671 vector unsigned char vec_pack (vector unsigned short,
5672                                vector unsigned short);
5673 vector signed short vec_pack (vector signed int, vector signed int);
5674 vector unsigned short vec_pack (vector unsigned int,
5675                                 vector unsigned int);
5676
5677 vector signed short vec_packpx (vector unsigned int,
5678                                 vector unsigned int);
5679
5680 vector unsigned char vec_packs (vector unsigned short,
5681                                 vector unsigned short);
5682 vector signed char vec_packs (vector signed short, vector signed short);
5683
5684 vector unsigned short vec_packs (vector unsigned int,
5685                                  vector unsigned int);
5686 vector signed short vec_packs (vector signed int, vector signed int);
5687
5688 vector unsigned char vec_packsu (vector unsigned short,
5689                                  vector unsigned short);
5690 vector unsigned char vec_packsu (vector signed short,
5691                                  vector signed short);
5692 vector unsigned short vec_packsu (vector unsigned int,
5693                                   vector unsigned int);
5694 vector unsigned short vec_packsu (vector signed int, vector signed int);
5695
5696 vector float vec_perm (vector float, vector float,
5697                        vector unsigned char);
5698 vector signed int vec_perm (vector signed int, vector signed int,
5699                             vector unsigned char);
5700 vector unsigned int vec_perm (vector unsigned int, vector unsigned int,
5701                               vector unsigned char);
5702 vector signed short vec_perm (vector signed short, vector signed short,
5703                               vector unsigned char);
5704 vector unsigned short vec_perm (vector unsigned short,
5705                                 vector unsigned short,
5706                                 vector unsigned char);
5707 vector signed char vec_perm (vector signed char, vector signed char,
5708                              vector unsigned char);
5709 vector unsigned char vec_perm (vector unsigned char,
5710                                vector unsigned char,
5711                                vector unsigned char);
5712
5713 vector float vec_re (vector float);
5714
5715 vector signed char vec_rl (vector signed char, vector unsigned char);
5716 vector unsigned char vec_rl (vector unsigned char,
5717                              vector unsigned char);
5718 vector signed short vec_rl (vector signed short, vector unsigned short);
5719
5720 vector unsigned short vec_rl (vector unsigned short,
5721                               vector unsigned short);
5722 vector signed int vec_rl (vector signed int, vector unsigned int);
5723 vector unsigned int vec_rl (vector unsigned int, vector unsigned int);
5724
5725 vector float vec_round (vector float);
5726
5727 vector float vec_rsqrte (vector float);
5728
5729 vector float vec_sel (vector float, vector float, vector signed int);
5730 vector float vec_sel (vector float, vector float, vector unsigned int);
5731 vector signed int vec_sel (vector signed int, vector signed int,
5732                            vector signed int);
5733 vector signed int vec_sel (vector signed int, vector signed int,
5734                            vector unsigned int);
5735 vector unsigned int vec_sel (vector unsigned int, vector unsigned int,
5736                              vector signed int);
5737 vector unsigned int vec_sel (vector unsigned int, vector unsigned int,
5738                              vector unsigned int);
5739 vector signed short vec_sel (vector signed short, vector signed short,
5740                              vector signed short);
5741 vector signed short vec_sel (vector signed short, vector signed short,
5742                              vector unsigned short);
5743 vector unsigned short vec_sel (vector unsigned short,
5744                                vector unsigned short,
5745                                vector signed short);
5746 vector unsigned short vec_sel (vector unsigned short,
5747                                vector unsigned short,
5748                                vector unsigned short);
5749 vector signed char vec_sel (vector signed char, vector signed char,
5750                             vector signed char);
5751 vector signed char vec_sel (vector signed char, vector signed char,
5752                             vector unsigned char);
5753 vector unsigned char vec_sel (vector unsigned char,
5754                               vector unsigned char,
5755                               vector signed char);
5756 vector unsigned char vec_sel (vector unsigned char,
5757                               vector unsigned char,
5758                               vector unsigned char);
5759
5760 vector signed char vec_sl (vector signed char, vector unsigned char);
5761 vector unsigned char vec_sl (vector unsigned char,
5762                              vector unsigned char);
5763 vector signed short vec_sl (vector signed short, vector unsigned short);
5764
5765 vector unsigned short vec_sl (vector unsigned short,
5766                               vector unsigned short);
5767 vector signed int vec_sl (vector signed int, vector unsigned int);
5768 vector unsigned int vec_sl (vector unsigned int, vector unsigned int);
5769
5770 vector float vec_sld (vector float, vector float, const char);
5771 vector signed int vec_sld (vector signed int, vector signed int,
5772                            const char);
5773 vector unsigned int vec_sld (vector unsigned int, vector unsigned int,
5774                              const char);
5775 vector signed short vec_sld (vector signed short, vector signed short,
5776                              const char);
5777 vector unsigned short vec_sld (vector unsigned short,
5778                                vector unsigned short, const char);
5779 vector signed char vec_sld (vector signed char, vector signed char,
5780                             const char);
5781 vector unsigned char vec_sld (vector unsigned char,
5782                               vector unsigned char,
5783                               const char);
5784
5785 vector signed int vec_sll (vector signed int, vector unsigned int);
5786 vector signed int vec_sll (vector signed int, vector unsigned short);
5787 vector signed int vec_sll (vector signed int, vector unsigned char);
5788 vector unsigned int vec_sll (vector unsigned int, vector unsigned int);
5789 vector unsigned int vec_sll (vector unsigned int,
5790                              vector unsigned short);
5791 vector unsigned int vec_sll (vector unsigned int, vector unsigned char);
5792
5793 vector signed short vec_sll (vector signed short, vector unsigned int);
5794 vector signed short vec_sll (vector signed short,
5795                              vector unsigned short);
5796 vector signed short vec_sll (vector signed short, vector unsigned char);
5797
5798 vector unsigned short vec_sll (vector unsigned short,
5799                                vector unsigned int);
5800 vector unsigned short vec_sll (vector unsigned short,
5801                                vector unsigned short);
5802 vector unsigned short vec_sll (vector unsigned short,
5803                                vector unsigned char);
5804 vector signed char vec_sll (vector signed char, vector unsigned int);
5805 vector signed char vec_sll (vector signed char, vector unsigned short);
5806 vector signed char vec_sll (vector signed char, vector unsigned char);
5807 vector unsigned char vec_sll (vector unsigned char,
5808                               vector unsigned int);
5809 vector unsigned char vec_sll (vector unsigned char,
5810                               vector unsigned short);
5811 vector unsigned char vec_sll (vector unsigned char,
5812                               vector unsigned char);
5813
5814 vector float vec_slo (vector float, vector signed char);
5815 vector float vec_slo (vector float, vector unsigned char);
5816 vector signed int vec_slo (vector signed int, vector signed char);
5817 vector signed int vec_slo (vector signed int, vector unsigned char);
5818 vector unsigned int vec_slo (vector unsigned int, vector signed char);
5819 vector unsigned int vec_slo (vector unsigned int, vector unsigned char);
5820
5821 vector signed short vec_slo (vector signed short, vector signed char);
5822 vector signed short vec_slo (vector signed short, vector unsigned char);
5823
5824 vector unsigned short vec_slo (vector unsigned short,
5825                                vector signed char);
5826 vector unsigned short vec_slo (vector unsigned short,
5827                                vector unsigned char);
5828 vector signed char vec_slo (vector signed char, vector signed char);
5829 vector signed char vec_slo (vector signed char, vector unsigned char);
5830 vector unsigned char vec_slo (vector unsigned char, vector signed char);
5831
5832 vector unsigned char vec_slo (vector unsigned char,
5833                               vector unsigned char);
5834
5835 vector signed char vec_splat (vector signed char, const char);
5836 vector unsigned char vec_splat (vector unsigned char, const char);
5837 vector signed short vec_splat (vector signed short, const char);
5838 vector unsigned short vec_splat (vector unsigned short, const char);
5839 vector float vec_splat (vector float, const char);
5840 vector signed int vec_splat (vector signed int, const char);
5841 vector unsigned int vec_splat (vector unsigned int, const char);
5842
5843 vector signed char vec_splat_s8 (const char);
5844
5845 vector signed short vec_splat_s16 (const char);
5846
5847 vector signed int vec_splat_s32 (const char);
5848
5849 vector unsigned char vec_splat_u8 (const char);
5850
5851 vector unsigned short vec_splat_u16 (const char);
5852
5853 vector unsigned int vec_splat_u32 (const char);
5854
5855 vector signed char vec_sr (vector signed char, vector unsigned char);
5856 vector unsigned char vec_sr (vector unsigned char,
5857                              vector unsigned char);
5858 vector signed short vec_sr (vector signed short, vector unsigned short);
5859
5860 vector unsigned short vec_sr (vector unsigned short,
5861                               vector unsigned short);
5862 vector signed int vec_sr (vector signed int, vector unsigned int);
5863 vector unsigned int vec_sr (vector unsigned int, vector unsigned int);
5864
5865 vector signed char vec_sra (vector signed char, vector unsigned char);
5866 vector unsigned char vec_sra (vector unsigned char,
5867                               vector unsigned char);
5868 vector signed short vec_sra (vector signed short,
5869                              vector unsigned short);
5870 vector unsigned short vec_sra (vector unsigned short,
5871                                vector unsigned short);
5872 vector signed int vec_sra (vector signed int, vector unsigned int);
5873 vector unsigned int vec_sra (vector unsigned int, vector unsigned int);
5874
5875 vector signed int vec_srl (vector signed int, vector unsigned int);
5876 vector signed int vec_srl (vector signed int, vector unsigned short);
5877 vector signed int vec_srl (vector signed int, vector unsigned char);
5878 vector unsigned int vec_srl (vector unsigned int, vector unsigned int);
5879 vector unsigned int vec_srl (vector unsigned int,
5880                              vector unsigned short);
5881 vector unsigned int vec_srl (vector unsigned int, vector unsigned char);
5882
5883 vector signed short vec_srl (vector signed short, vector unsigned int);
5884 vector signed short vec_srl (vector signed short,
5885                              vector unsigned short);
5886 vector signed short vec_srl (vector signed short, vector unsigned char);
5887
5888 vector unsigned short vec_srl (vector unsigned short,
5889                                vector unsigned int);
5890 vector unsigned short vec_srl (vector unsigned short,
5891                                vector unsigned short);
5892 vector unsigned short vec_srl (vector unsigned short,
5893                                vector unsigned char);
5894 vector signed char vec_srl (vector signed char, vector unsigned int);
5895 vector signed char vec_srl (vector signed char, vector unsigned short);
5896 vector signed char vec_srl (vector signed char, vector unsigned char);
5897 vector unsigned char vec_srl (vector unsigned char,
5898                               vector unsigned int);
5899 vector unsigned char vec_srl (vector unsigned char,
5900                               vector unsigned short);
5901 vector unsigned char vec_srl (vector unsigned char,
5902                               vector unsigned char);
5903
5904 vector float vec_sro (vector float, vector signed char);
5905 vector float vec_sro (vector float, vector unsigned char);
5906 vector signed int vec_sro (vector signed int, vector signed char);
5907 vector signed int vec_sro (vector signed int, vector unsigned char);
5908 vector unsigned int vec_sro (vector unsigned int, vector signed char);
5909 vector unsigned int vec_sro (vector unsigned int, vector unsigned char);
5910
5911 vector signed short vec_sro (vector signed short, vector signed char);
5912 vector signed short vec_sro (vector signed short, vector unsigned char);
5913
5914 vector unsigned short vec_sro (vector unsigned short,
5915                                vector signed char);
5916 vector unsigned short vec_sro (vector unsigned short,
5917                                vector unsigned char);
5918 vector signed char vec_sro (vector signed char, vector signed char);
5919 vector signed char vec_sro (vector signed char, vector unsigned char);
5920 vector unsigned char vec_sro (vector unsigned char, vector signed char);
5921
5922 vector unsigned char vec_sro (vector unsigned char,
5923                               vector unsigned char);
5924
5925 void vec_st (vector float, int, float *);
5926 void vec_st (vector float, int, vector float *);
5927 void vec_st (vector signed int, int, int *);
5928 void vec_st (vector signed int, int, unsigned int *);
5929 void vec_st (vector unsigned int, int, unsigned int *);
5930 void vec_st (vector unsigned int, int, vector unsigned int *);
5931 void vec_st (vector signed short, int, short *);
5932 void vec_st (vector signed short, int, vector unsigned short *);
5933 void vec_st (vector signed short, int, vector signed short *);
5934 void vec_st (vector unsigned short, int, unsigned short *);
5935 void vec_st (vector unsigned short, int, vector unsigned short *);
5936 void vec_st (vector signed char, int, signed char *);
5937 void vec_st (vector signed char, int, unsigned char *);
5938 void vec_st (vector signed char, int, vector signed char *);
5939 void vec_st (vector unsigned char, int, unsigned char *);
5940 void vec_st (vector unsigned char, int, vector unsigned char *);
5941
5942 void vec_ste (vector signed char, int, unsigned char *);
5943 void vec_ste (vector signed char, int, signed char *);
5944 void vec_ste (vector unsigned char, int, unsigned char *);
5945 void vec_ste (vector signed short, int, short *);
5946 void vec_ste (vector signed short, int, unsigned short *);
5947 void vec_ste (vector unsigned short, int, void *);
5948 void vec_ste (vector signed int, int, unsigned int *);
5949 void vec_ste (vector signed int, int, int *);
5950 void vec_ste (vector unsigned int, int, unsigned int *);
5951 void vec_ste (vector float, int, float *);
5952
5953 void vec_stl (vector float, int, vector float *);
5954 void vec_stl (vector float, int, float *);
5955 void vec_stl (vector signed int, int, vector signed int *);
5956 void vec_stl (vector signed int, int, int *);
5957 void vec_stl (vector signed int, int, unsigned int *);
5958 void vec_stl (vector unsigned int, int, vector unsigned int *);
5959 void vec_stl (vector unsigned int, int, unsigned int *);
5960 void vec_stl (vector signed short, int, short *);
5961 void vec_stl (vector signed short, int, unsigned short *);
5962 void vec_stl (vector signed short, int, vector signed short *);
5963 void vec_stl (vector unsigned short, int, unsigned short *);
5964 void vec_stl (vector unsigned short, int, vector signed short *);
5965 void vec_stl (vector signed char, int, signed char *);
5966 void vec_stl (vector signed char, int, unsigned char *);
5967 void vec_stl (vector signed char, int, vector signed char *);
5968 void vec_stl (vector unsigned char, int, unsigned char *);
5969 void vec_stl (vector unsigned char, int, vector unsigned char *);
5970
5971 vector signed char vec_sub (vector signed char, vector signed char);
5972 vector unsigned char vec_sub (vector signed char, vector unsigned char);
5973
5974 vector unsigned char vec_sub (vector unsigned char, vector signed char);
5975
5976 vector unsigned char vec_sub (vector unsigned char,
5977                               vector unsigned char);
5978 vector signed short vec_sub (vector signed short, vector signed short);
5979 vector unsigned short vec_sub (vector signed short,
5980                                vector unsigned short);
5981 vector unsigned short vec_sub (vector unsigned short,
5982                                vector signed short);
5983 vector unsigned short vec_sub (vector unsigned short,
5984                                vector unsigned short);
5985 vector signed int vec_sub (vector signed int, vector signed int);
5986 vector unsigned int vec_sub (vector signed int, vector unsigned int);
5987 vector unsigned int vec_sub (vector unsigned int, vector signed int);
5988 vector unsigned int vec_sub (vector unsigned int, vector unsigned int);
5989 vector float vec_sub (vector float, vector float);
5990
5991 vector unsigned int vec_subc (vector unsigned int, vector unsigned int);
5992
5993 vector unsigned char vec_subs (vector signed char,
5994                                vector unsigned char);
5995 vector unsigned char vec_subs (vector unsigned char,
5996                                vector signed char);
5997 vector unsigned char vec_subs (vector unsigned char,
5998                                vector unsigned char);
5999 vector signed char vec_subs (vector signed char, vector signed char);
6000 vector unsigned short vec_subs (vector signed short,
6001                                 vector unsigned short);
6002 vector unsigned short vec_subs (vector unsigned short,
6003                                 vector signed short);
6004 vector unsigned short vec_subs (vector unsigned short,
6005                                 vector unsigned short);
6006 vector signed short vec_subs (vector signed short, vector signed short);
6007
6008 vector unsigned int vec_subs (vector signed int, vector unsigned int);
6009 vector unsigned int vec_subs (vector unsigned int, vector signed int);
6010 vector unsigned int vec_subs (vector unsigned int, vector unsigned int);
6011
6012 vector signed int vec_subs (vector signed int, vector signed int);
6013
6014 vector unsigned int vec_sum4s (vector unsigned char,
6015                                vector unsigned int);
6016 vector signed int vec_sum4s (vector signed char, vector signed int);
6017 vector signed int vec_sum4s (vector signed short, vector signed int);
6018
6019 vector signed int vec_sum2s (vector signed int, vector signed int);
6020
6021 vector signed int vec_sums (vector signed int, vector signed int);
6022
6023 vector float vec_trunc (vector float);
6024
6025 vector signed short vec_unpackh (vector signed char);
6026 vector unsigned int vec_unpackh (vector signed short);
6027 vector signed int vec_unpackh (vector signed short);
6028
6029 vector signed short vec_unpackl (vector signed char);
6030 vector unsigned int vec_unpackl (vector signed short);
6031 vector signed int vec_unpackl (vector signed short);
6032
6033 vector float vec_xor (vector float, vector float);
6034 vector float vec_xor (vector float, vector signed int);
6035 vector float vec_xor (vector signed int, vector float);
6036 vector signed int vec_xor (vector signed int, vector signed int);
6037 vector unsigned int vec_xor (vector signed int, vector unsigned int);
6038 vector unsigned int vec_xor (vector unsigned int, vector signed int);
6039 vector unsigned int vec_xor (vector unsigned int, vector unsigned int);
6040 vector signed short vec_xor (vector signed short, vector signed short);
6041 vector unsigned short vec_xor (vector signed short,
6042                                vector unsigned short);
6043 vector unsigned short vec_xor (vector unsigned short,
6044                                vector signed short);
6045 vector unsigned short vec_xor (vector unsigned short,
6046                                vector unsigned short);
6047 vector signed char vec_xor (vector signed char, vector signed char);
6048 vector unsigned char vec_xor (vector signed char, vector unsigned char);
6049
6050 vector unsigned char vec_xor (vector unsigned char, vector signed char);
6051
6052 vector unsigned char vec_xor (vector unsigned char,
6053                               vector unsigned char);
6054
6055 vector signed int vec_all_eq (vector signed char, vector unsigned char);
6056
6057 vector signed int vec_all_eq (vector signed char, vector signed char);
6058 vector signed int vec_all_eq (vector unsigned char, vector signed char);
6059
6060 vector signed int vec_all_eq (vector unsigned char,
6061                               vector unsigned char);
6062 vector signed int vec_all_eq (vector signed short,
6063                               vector unsigned short);
6064 vector signed int vec_all_eq (vector signed short, vector signed short);
6065
6066 vector signed int vec_all_eq (vector unsigned short,
6067                               vector signed short);
6068 vector signed int vec_all_eq (vector unsigned short,
6069                               vector unsigned short);
6070 vector signed int vec_all_eq (vector signed int, vector unsigned int);
6071 vector signed int vec_all_eq (vector signed int, vector signed int);
6072 vector signed int vec_all_eq (vector unsigned int, vector signed int);
6073 vector signed int vec_all_eq (vector unsigned int, vector unsigned int);
6074
6075 vector signed int vec_all_eq (vector float, vector float);
6076
6077 vector signed int vec_all_ge (vector signed char, vector unsigned char);
6078
6079 vector signed int vec_all_ge (vector unsigned char, vector signed char);
6080
6081 vector signed int vec_all_ge (vector unsigned char,
6082                               vector unsigned char);
6083 vector signed int vec_all_ge (vector signed char, vector signed char);
6084 vector signed int vec_all_ge (vector signed short,
6085                               vector unsigned short);
6086 vector signed int vec_all_ge (vector unsigned short,
6087                               vector signed short);
6088 vector signed int vec_all_ge (vector unsigned short,
6089                               vector unsigned short);
6090 vector signed int vec_all_ge (vector signed short, vector signed short);
6091
6092 vector signed int vec_all_ge (vector signed int, vector unsigned int);
6093 vector signed int vec_all_ge (vector unsigned int, vector signed int);
6094 vector signed int vec_all_ge (vector unsigned int, vector unsigned int);
6095
6096 vector signed int vec_all_ge (vector signed int, vector signed int);
6097 vector signed int vec_all_ge (vector float, vector float);
6098
6099 vector signed int vec_all_gt (vector signed char, vector unsigned char);
6100
6101 vector signed int vec_all_gt (vector unsigned char, vector signed char);
6102
6103 vector signed int vec_all_gt (vector unsigned char,
6104                               vector unsigned char);
6105 vector signed int vec_all_gt (vector signed char, vector signed char);
6106 vector signed int vec_all_gt (vector signed short,
6107                               vector unsigned short);
6108 vector signed int vec_all_gt (vector unsigned short,
6109                               vector signed short);
6110 vector signed int vec_all_gt (vector unsigned short,
6111                               vector unsigned short);
6112 vector signed int vec_all_gt (vector signed short, vector signed short);
6113
6114 vector signed int vec_all_gt (vector signed int, vector unsigned int);
6115 vector signed int vec_all_gt (vector unsigned int, vector signed int);
6116 vector signed int vec_all_gt (vector unsigned int, vector unsigned int);
6117
6118 vector signed int vec_all_gt (vector signed int, vector signed int);
6119 vector signed int vec_all_gt (vector float, vector float);
6120
6121 vector signed int vec_all_in (vector float, vector float);
6122
6123 vector signed int vec_all_le (vector signed char, vector unsigned char);
6124
6125 vector signed int vec_all_le (vector unsigned char, vector signed char);
6126
6127 vector signed int vec_all_le (vector unsigned char,
6128                               vector unsigned char);
6129 vector signed int vec_all_le (vector signed char, vector signed char);
6130 vector signed int vec_all_le (vector signed short,
6131                               vector unsigned short);
6132 vector signed int vec_all_le (vector unsigned short,
6133                               vector signed short);
6134 vector signed int vec_all_le (vector unsigned short,
6135                               vector unsigned short);
6136 vector signed int vec_all_le (vector signed short, vector signed short);
6137
6138 vector signed int vec_all_le (vector signed int, vector unsigned int);
6139 vector signed int vec_all_le (vector unsigned int, vector signed int);
6140 vector signed int vec_all_le (vector unsigned int, vector unsigned int);
6141
6142 vector signed int vec_all_le (vector signed int, vector signed int);
6143 vector signed int vec_all_le (vector float, vector float);
6144
6145 vector signed int vec_all_lt (vector signed char, vector unsigned char);
6146
6147 vector signed int vec_all_lt (vector unsigned char, vector signed char);
6148
6149 vector signed int vec_all_lt (vector unsigned char,
6150                               vector unsigned char);
6151 vector signed int vec_all_lt (vector signed char, vector signed char);
6152 vector signed int vec_all_lt (vector signed short,
6153                               vector unsigned short);
6154 vector signed int vec_all_lt (vector unsigned short,
6155                               vector signed short);
6156 vector signed int vec_all_lt (vector unsigned short,
6157                               vector unsigned short);
6158 vector signed int vec_all_lt (vector signed short, vector signed short);
6159
6160 vector signed int vec_all_lt (vector signed int, vector unsigned int);
6161 vector signed int vec_all_lt (vector unsigned int, vector signed int);
6162 vector signed int vec_all_lt (vector unsigned int, vector unsigned int);
6163
6164 vector signed int vec_all_lt (vector signed int, vector signed int);
6165 vector signed int vec_all_lt (vector float, vector float);
6166
6167 vector signed int vec_all_nan (vector float);
6168
6169 vector signed int vec_all_ne (vector signed char, vector unsigned char);
6170
6171 vector signed int vec_all_ne (vector signed char, vector signed char);
6172 vector signed int vec_all_ne (vector unsigned char, vector signed char);
6173
6174 vector signed int vec_all_ne (vector unsigned char,
6175                               vector unsigned char);
6176 vector signed int vec_all_ne (vector signed short,
6177                               vector unsigned short);
6178 vector signed int vec_all_ne (vector signed short, vector signed short);
6179
6180 vector signed int vec_all_ne (vector unsigned short,
6181                               vector signed short);
6182 vector signed int vec_all_ne (vector unsigned short,
6183                               vector unsigned short);
6184 vector signed int vec_all_ne (vector signed int, vector unsigned int);
6185 vector signed int vec_all_ne (vector signed int, vector signed int);
6186 vector signed int vec_all_ne (vector unsigned int, vector signed int);
6187 vector signed int vec_all_ne (vector unsigned int, vector unsigned int);
6188
6189 vector signed int vec_all_ne (vector float, vector float);
6190
6191 vector signed int vec_all_nge (vector float, vector float);
6192
6193 vector signed int vec_all_ngt (vector float, vector float);
6194
6195 vector signed int vec_all_nle (vector float, vector float);
6196
6197 vector signed int vec_all_nlt (vector float, vector float);
6198
6199 vector signed int vec_all_numeric (vector float);
6200
6201 vector signed int vec_any_eq (vector signed char, vector unsigned char);
6202
6203 vector signed int vec_any_eq (vector signed char, vector signed char);
6204 vector signed int vec_any_eq (vector unsigned char, vector signed char);
6205
6206 vector signed int vec_any_eq (vector unsigned char,
6207                               vector unsigned char);
6208 vector signed int vec_any_eq (vector signed short,
6209                               vector unsigned short);
6210 vector signed int vec_any_eq (vector signed short, vector signed short);
6211
6212 vector signed int vec_any_eq (vector unsigned short,
6213                               vector signed short);
6214 vector signed int vec_any_eq (vector unsigned short,
6215                               vector unsigned short);
6216 vector signed int vec_any_eq (vector signed int, vector unsigned int);
6217 vector signed int vec_any_eq (vector signed int, vector signed int);
6218 vector signed int vec_any_eq (vector unsigned int, vector signed int);
6219 vector signed int vec_any_eq (vector unsigned int, vector unsigned int);
6220
6221 vector signed int vec_any_eq (vector float, vector float);
6222
6223 vector signed int vec_any_ge (vector signed char, vector unsigned char);
6224
6225 vector signed int vec_any_ge (vector unsigned char, vector signed char);
6226
6227 vector signed int vec_any_ge (vector unsigned char,
6228                               vector unsigned char);
6229 vector signed int vec_any_ge (vector signed char, vector signed char);
6230 vector signed int vec_any_ge (vector signed short,
6231                               vector unsigned short);
6232 vector signed int vec_any_ge (vector unsigned short,
6233                               vector signed short);
6234 vector signed int vec_any_ge (vector unsigned short,
6235                               vector unsigned short);
6236 vector signed int vec_any_ge (vector signed short, vector signed short);
6237
6238 vector signed int vec_any_ge (vector signed int, vector unsigned int);
6239 vector signed int vec_any_ge (vector unsigned int, vector signed int);
6240 vector signed int vec_any_ge (vector unsigned int, vector unsigned int);
6241
6242 vector signed int vec_any_ge (vector signed int, vector signed int);
6243 vector signed int vec_any_ge (vector float, vector float);
6244
6245 vector signed int vec_any_gt (vector signed char, vector unsigned char);
6246
6247 vector signed int vec_any_gt (vector unsigned char, vector signed char);
6248
6249 vector signed int vec_any_gt (vector unsigned char,
6250                               vector unsigned char);
6251 vector signed int vec_any_gt (vector signed char, vector signed char);
6252 vector signed int vec_any_gt (vector signed short,
6253                               vector unsigned short);
6254 vector signed int vec_any_gt (vector unsigned short,
6255                               vector signed short);
6256 vector signed int vec_any_gt (vector unsigned short,
6257                               vector unsigned short);
6258 vector signed int vec_any_gt (vector signed short, vector signed short);
6259
6260 vector signed int vec_any_gt (vector signed int, vector unsigned int);
6261 vector signed int vec_any_gt (vector unsigned int, vector signed int);
6262 vector signed int vec_any_gt (vector unsigned int, vector unsigned int);
6263
6264 vector signed int vec_any_gt (vector signed int, vector signed int);
6265 vector signed int vec_any_gt (vector float, vector float);
6266
6267 vector signed int vec_any_le (vector signed char, vector unsigned char);
6268
6269 vector signed int vec_any_le (vector unsigned char, vector signed char);
6270
6271 vector signed int vec_any_le (vector unsigned char,
6272                               vector unsigned char);
6273 vector signed int vec_any_le (vector signed char, vector signed char);
6274 vector signed int vec_any_le (vector signed short,
6275                               vector unsigned short);
6276 vector signed int vec_any_le (vector unsigned short,
6277                               vector signed short);
6278 vector signed int vec_any_le (vector unsigned short,
6279                               vector unsigned short);
6280 vector signed int vec_any_le (vector signed short, vector signed short);
6281
6282 vector signed int vec_any_le (vector signed int, vector unsigned int);
6283 vector signed int vec_any_le (vector unsigned int, vector signed int);
6284 vector signed int vec_any_le (vector unsigned int, vector unsigned int);
6285
6286 vector signed int vec_any_le (vector signed int, vector signed int);
6287 vector signed int vec_any_le (vector float, vector float);
6288
6289 vector signed int vec_any_lt (vector signed char, vector unsigned char);
6290
6291 vector signed int vec_any_lt (vector unsigned char, vector signed char);
6292
6293 vector signed int vec_any_lt (vector unsigned char,
6294                               vector unsigned char);
6295 vector signed int vec_any_lt (vector signed char, vector signed char);
6296 vector signed int vec_any_lt (vector signed short,
6297                               vector unsigned short);
6298 vector signed int vec_any_lt (vector unsigned short,
6299                               vector signed short);
6300 vector signed int vec_any_lt (vector unsigned short,
6301                               vector unsigned short);
6302 vector signed int vec_any_lt (vector signed short, vector signed short);
6303
6304 vector signed int vec_any_lt (vector signed int, vector unsigned int);
6305 vector signed int vec_any_lt (vector unsigned int, vector signed int);
6306 vector signed int vec_any_lt (vector unsigned int, vector unsigned int);
6307
6308 vector signed int vec_any_lt (vector signed int, vector signed int);
6309 vector signed int vec_any_lt (vector float, vector float);
6310
6311 vector signed int vec_any_nan (vector float);
6312
6313 vector signed int vec_any_ne (vector signed char, vector unsigned char);
6314
6315 vector signed int vec_any_ne (vector signed char, vector signed char);
6316 vector signed int vec_any_ne (vector unsigned char, vector signed char);
6317
6318 vector signed int vec_any_ne (vector unsigned char,
6319                               vector unsigned char);
6320 vector signed int vec_any_ne (vector signed short,
6321                               vector unsigned short);
6322 vector signed int vec_any_ne (vector signed short, vector signed short);
6323
6324 vector signed int vec_any_ne (vector unsigned short,
6325                               vector signed short);
6326 vector signed int vec_any_ne (vector unsigned short,
6327                               vector unsigned short);
6328 vector signed int vec_any_ne (vector signed int, vector unsigned int);
6329 vector signed int vec_any_ne (vector signed int, vector signed int);
6330 vector signed int vec_any_ne (vector unsigned int, vector signed int);
6331 vector signed int vec_any_ne (vector unsigned int, vector unsigned int);
6332
6333 vector signed int vec_any_ne (vector float, vector float);
6334
6335 vector signed int vec_any_nge (vector float, vector float);
6336
6337 vector signed int vec_any_ngt (vector float, vector float);
6338
6339 vector signed int vec_any_nle (vector float, vector float);
6340
6341 vector signed int vec_any_nlt (vector float, vector float);
6342
6343 vector signed int vec_any_numeric (vector float);
6344
6345 vector signed int vec_any_out (vector float, vector float);
6346 @end smallexample
6347
6348 @node Pragmas
6349 @section Pragmas Accepted by GCC
6350 @cindex pragmas
6351 @cindex #pragma
6352
6353 GCC supports several types of pragmas, primarily in order to compile
6354 code originally written for other compilers.  Note that in general
6355 we do not recommend the use of pragmas; @xref{Function Attributes},
6356 for further explanation.
6357
6358 @menu
6359 * ARM Pragmas::
6360 * RS/6000 and PowerPC Pragmas::
6361 * Darwin Pragmas::
6362 * Solaris Pragmas::
6363 * Tru64 Pragmas::
6364 @end menu
6365
6366 @node ARM Pragmas
6367 @subsection ARM Pragmas
6368
6369 The ARM target defines pragmas for controlling the default addition of
6370 @code{long_call} and @code{short_call} attributes to functions.
6371 @xref{Function Attributes}, for information about the effects of these
6372 attributes.
6373
6374 @table @code
6375 @item long_calls
6376 @cindex pragma, long_calls
6377 Set all subsequent functions to have the @code{long_call} attribute.
6378
6379 @item no_long_calls
6380 @cindex pragma, no_long_calls
6381 Set all subsequent functions to have the @code{short_call} attribute.
6382
6383 @item long_calls_off
6384 @cindex pragma, long_calls_off
6385 Do not affect the @code{long_call} or @code{short_call} attributes of
6386 subsequent functions.
6387 @end table
6388
6389 @node RS/6000 and PowerPC Pragmas
6390 @subsection RS/6000 and PowerPC Pragmas
6391
6392 The RS/6000 and PowerPC targets define one pragma for controlling
6393 whether or not the @code{longcall} attribute is added to function
6394 declarations by default.  This pragma overrides the @option{-mlongcall}
6395 option, but not the @code{longcall} and @code{shortcall} attributes.
6396 @xref{RS/6000 and PowerPC Options}, for more information about when long
6397 calls are and are not necessary.
6398
6399 @table @code
6400 @item longcall (1)
6401 @cindex pragma, longcall
6402 Apply the @code{longcall} attribute to all subsequent function
6403 declarations.
6404
6405 @item longcall (0)
6406 Do not apply the @code{longcall} attribute to subsequent function
6407 declarations.
6408 @end table
6409
6410 @c Describe c4x pragmas here.
6411 @c Describe h8300 pragmas here.
6412 @c Describe i370 pragmas here.
6413 @c Describe i960 pragmas here.
6414 @c Describe sh pragmas here.
6415 @c Describe v850 pragmas here.
6416
6417 @node Darwin Pragmas
6418 @subsection Darwin Pragmas
6419
6420 The following pragmas are available for all architectures running the
6421 Darwin operating system.  These are useful for compatibility with other
6422 MacOS compilers.
6423
6424 @table @code
6425 @item mark @var{tokens}@dots{}
6426 @cindex pragma, mark
6427 This pragma is accepted, but has no effect.
6428
6429 @item options align=@var{alignment}
6430 @cindex pragma, options align
6431 This pragma sets the alignment of fields in structures.  The values of
6432 @var{alignment} may be @code{mac68k}, to emulate m68k alignment, or
6433 @code{power}, to emulate PowerPC alignment.  Uses of this pragma nest
6434 properly; to restore the previous setting, use @code{reset} for the
6435 @var{alignment}.
6436
6437 @item segment @var{tokens}@dots{}
6438 @cindex pragma, segment
6439 This pragma is accepted, but has no effect.
6440
6441 @item unused (@var{var} [, @var{var}]@dots{})
6442 @cindex pragma, unused
6443 This pragma declares variables to be possibly unused.  GCC will not
6444 produce warnings for the listed variables.  The effect is similar to
6445 that of the @code{unused} attribute, except that this pragma may appear
6446 anywhere within the variables' scopes.
6447 @end table
6448
6449 @node Solaris Pragmas
6450 @subsection Solaris Pragmas
6451
6452 For compatibility with the SunPRO compiler, the following pragma
6453 is supported.
6454
6455 @table @code
6456 @item redefine_extname @var{oldname} @var{newname}
6457 @cindex pragma, redefine_extname
6458
6459 This pragma gives the C function @var{oldname} the assembler label
6460 @var{newname}.  The pragma must appear before the function declaration.
6461 This pragma is equivalent to the asm labels extension (@pxref{Asm
6462 Labels}).  The preprocessor defines @code{__PRAGMA_REDEFINE_EXTNAME}
6463 if the pragma is available.
6464 @end table
6465
6466 @node Tru64 Pragmas
6467 @subsection Tru64 Pragmas
6468
6469 For compatibility with the Compaq C compiler, the following pragma
6470 is supported.
6471
6472 @table @code
6473 @item extern_prefix @var{string}
6474 @cindex pragma, extern_prefix
6475
6476 This pragma renames all subsequent function and variable declarations
6477 such that @var{string} is prepended to the name.  This effect may be
6478 terminated by using another @code{extern_prefix} pragma with the
6479 empty string.
6480
6481 This pragma is similar in intent to to the asm labels extension
6482 (@pxref{Asm Labels}) in that the system programmer wants to change
6483 the assembly-level ABI without changing the source-level API.  The
6484 preprocessor defines @code{__EXTERN_PREFIX} if the pragma is available.
6485 @end table
6486
6487 @node Unnamed Fields
6488 @section Unnamed struct/union fields within structs/unions.
6489 @cindex struct
6490 @cindex union
6491
6492 For compatibility with other compilers, GCC allows you to define
6493 a structure or union that contains, as fields, structures and unions
6494 without names.  For example:
6495
6496 @example
6497 struct @{
6498   int a;
6499   union @{
6500     int b;
6501     float c;
6502   @};
6503   int d;
6504 @} foo;
6505 @end example
6506
6507 In this example, the user would be able to access members of the unnamed
6508 union with code like @samp{foo.b}.  Note that only unnamed structs and
6509 unions are allowed, you may not have, for example, an unnamed
6510 @code{int}.
6511
6512 You must never create such structures that cause ambiguous field definitions.
6513 For example, this structure:
6514
6515 @example
6516 struct @{
6517   int a;
6518   struct @{
6519     int a;
6520   @};
6521 @} foo;
6522 @end example
6523
6524 It is ambiguous which @code{a} is being referred to with @samp{foo.a}.
6525 Such constructs are not supported and must be avoided.  In the future,
6526 such constructs may be detected and treated as compilation errors.
6527
6528 @node Thread-Local
6529 @section Thread-Local Storage
6530 @cindex Thread-Local Storage
6531 @cindex @acronym{TLS}
6532 @cindex __thread
6533
6534 Thread-local storage (@acronym{TLS}) is a mechanism by which variables
6535 are allocated such that there is one instance of the variable per extant
6536 thread.  The run-time model GCC uses to implement this originates
6537 in the IA-64 processor-specific ABI, but has since been migrated
6538 to other processors as well.  It requires significant support from
6539 the linker (@command{ld}), dynamic linker (@command{ld.so}), and
6540 system libraries (@file{libc.so} and @file{libpthread.so}), so it
6541 is not available everywhere.
6542
6543 At the user level, the extension is visible with a new storage
6544 class keyword: @code{__thread}.  For example:
6545
6546 @example
6547 __thread int i;
6548 extern __thread struct state s;
6549 static __thread char *p;
6550 @end example
6551
6552 The @code{__thread} specifier may be used alone, with the @code{extern}
6553 or @code{static} specifiers, but with no other storage class specifier.
6554 When used with @code{extern} or @code{static}, @code{__thread} must appear
6555 immediately after the other storage class specifier.
6556
6557 The @code{__thread} specifier may be applied to any global, file-scoped
6558 static, function-scoped static, or static data member of a class.  It may
6559 not be applied to block-scoped automatic or non-static data member.
6560
6561 When the address-of operator is applied to a thread-local variable, it is
6562 evaluated at run-time and returns the address of the current thread's
6563 instance of that variable.  An address so obtained may be used by any
6564 thread.  When a thread terminates, any pointers to thread-local variables
6565 in that thread become invalid.
6566
6567 No static initialization may refer to the address of a thread-local variable.
6568
6569 In C++, if an initializer is present for a thread-local variable, it must
6570 be a @var{constant-expression}, as defined in 5.19.2 of the ANSI/ISO C++
6571 standard.
6572
6573 See @uref{http://people.redhat.com/drepper/tls.pdf,
6574 ELF Handling For Thread-Local Storage} for a detailed explanation of
6575 the four thread-local storage addressing models, and how the run-time
6576 is expected to function.
6577
6578 @menu
6579 * C99 Thread-Local Edits::
6580 * C++98 Thread-Local Edits::
6581 @end menu
6582
6583 @node C99 Thread-Local Edits
6584 @subsection ISO/IEC 9899:1999 Edits for Thread-Local Storage
6585
6586 The following are a set of changes to ISO/IEC 9899:1999 (aka C99)
6587 that document the exact semantics of the language extension.
6588
6589 @itemize @bullet
6590 @item
6591 @cite{5.1.2  Execution environments}
6592
6593 Add new text after paragraph 1
6594
6595 @quotation
6596 Within either execution environment, a @dfn{thread} is a flow of
6597 control within a program.  It is implementation defined whether
6598 or not there may be more than one thread associated with a program.
6599 It is implementation defined how threads beyond the first are
6600 created, the name and type of the function called at thread
6601 startup, and how threads may be terminated.  However, objects
6602 with thread storage duration shall be initialized before thread
6603 startup.
6604 @end quotation
6605
6606 @item
6607 @cite{6.2.4  Storage durations of objects}
6608
6609 Add new text before paragraph 3
6610
6611 @quotation
6612 An object whose identifier is declared with the storage-class
6613 specifier @w{@code{__thread}} has @dfn{thread storage duration}.
6614 Its lifetime is the entire execution of the thread, and its
6615 stored value is initialized only once, prior to thread startup.
6616 @end quotation
6617
6618 @item
6619 @cite{6.4.1  Keywords}
6620
6621 Add @code{__thread}.
6622
6623 @item
6624 @cite{6.7.1  Storage-class specifiers}
6625
6626 Add @code{__thread} to the list of storage class specifiers in
6627 paragraph 1.
6628
6629 Change paragraph 2 to
6630
6631 @quotation
6632 With the exception of @code{__thread}, at most one storage-class
6633 specifier may be given [@dots{}].  The @code{__thread} specifier may
6634 be used alone, or immediately following @code{extern} or
6635 @code{static}.
6636 @end quotation
6637
6638 Add new text after paragraph 6
6639
6640 @quotation
6641 The declaration of an identifier for a variable that has
6642 block scope that specifies @code{__thread} shall also
6643 specify either @code{extern} or @code{static}.
6644
6645 The @code{__thread} specifier shall be used only with
6646 variables.
6647 @end quotation
6648 @end itemize
6649
6650 @node C++98 Thread-Local Edits
6651 @subsection ISO/IEC 14882:1998 Edits for Thread-Local Storage
6652
6653 The following are a set of changes to ISO/IEC 14882:1998 (aka C++98)
6654 that document the exact semantics of the language extension.
6655
6656 @itemize @bullet
6657 @b{[intro.execution]}
6658
6659 New text after paragraph 4
6660
6661 @quotation
6662 A @dfn{thread} is a flow of control within the abstract machine.
6663 It is implementation defined whether or not there may be more than
6664 one thread.
6665 @end quotation
6666
6667 New text after paragraph 7
6668
6669 @quotation
6670 It is unspecified whether additional action must be taken to
6671 ensure when and whether side effects are visible to other threads.
6672 @end quotation
6673
6674 @item
6675 @b{[lex.key]}
6676
6677 Add @code{__thread}.
6678
6679 @item
6680 @b{[basic.start.main]}
6681
6682 Add after paragraph 5
6683
6684 @quotation
6685 The thread that begins execution at the @code{main} function is called
6686 the @dfn{main thread}.  It is implementation defined how functions
6687 beginning threads other than the main thread are designated or typed.
6688 A function so designated, as well as the @code{main} function, is called
6689 a @dfn{thread startup function}.  It is implementation defined what
6690 happens if a thread startup function returns.  It is implementation
6691 defined what happens to other threads when any thread calls @code{exit}.
6692 @end quotation
6693
6694 @item
6695 @b{[basic.start.init]}
6696
6697 Add after paragraph 4
6698
6699 @quotation
6700 The storage for an object of thread storage duration shall be
6701 statically initialized before the first statement of the thread startup
6702 function.  An object of thread storage duration shall not require
6703 dynamic initialization.
6704 @end quotation
6705
6706 @item
6707 @b{[basic.start.term]}
6708
6709 Add after paragraph 3
6710
6711 @quotation
6712 The type of an object with thread storage duration shall not have a
6713 non-trivial destructor, nor shall it be an array type whose elements
6714 (directly or indirectly) have non-trivial destructors.
6715 @end quotation
6716
6717 @item
6718 @b{[basic.stc]}
6719
6720 Add ``thread storage duration'' to the list in paragraph 1.
6721
6722 Change paragraph 2
6723
6724 @quotation
6725 Thread, static, and automatic storage durations are associated with
6726 objects introduced by declarations [@dots{}].
6727 @end quotation
6728
6729 Add @code{__thread} to the list of specifiers in paragraph 3.
6730
6731 @item
6732 @b{[basic.stc.thread]}
6733
6734 New section before @b{[basic.stc.static]}
6735
6736 @quotation
6737 The keyword @code{__thread} applied to an non-local object gives the
6738 object thread storage duration.
6739
6740 A local variable or class data member declared both @code{static}
6741 and @code{__thread} gives the variable or member thread storage
6742 duration.
6743 @end quotation
6744
6745 @item
6746 @b{[basic.stc.static]}
6747
6748 Change paragraph 1
6749
6750 @quotation
6751 All objects which have neither thread storage duration, dynamic
6752 storage duration nor are local [@dots{}].
6753 @end quotation
6754
6755 @item
6756 @b{[dcl.stc]}
6757
6758 Add @code{__thread} to the list in paragraph 1.
6759
6760 Change paragraph 1
6761
6762 @quotation
6763 With the exception of @code{__thread}, at most one
6764 @var{storage-class-specifier} shall appear in a given
6765 @var{decl-specifier-seq}.  The @code{__thread} specifier may
6766 be used alone, or immediately following the @code{extern} or
6767 @code{static} specifiers.  [@dots{}]
6768 @end quotation
6769
6770 Add after paragraph 5
6771
6772 @quotation
6773 The @code{__thread} specifier can be applied only to the names of objects
6774 and to anonymous unions.
6775 @end quotation
6776
6777 @item
6778 @b{[class.mem]}
6779
6780 Add after paragraph 6
6781
6782 @quotation
6783 Non-@code{static} members shall not be @code{__thread}.
6784 @end quotation
6785 @end itemize
6786
6787 @node C++ Extensions
6788 @chapter Extensions to the C++ Language
6789 @cindex extensions, C++ language
6790 @cindex C++ language extensions
6791
6792 The GNU compiler provides these extensions to the C++ language (and you
6793 can also use most of the C language extensions in your C++ programs).  If you
6794 want to write code that checks whether these features are available, you can
6795 test for the GNU compiler the same way as for C programs: check for a
6796 predefined macro @code{__GNUC__}.  You can also use @code{__GNUG__} to
6797 test specifically for GNU C++ (@pxref{Standard Predefined,,Standard
6798 Predefined Macros,cpp.info,The C Preprocessor}).
6799
6800 @menu
6801 * Min and Max::         C++ Minimum and maximum operators.
6802 * Volatiles::           What constitutes an access to a volatile object.
6803 * Restricted Pointers:: C99 restricted pointers and references.
6804 * Vague Linkage::       Where G++ puts inlines, vtables and such.
6805 * C++ Interface::       You can use a single C++ header file for both
6806                         declarations and definitions.
6807 * Template Instantiation:: Methods for ensuring that exactly one copy of
6808                         each needed template instantiation is emitted.
6809 * Bound member functions:: You can extract a function pointer to the
6810                         method denoted by a @samp{->*} or @samp{.*} expression.
6811 * C++ Attributes::      Variable, function, and type attributes for C++ only.
6812 * Java Exceptions::     Tweaking exception handling to work with Java.
6813 * Deprecated Features:: Things might disappear from g++.
6814 * Backwards Compatibility:: Compatibilities with earlier definitions of C++.
6815 @end menu
6816
6817 @node Min and Max
6818 @section Minimum and Maximum Operators in C++
6819
6820 It is very convenient to have operators which return the ``minimum'' or the
6821 ``maximum'' of two arguments.  In GNU C++ (but not in GNU C),
6822
6823 @table @code
6824 @item @var{a} <? @var{b}
6825 @findex <?
6826 @cindex minimum operator
6827 is the @dfn{minimum}, returning the smaller of the numeric values
6828 @var{a} and @var{b};
6829
6830 @item @var{a} >? @var{b}
6831 @findex >?
6832 @cindex maximum operator
6833 is the @dfn{maximum}, returning the larger of the numeric values @var{a}
6834 and @var{b}.
6835 @end table
6836
6837 These operations are not primitive in ordinary C++, since you can
6838 use a macro to return the minimum of two things in C++, as in the
6839 following example.
6840
6841 @example
6842 #define MIN(X,Y) ((X) < (Y) ? : (X) : (Y))
6843 @end example
6844
6845 @noindent
6846 You might then use @w{@samp{int min = MIN (i, j);}} to set @var{min} to
6847 the minimum value of variables @var{i} and @var{j}.
6848
6849 However, side effects in @code{X} or @code{Y} may cause unintended
6850 behavior.  For example, @code{MIN (i++, j++)} will fail, incrementing
6851 the smaller counter twice.  The GNU C @code{typeof} extension allows you
6852 to write safe macros that avoid this kind of problem (@pxref{Typeof}).
6853 However, writing @code{MIN} and @code{MAX} as macros also forces you to
6854 use function-call notation for a fundamental arithmetic operation.
6855 Using GNU C++ extensions, you can write @w{@samp{int min = i <? j;}}
6856 instead.
6857
6858 Since @code{<?} and @code{>?} are built into the compiler, they properly
6859 handle expressions with side-effects;  @w{@samp{int min = i++ <? j++;}}
6860 works correctly.
6861
6862 @node Volatiles
6863 @section When is a Volatile Object Accessed?
6864 @cindex accessing volatiles
6865 @cindex volatile read
6866 @cindex volatile write
6867 @cindex volatile access
6868
6869 Both the C and C++ standard have the concept of volatile objects.  These
6870 are normally accessed by pointers and used for accessing hardware.  The
6871 standards encourage compilers to refrain from optimizations
6872 concerning accesses to volatile objects that it might perform on
6873 non-volatile objects.  The C standard leaves it implementation defined
6874 as to what constitutes a volatile access.  The C++ standard omits to
6875 specify this, except to say that C++ should behave in a similar manner
6876 to C with respect to volatiles, where possible.  The minimum either
6877 standard specifies is that at a sequence point all previous accesses to
6878 volatile objects have stabilized and no subsequent accesses have
6879 occurred.  Thus an implementation is free to reorder and combine
6880 volatile accesses which occur between sequence points, but cannot do so
6881 for accesses across a sequence point.  The use of volatiles does not
6882 allow you to violate the restriction on updating objects multiple times
6883 within a sequence point.
6884
6885 In most expressions, it is intuitively obvious what is a read and what is
6886 a write.  For instance
6887
6888 @example
6889 volatile int *dst = @var{somevalue};
6890 volatile int *src = @var{someothervalue};
6891 *dst = *src;
6892 @end example
6893
6894 @noindent
6895 will cause a read of the volatile object pointed to by @var{src} and stores the
6896 value into the volatile object pointed to by @var{dst}.  There is no
6897 guarantee that these reads and writes are atomic, especially for objects
6898 larger than @code{int}.
6899
6900 Less obvious expressions are where something which looks like an access
6901 is used in a void context.  An example would be,
6902
6903 @example
6904 volatile int *src = @var{somevalue};
6905 *src;
6906 @end example
6907
6908 With C, such expressions are rvalues, and as rvalues cause a read of
6909 the object, GCC interprets this as a read of the volatile being pointed
6910 to.  The C++ standard specifies that such expressions do not undergo
6911 lvalue to rvalue conversion, and that the type of the dereferenced
6912 object may be incomplete.  The C++ standard does not specify explicitly
6913 that it is this lvalue to rvalue conversion which is responsible for
6914 causing an access.  However, there is reason to believe that it is,
6915 because otherwise certain simple expressions become undefined.  However,
6916 because it would surprise most programmers, G++ treats dereferencing a
6917 pointer to volatile object of complete type in a void context as a read
6918 of the object.  When the object has incomplete type, G++ issues a
6919 warning.
6920
6921 @example
6922 struct S;
6923 struct T @{int m;@};
6924 volatile S *ptr1 = @var{somevalue};
6925 volatile T *ptr2 = @var{somevalue};
6926 *ptr1;
6927 *ptr2;
6928 @end example
6929
6930 In this example, a warning is issued for @code{*ptr1}, and @code{*ptr2}
6931 causes a read of the object pointed to.  If you wish to force an error on
6932 the first case, you must force a conversion to rvalue with, for instance
6933 a static cast, @code{static_cast<S>(*ptr1)}.
6934
6935 When using a reference to volatile, G++ does not treat equivalent
6936 expressions as accesses to volatiles, but instead issues a warning that
6937 no volatile is accessed.  The rationale for this is that otherwise it
6938 becomes difficult to determine where volatile access occur, and not
6939 possible to ignore the return value from functions returning volatile
6940 references.  Again, if you wish to force a read, cast the reference to
6941 an rvalue.
6942
6943 @node Restricted Pointers
6944 @section Restricting Pointer Aliasing
6945 @cindex restricted pointers
6946 @cindex restricted references
6947 @cindex restricted this pointer
6948
6949 As with gcc, g++ understands the C99 feature of restricted pointers,
6950 specified with the @code{__restrict__}, or @code{__restrict} type
6951 qualifier.  Because you cannot compile C++ by specifying the @option{-std=c99}
6952 language flag, @code{restrict} is not a keyword in C++.
6953
6954 In addition to allowing restricted pointers, you can specify restricted
6955 references, which indicate that the reference is not aliased in the local
6956 context.
6957
6958 @example
6959 void fn (int *__restrict__ rptr, int &__restrict__ rref)
6960 @{
6961   /* @r{@dots{}} */
6962 @}
6963 @end example
6964
6965 @noindent
6966 In the body of @code{fn}, @var{rptr} points to an unaliased integer and
6967 @var{rref} refers to a (different) unaliased integer.
6968
6969 You may also specify whether a member function's @var{this} pointer is
6970 unaliased by using @code{__restrict__} as a member function qualifier.
6971
6972 @example
6973 void T::fn () __restrict__
6974 @{
6975   /* @r{@dots{}} */
6976 @}
6977 @end example
6978
6979 @noindent
6980 Within the body of @code{T::fn}, @var{this} will have the effective
6981 definition @code{T *__restrict__ const this}.  Notice that the
6982 interpretation of a @code{__restrict__} member function qualifier is
6983 different to that of @code{const} or @code{volatile} qualifier, in that it
6984 is applied to the pointer rather than the object.  This is consistent with
6985 other compilers which implement restricted pointers.
6986
6987 As with all outermost parameter qualifiers, @code{__restrict__} is
6988 ignored in function definition matching.  This means you only need to
6989 specify @code{__restrict__} in a function definition, rather than
6990 in a function prototype as well.
6991
6992 @node Vague Linkage
6993 @section Vague Linkage
6994 @cindex vague linkage
6995
6996 There are several constructs in C++ which require space in the object
6997 file but are not clearly tied to a single translation unit.  We say that
6998 these constructs have ``vague linkage''.  Typically such constructs are
6999 emitted wherever they are needed, though sometimes we can be more
7000 clever.
7001
7002 @table @asis
7003 @item Inline Functions
7004 Inline functions are typically defined in a header file which can be
7005 included in many different compilations.  Hopefully they can usually be
7006 inlined, but sometimes an out-of-line copy is necessary, if the address
7007 of the function is taken or if inlining fails.  In general, we emit an
7008 out-of-line copy in all translation units where one is needed.  As an
7009 exception, we only emit inline virtual functions with the vtable, since
7010 it will always require a copy.
7011
7012 Local static variables and string constants used in an inline function
7013 are also considered to have vague linkage, since they must be shared
7014 between all inlined and out-of-line instances of the function.
7015
7016 @item VTables
7017 @cindex vtable
7018 C++ virtual functions are implemented in most compilers using a lookup
7019 table, known as a vtable.  The vtable contains pointers to the virtual
7020 functions provided by a class, and each object of the class contains a
7021 pointer to its vtable (or vtables, in some multiple-inheritance
7022 situations).  If the class declares any non-inline, non-pure virtual
7023 functions, the first one is chosen as the ``key method'' for the class,
7024 and the vtable is only emitted in the translation unit where the key
7025 method is defined.
7026
7027 @emph{Note:} If the chosen key method is later defined as inline, the
7028 vtable will still be emitted in every translation unit which defines it.
7029 Make sure that any inline virtuals are declared inline in the class
7030 body, even if they are not defined there.
7031
7032 @item type_info objects
7033 @cindex type_info
7034 @cindex RTTI
7035 C++ requires information about types to be written out in order to
7036 implement @samp{dynamic_cast}, @samp{typeid} and exception handling.
7037 For polymorphic classes (classes with virtual functions), the type_info
7038 object is written out along with the vtable so that @samp{dynamic_cast}
7039 can determine the dynamic type of a class object at runtime.  For all
7040 other types, we write out the type_info object when it is used: when
7041 applying @samp{typeid} to an expression, throwing an object, or
7042 referring to a type in a catch clause or exception specification.
7043
7044 @item Template Instantiations
7045 Most everything in this section also applies to template instantiations,
7046 but there are other options as well.
7047 @xref{Template Instantiation,,Where's the Template?}.
7048
7049 @end table
7050
7051 When used with GNU ld version 2.8 or later on an ELF system such as
7052 Linux/GNU or Solaris 2, or on Microsoft Windows, duplicate copies of
7053 these constructs will be discarded at link time.  This is known as
7054 COMDAT support.
7055
7056 On targets that don't support COMDAT, but do support weak symbols, GCC
7057 will use them.  This way one copy will override all the others, but
7058 the unused copies will still take up space in the executable.
7059
7060 For targets which do not support either COMDAT or weak symbols,
7061 most entities with vague linkage will be emitted as local symbols to
7062 avoid duplicate definition errors from the linker.  This will not happen
7063 for local statics in inlines, however, as having multiple copies will
7064 almost certainly break things.
7065
7066 @xref{C++ Interface,,Declarations and Definitions in One Header}, for
7067 another way to control placement of these constructs.
7068
7069 @node C++ Interface
7070 @section Declarations and Definitions in One Header
7071
7072 @cindex interface and implementation headers, C++
7073 @cindex C++ interface and implementation headers
7074 C++ object definitions can be quite complex.  In principle, your source
7075 code will need two kinds of things for each object that you use across
7076 more than one source file.  First, you need an @dfn{interface}
7077 specification, describing its structure with type declarations and
7078 function prototypes.  Second, you need the @dfn{implementation} itself.
7079 It can be tedious to maintain a separate interface description in a
7080 header file, in parallel to the actual implementation.  It is also
7081 dangerous, since separate interface and implementation definitions may
7082 not remain parallel.
7083
7084 @cindex pragmas, interface and implementation
7085 With GNU C++, you can use a single header file for both purposes.
7086
7087 @quotation
7088 @emph{Warning:} The mechanism to specify this is in transition.  For the
7089 nonce, you must use one of two @code{#pragma} commands; in a future
7090 release of GNU C++, an alternative mechanism will make these
7091 @code{#pragma} commands unnecessary.
7092 @end quotation
7093
7094 The header file contains the full definitions, but is marked with
7095 @samp{#pragma interface} in the source code.  This allows the compiler
7096 to use the header file only as an interface specification when ordinary
7097 source files incorporate it with @code{#include}.  In the single source
7098 file where the full implementation belongs, you can use either a naming
7099 convention or @samp{#pragma implementation} to indicate this alternate
7100 use of the header file.
7101
7102 @table @code
7103 @item #pragma interface
7104 @itemx #pragma interface "@var{subdir}/@var{objects}.h"
7105 @kindex #pragma interface
7106 Use this directive in @emph{header files} that define object classes, to save
7107 space in most of the object files that use those classes.  Normally,
7108 local copies of certain information (backup copies of inline member
7109 functions, debugging information, and the internal tables that implement
7110 virtual functions) must be kept in each object file that includes class
7111 definitions.  You can use this pragma to avoid such duplication.  When a
7112 header file containing @samp{#pragma interface} is included in a
7113 compilation, this auxiliary information will not be generated (unless
7114 the main input source file itself uses @samp{#pragma implementation}).
7115 Instead, the object files will contain references to be resolved at link
7116 time.
7117
7118 The second form of this directive is useful for the case where you have
7119 multiple headers with the same name in different directories.  If you
7120 use this form, you must specify the same string to @samp{#pragma
7121 implementation}.
7122
7123 @item #pragma implementation
7124 @itemx #pragma implementation "@var{objects}.h"
7125 @kindex #pragma implementation
7126 Use this pragma in a @emph{main input file}, when you want full output from
7127 included header files to be generated (and made globally visible).  The
7128 included header file, in turn, should use @samp{#pragma interface}.
7129 Backup copies of inline member functions, debugging information, and the
7130 internal tables used to implement virtual functions are all generated in
7131 implementation files.
7132
7133 @cindex implied @code{#pragma implementation}
7134 @cindex @code{#pragma implementation}, implied
7135 @cindex naming convention, implementation headers
7136 If you use @samp{#pragma implementation} with no argument, it applies to
7137 an include file with the same basename@footnote{A file's @dfn{basename}
7138 was the name stripped of all leading path information and of trailing
7139 suffixes, such as @samp{.h} or @samp{.C} or @samp{.cc}.} as your source
7140 file.  For example, in @file{allclass.cc}, giving just
7141 @samp{#pragma implementation}
7142 by itself is equivalent to @samp{#pragma implementation "allclass.h"}.
7143
7144 In versions of GNU C++ prior to 2.6.0 @file{allclass.h} was treated as
7145 an implementation file whenever you would include it from
7146 @file{allclass.cc} even if you never specified @samp{#pragma
7147 implementation}.  This was deemed to be more trouble than it was worth,
7148 however, and disabled.
7149
7150 If you use an explicit @samp{#pragma implementation}, it must appear in
7151 your source file @emph{before} you include the affected header files.
7152
7153 Use the string argument if you want a single implementation file to
7154 include code from multiple header files.  (You must also use
7155 @samp{#include} to include the header file; @samp{#pragma
7156 implementation} only specifies how to use the file---it doesn't actually
7157 include it.)
7158
7159 There is no way to split up the contents of a single header file into
7160 multiple implementation files.
7161 @end table
7162
7163 @cindex inlining and C++ pragmas
7164 @cindex C++ pragmas, effect on inlining
7165 @cindex pragmas in C++, effect on inlining
7166 @samp{#pragma implementation} and @samp{#pragma interface} also have an
7167 effect on function inlining.
7168
7169 If you define a class in a header file marked with @samp{#pragma
7170 interface}, the effect on a function defined in that class is similar to
7171 an explicit @code{extern} declaration---the compiler emits no code at
7172 all to define an independent version of the function.  Its definition
7173 is used only for inlining with its callers.
7174
7175 @opindex fno-implement-inlines
7176 Conversely, when you include the same header file in a main source file
7177 that declares it as @samp{#pragma implementation}, the compiler emits
7178 code for the function itself; this defines a version of the function
7179 that can be found via pointers (or by callers compiled without
7180 inlining).  If all calls to the function can be inlined, you can avoid
7181 emitting the function by compiling with @option{-fno-implement-inlines}.
7182 If any calls were not inlined, you will get linker errors.
7183
7184 @node Template Instantiation
7185 @section Where's the Template?
7186
7187 @cindex template instantiation
7188
7189 C++ templates are the first language feature to require more
7190 intelligence from the environment than one usually finds on a UNIX
7191 system.  Somehow the compiler and linker have to make sure that each
7192 template instance occurs exactly once in the executable if it is needed,
7193 and not at all otherwise.  There are two basic approaches to this
7194 problem, which I will refer to as the Borland model and the Cfront model.
7195
7196 @table @asis
7197 @item Borland model
7198 Borland C++ solved the template instantiation problem by adding the code
7199 equivalent of common blocks to their linker; the compiler emits template
7200 instances in each translation unit that uses them, and the linker
7201 collapses them together.  The advantage of this model is that the linker
7202 only has to consider the object files themselves; there is no external
7203 complexity to worry about.  This disadvantage is that compilation time
7204 is increased because the template code is being compiled repeatedly.
7205 Code written for this model tends to include definitions of all
7206 templates in the header file, since they must be seen to be
7207 instantiated.
7208
7209 @item Cfront model
7210 The AT&T C++ translator, Cfront, solved the template instantiation
7211 problem by creating the notion of a template repository, an
7212 automatically maintained place where template instances are stored.  A
7213 more modern version of the repository works as follows: As individual
7214 object files are built, the compiler places any template definitions and
7215 instantiations encountered in the repository.  At link time, the link
7216 wrapper adds in the objects in the repository and compiles any needed
7217 instances that were not previously emitted.  The advantages of this
7218 model are more optimal compilation speed and the ability to use the
7219 system linker; to implement the Borland model a compiler vendor also
7220 needs to replace the linker.  The disadvantages are vastly increased
7221 complexity, and thus potential for error; for some code this can be
7222 just as transparent, but in practice it can been very difficult to build
7223 multiple programs in one directory and one program in multiple
7224 directories.  Code written for this model tends to separate definitions
7225 of non-inline member templates into a separate file, which should be
7226 compiled separately.
7227 @end table
7228
7229 When used with GNU ld version 2.8 or later on an ELF system such as
7230 Linux/GNU or Solaris 2, or on Microsoft Windows, g++ supports the
7231 Borland model.  On other systems, g++ implements neither automatic
7232 model.
7233
7234 A future version of g++ will support a hybrid model whereby the compiler
7235 will emit any instantiations for which the template definition is
7236 included in the compile, and store template definitions and
7237 instantiation context information into the object file for the rest.
7238 The link wrapper will extract that information as necessary and invoke
7239 the compiler to produce the remaining instantiations.  The linker will
7240 then combine duplicate instantiations.
7241
7242 In the mean time, you have the following options for dealing with
7243 template instantiations:
7244
7245 @enumerate
7246 @item
7247 @opindex frepo
7248 Compile your template-using code with @option{-frepo}.  The compiler will
7249 generate files with the extension @samp{.rpo} listing all of the
7250 template instantiations used in the corresponding object files which
7251 could be instantiated there; the link wrapper, @samp{collect2}, will
7252 then update the @samp{.rpo} files to tell the compiler where to place
7253 those instantiations and rebuild any affected object files.  The
7254 link-time overhead is negligible after the first pass, as the compiler
7255 will continue to place the instantiations in the same files.
7256
7257 This is your best option for application code written for the Borland
7258 model, as it will just work.  Code written for the Cfront model will
7259 need to be modified so that the template definitions are available at
7260 one or more points of instantiation; usually this is as simple as adding
7261 @code{#include <tmethods.cc>} to the end of each template header.
7262
7263 For library code, if you want the library to provide all of the template
7264 instantiations it needs, just try to link all of its object files
7265 together; the link will fail, but cause the instantiations to be
7266 generated as a side effect.  Be warned, however, that this may cause
7267 conflicts if multiple libraries try to provide the same instantiations.
7268 For greater control, use explicit instantiation as described in the next
7269 option.
7270
7271 @item
7272 @opindex fno-implicit-templates
7273 Compile your code with @option{-fno-implicit-templates} to disable the
7274 implicit generation of template instances, and explicitly instantiate
7275 all the ones you use.  This approach requires more knowledge of exactly
7276 which instances you need than do the others, but it's less
7277 mysterious and allows greater control.  You can scatter the explicit
7278 instantiations throughout your program, perhaps putting them in the
7279 translation units where the instances are used or the translation units
7280 that define the templates themselves; you can put all of the explicit
7281 instantiations you need into one big file; or you can create small files
7282 like
7283
7284 @example
7285 #include "Foo.h"
7286 #include "Foo.cc"
7287
7288 template class Foo<int>;
7289 template ostream& operator <<
7290                 (ostream&, const Foo<int>&);
7291 @end example
7292
7293 for each of the instances you need, and create a template instantiation
7294 library from those.
7295
7296 If you are using Cfront-model code, you can probably get away with not
7297 using @option{-fno-implicit-templates} when compiling files that don't
7298 @samp{#include} the member template definitions.
7299
7300 If you use one big file to do the instantiations, you may want to
7301 compile it without @option{-fno-implicit-templates} so you get all of the
7302 instances required by your explicit instantiations (but not by any
7303 other files) without having to specify them as well.
7304
7305 g++ has extended the template instantiation syntax outlined in the
7306 Working Paper to allow forward declaration of explicit instantiations
7307 (with @code{extern}), instantiation of the compiler support data for a
7308 template class (i.e.@: the vtable) without instantiating any of its
7309 members (with @code{inline}), and instantiation of only the static data
7310 members of a template class, without the support data or member
7311 functions (with (@code{static}):
7312
7313 @example
7314 extern template int max (int, int);
7315 inline template class Foo<int>;
7316 static template class Foo<int>;
7317 @end example
7318
7319 @item
7320 Do nothing.  Pretend g++ does implement automatic instantiation
7321 management.  Code written for the Borland model will work fine, but
7322 each translation unit will contain instances of each of the templates it
7323 uses.  In a large program, this can lead to an unacceptable amount of code
7324 duplication.
7325
7326 @xref{C++ Interface,,Declarations and Definitions in One Header}, for
7327 more discussion of these pragmas.
7328 @end enumerate
7329
7330 @node Bound member functions
7331 @section Extracting the function pointer from a bound pointer to member function
7332
7333 @cindex pmf
7334 @cindex pointer to member function
7335 @cindex bound pointer to member function
7336
7337 In C++, pointer to member functions (PMFs) are implemented using a wide
7338 pointer of sorts to handle all the possible call mechanisms; the PMF
7339 needs to store information about how to adjust the @samp{this} pointer,
7340 and if the function pointed to is virtual, where to find the vtable, and
7341 where in the vtable to look for the member function.  If you are using
7342 PMFs in an inner loop, you should really reconsider that decision.  If
7343 that is not an option, you can extract the pointer to the function that
7344 would be called for a given object/PMF pair and call it directly inside
7345 the inner loop, to save a bit of time.
7346
7347 Note that you will still be paying the penalty for the call through a
7348 function pointer; on most modern architectures, such a call defeats the
7349 branch prediction features of the CPU@.  This is also true of normal
7350 virtual function calls.
7351
7352 The syntax for this extension is
7353
7354 @example
7355 extern A a;
7356 extern int (A::*fp)();
7357 typedef int (*fptr)(A *);
7358
7359 fptr p = (fptr)(a.*fp);
7360 @end example
7361
7362 For PMF constants (i.e.@: expressions of the form @samp{&Klasse::Member}),
7363 no object is needed to obtain the address of the function.  They can be
7364 converted to function pointers directly:
7365
7366 @example
7367 fptr p1 = (fptr)(&A::foo);
7368 @end example
7369
7370 @opindex Wno-pmf-conversions
7371 You must specify @option{-Wno-pmf-conversions} to use this extension.
7372
7373 @node C++ Attributes
7374 @section C++-Specific Variable, Function, and Type Attributes
7375
7376 Some attributes only make sense for C++ programs.
7377
7378 @table @code
7379 @item init_priority (@var{priority})
7380 @cindex init_priority attribute
7381
7382
7383 In Standard C++, objects defined at namespace scope are guaranteed to be
7384 initialized in an order in strict accordance with that of their definitions
7385 @emph{in a given translation unit}.  No guarantee is made for initializations
7386 across translation units.  However, GNU C++ allows users to control the
7387 order of initialization of objects defined at namespace scope with the
7388 @code{init_priority} attribute by specifying a relative @var{priority},
7389 a constant integral expression currently bounded between 101 and 65535
7390 inclusive.  Lower numbers indicate a higher priority.
7391
7392 In the following example, @code{A} would normally be created before
7393 @code{B}, but the @code{init_priority} attribute has reversed that order:
7394
7395 @smallexample
7396 Some_Class  A  __attribute__ ((init_priority (2000)));
7397 Some_Class  B  __attribute__ ((init_priority (543)));
7398 @end smallexample
7399
7400 @noindent
7401 Note that the particular values of @var{priority} do not matter; only their
7402 relative ordering.
7403
7404 @item java_interface
7405 @cindex java_interface attribute
7406
7407 This type attribute informs C++ that the class is a Java interface.  It may
7408 only be applied to classes declared within an @code{extern "Java"} block.
7409 Calls to methods declared in this interface will be dispatched using GCJ's
7410 interface table mechanism, instead of regular virtual table dispatch.
7411
7412 @end table
7413
7414 @node Java Exceptions
7415 @section Java Exceptions
7416
7417 The Java language uses a slightly different exception handling model
7418 from C++.  Normally, GNU C++ will automatically detect when you are
7419 writing C++ code that uses Java exceptions, and handle them
7420 appropriately.  However, if C++ code only needs to execute destructors
7421 when Java exceptions are thrown through it, GCC will guess incorrectly.
7422 Sample problematic code is:
7423
7424 @smallexample
7425   struct S @{ ~S(); @};
7426   extern void bar();    // is written in Java, and may throw exceptions
7427   void foo()
7428   @{
7429     S s;
7430     bar();
7431   @}
7432 @end smallexample
7433
7434 @noindent
7435 The usual effect of an incorrect guess is a link failure, complaining of
7436 a missing routine called @samp{__gxx_personality_v0}.
7437
7438 You can inform the compiler that Java exceptions are to be used in a
7439 translation unit, irrespective of what it might think, by writing
7440 @samp{@w{#pragma GCC java_exceptions}} at the head of the file.  This
7441 @samp{#pragma} must appear before any functions that throw or catch
7442 exceptions, or run destructors when exceptions are thrown through them.
7443
7444 You cannot mix Java and C++ exceptions in the same translation unit.  It
7445 is believed to be safe to throw a C++ exception from one file through
7446 another file compiled for the Java exception model, or vice versa, but
7447 there may be bugs in this area.
7448
7449 @node Deprecated Features
7450 @section Deprecated Features
7451
7452 In the past, the GNU C++ compiler was extended to experiment with new
7453 features, at a time when the C++ language was still evolving.  Now that
7454 the C++ standard is complete, some of those features are superseded by
7455 superior alternatives.  Using the old features might cause a warning in
7456 some cases that the feature will be dropped in the future.  In other
7457 cases, the feature might be gone already.
7458
7459 While the list below is not exhaustive, it documents some of the options
7460 that are now deprecated:
7461
7462 @table @code
7463 @item -fexternal-templates
7464 @itemx -falt-external-templates
7465 These are two of the many ways for g++ to implement template
7466 instantiation.  @xref{Template Instantiation}.  The C++ standard clearly
7467 defines how template definitions have to be organized across
7468 implementation units.  g++ has an implicit instantiation mechanism that
7469 should work just fine for standard-conforming code.
7470
7471 @item -fstrict-prototype
7472 @itemx -fno-strict-prototype
7473 Previously it was possible to use an empty prototype parameter list to
7474 indicate an unspecified number of parameters (like C), rather than no
7475 parameters, as C++ demands.  This feature has been removed, except where
7476 it is required for backwards compatibility @xref{Backwards Compatibility}.
7477 @end table
7478
7479 The named return value extension has been deprecated, and is now
7480 removed from g++.
7481
7482 The use of initializer lists with new expressions has been deprecated,
7483 and is now removed from g++.
7484
7485 Floating and complex non-type template parameters have been deprecated,
7486 and are now removed from g++.
7487
7488 The implicit typename extension has been deprecated and will be removed
7489 from g++ at some point.  In some cases g++ determines that a dependent
7490 type such as @code{TPL<T>::X} is a type without needing a
7491 @code{typename} keyword, contrary to the standard.
7492
7493 @node Backwards Compatibility
7494 @section Backwards Compatibility
7495 @cindex Backwards Compatibility
7496 @cindex ARM [Annotated C++ Reference Manual]
7497
7498 Now that there is a definitive ISO standard C++, G++ has a specification
7499 to adhere to.  The C++ language evolved over time, and features that
7500 used to be acceptable in previous drafts of the standard, such as the ARM
7501 [Annotated C++ Reference Manual], are no longer accepted.  In order to allow
7502 compilation of C++ written to such drafts, G++ contains some backwards
7503 compatibilities.  @emph{All such backwards compatibility features are
7504 liable to disappear in future versions of G++.} They should be considered
7505 deprecated @xref{Deprecated Features}.
7506
7507 @table @code
7508 @item For scope
7509 If a variable is declared at for scope, it used to remain in scope until
7510 the end of the scope which contained the for statement (rather than just
7511 within the for scope).  G++ retains this, but issues a warning, if such a
7512 variable is accessed outside the for scope.
7513
7514 @item Implicit C language
7515 Old C system header files did not contain an @code{extern "C" @{@dots{}@}}
7516 scope to set the language.  On such systems, all header files are
7517 implicitly scoped inside a C language scope.  Also, an empty prototype
7518 @code{()} will be treated as an unspecified number of arguments, rather
7519 than no arguments, as C++ demands.
7520 @end table