OSDN Git Service

* Makefile.in (install): Some of HEADERS come from the stl dir now.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cpp.info-1
1 This is Info file cpp.info, produced by Makeinfo version 1.67 from the
2 input file cpp.texi.
3
4    This file documents the GNU C Preprocessor.
5
6    Copyright 1987, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995 Free Software
7 Foundation, Inc.
8
9    Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this
10 manual provided the copyright notice and this permission notice are
11 preserved on all copies.
12
13    Permission is granted to copy and distribute modified versions of
14 this manual under the conditions for verbatim copying, provided also
15 that the entire resulting derived work is distributed under the terms
16 of a permission notice identical to this one.
17
18    Permission is granted to copy and distribute translations of this
19 manual into another language, under the above conditions for modified
20 versions.
21
22 \1f
23 File: cpp.info,  Node: Top,  Next: Global Actions,  Up: (DIR)
24
25 The C Preprocessor
26 ******************
27
28    The C preprocessor is a "macro processor" that is used automatically
29 by the C compiler to transform your program before actual compilation.
30 It is called a macro processor because it allows you to define "macros",
31 which are brief abbreviations for longer constructs.
32
33    The C preprocessor provides four separate facilities that you can
34 use as you see fit:
35
36    * Inclusion of header files.  These are files of declarations that
37      can be substituted into your program.
38
39    * Macro expansion.  You can define "macros", which are abbreviations
40      for arbitrary fragments of C code, and then the C preprocessor will
41      replace the macros with their definitions throughout the program.
42
43    * Conditional compilation.  Using special preprocessing directives,
44      you can include or exclude parts of the program according to
45      various conditions.
46
47    * Line control.  If you use a program to combine or rearrange source
48      files into an intermediate file which is then compiled, you can
49      use line control to inform the compiler of where each source line
50      originally came from.
51
52    C preprocessors vary in some details.  This manual discusses the GNU
53 C preprocessor, the C Compatible Compiler Preprocessor.  The GNU C
54 preprocessor provides a superset of the features of ANSI Standard C.
55
56    ANSI Standard C requires the rejection of many harmless constructs
57 commonly used by today's C programs.  Such incompatibility would be
58 inconvenient for users, so the GNU C preprocessor is configured to
59 accept these constructs by default.  Strictly speaking, to get ANSI
60 Standard C, you must use the options `-trigraphs', `-undef' and
61 `-pedantic', but in practice the consequences of having strict ANSI
62 Standard C make it undesirable to do this.  *Note Invocation::.
63
64    The C preprocessor is designed for C-like languages; you may run into
65 problems if you apply it to other kinds of languages, because it assumes
66 that it is dealing with C.  For example, the C preprocessor sometimes
67 outputs extra white space to avoid inadvertent C token concatenation,
68 and this may cause problems with other languages.
69
70 * Menu:
71
72 * Global Actions::    Actions made uniformly on all input files.
73 * Directives::        General syntax of preprocessing directives.
74 * Header Files::      How and why to use header files.
75 * Macros::            How and why to use macros.
76 * Conditionals::      How and why to use conditionals.
77 * Combining Sources:: Use of line control when you combine source files.
78 * Other Directives::  Miscellaneous preprocessing directives.
79 * Output::            Format of output from the C preprocessor.
80 * Invocation::        How to invoke the preprocessor; command options.
81 * Concept Index::     Index of concepts and terms.
82 * Index::             Index of directives, predefined macros and options.
83
84 \1f
85 File: cpp.info,  Node: Global Actions,  Next: Directives,  Prev: Top,  Up: Top
86
87 Transformations Made Globally
88 =============================
89
90    Most C preprocessor features are inactive unless you give specific
91 directives to request their use.  (Preprocessing directives are lines
92 starting with `#'; *note Directives::.).  But there are three
93 transformations that the preprocessor always makes on all the input it
94 receives, even in the absence of directives.
95
96    * All C comments are replaced with single spaces.
97
98    * Backslash-Newline sequences are deleted, no matter where.  This
99      feature allows you to break long lines for cosmetic purposes
100      without changing their meaning.
101
102    * Predefined macro names are replaced with their expansions (*note
103      Predefined::.).
104
105    The first two transformations are done *before* nearly all other
106 parsing and before preprocessing directives are recognized.  Thus, for
107 example, you can split a line cosmetically with Backslash-Newline
108 anywhere (except when trigraphs are in use; see below).
109
110      /*
111      */ # /*
112      */ defi\
113      ne FO\
114      O 10\
115      20
116
117 is equivalent into `#define FOO 1020'.  You can split even an escape
118 sequence with Backslash-Newline.  For example, you can split `"foo\bar"'
119 between the `\' and the `b' to get
120
121      "foo\\
122      bar"
123
124 This behavior is unclean: in all other contexts, a Backslash can be
125 inserted in a string constant as an ordinary character by writing a
126 double Backslash, and this creates an exception.  But the ANSI C
127 standard requires it.  (Strict ANSI C does not allow Newlines in string
128 constants, so they do not consider this a problem.)
129
130    But there are a few exceptions to all three transformations.
131
132    * C comments and predefined macro names are not recognized inside a
133      `#include' directive in which the file name is delimited with `<'
134      and `>'.
135
136    * C comments and predefined macro names are never recognized within a
137      character or string constant.  (Strictly speaking, this is the
138      rule, not an exception, but it is worth noting here anyway.)
139
140    * Backslash-Newline may not safely be used within an ANSI "trigraph".
141      Trigraphs are converted before Backslash-Newline is deleted.  If
142      you write what looks like a trigraph with a Backslash-Newline
143      inside, the Backslash-Newline is deleted as usual, but it is then
144      too late to recognize the trigraph.
145
146      This exception is relevant only if you use the `-trigraphs' option
147      to enable trigraph processing.  *Note Invocation::.
148
149 \1f
150 File: cpp.info,  Node: Directives,  Next: Header Files,  Prev: Global Actions,  Up: Top
151
152 Preprocessing Directives
153 ========================
154
155    Most preprocessor features are active only if you use preprocessing
156 directives to request their use.
157
158    Preprocessing directives are lines in your program that start with
159 `#'.  The `#' is followed by an identifier that is the "directive name".
160 For example, `#define' is the directive that defines a macro.
161 Whitespace is also allowed before and after the `#'.
162
163    The set of valid directive names is fixed.  Programs cannot define
164 new preprocessing directives.
165
166    Some directive names require arguments; these make up the rest of
167 the directive line and must be separated from the directive name by
168 whitespace.  For example, `#define' must be followed by a macro name
169 and the intended expansion of the macro.  *Note Simple Macros::.
170
171    A preprocessing directive cannot be more than one line in normal
172 circumstances.  It may be split cosmetically with Backslash-Newline,
173 but that has no effect on its meaning.  Comments containing Newlines
174 can also divide the directive into multiple lines, but the comments are
175 changed to Spaces before the directive is interpreted.  The only way a
176 significant Newline can occur in a preprocessing directive is within a
177 string constant or character constant.  Note that most C compilers that
178 might be applied to the output from the preprocessor do not accept
179 string or character constants containing Newlines.
180
181    The `#' and the directive name cannot come from a macro expansion.
182 For example, if `foo' is defined as a macro expanding to `define', that
183 does not make `#foo' a valid preprocessing directive.
184
185 \1f
186 File: cpp.info,  Node: Header Files,  Next: Macros,  Prev: Directives,  Up: Top
187
188 Header Files
189 ============
190
191    A header file is a file containing C declarations and macro
192 definitions (*note Macros::.) to be shared between several source
193 files.  You request the use of a header file in your program with the C
194 preprocessing directive `#include'.
195
196 * Menu:
197
198 * Header Uses::         What header files are used for.
199 * Include Syntax::      How to write `#include' directives.
200 * Include Operation::   What `#include' does.
201 * Once-Only::           Preventing multiple inclusion of one header file.
202 * Inheritance::         Including one header file in another header file.
203
204 \1f
205 File: cpp.info,  Node: Header Uses,  Next: Include Syntax,  Prev: Header Files,  Up: Header Files
206
207 Uses of Header Files
208 --------------------
209
210    Header files serve two kinds of purposes.
211
212    * System header files declare the interfaces to parts of the
213      operating system.  You include them in your program to supply the
214      definitions and declarations you need to invoke system calls and
215      libraries.
216
217    * Your own header files contain declarations for interfaces between
218      the source files of your program.  Each time you have a group of
219      related declarations and macro definitions all or most of which
220      are needed in several different source files, it is a good idea to
221      create a header file for them.
222
223    Including a header file produces the same results in C compilation as
224 copying the header file into each source file that needs it.  But such
225 copying would be time-consuming and error-prone.  With a header file,
226 the related declarations appear in only one place.  If they need to be
227 changed, they can be changed in one place, and programs that include
228 the header file will automatically use the new version when next
229 recompiled.  The header file eliminates the labor of finding and
230 changing all the copies as well as the risk that a failure to find one
231 copy will result in inconsistencies within a program.
232
233    The usual convention is to give header files names that end with
234 `.h'.  Avoid unusual characters in header file names, as they reduce
235 portability.
236
237 \1f
238 File: cpp.info,  Node: Include Syntax,  Next: Include Operation,  Prev: Header Uses,  Up: Header Files
239
240 The `#include' Directive
241 ------------------------
242
243    Both user and system header files are included using the
244 preprocessing directive `#include'.  It has three variants:
245
246 `#include <FILE>'
247      This variant is used for system header files.  It searches for a
248      file named FILE in a list of directories specified by you, then in
249      a standard list of system directories.  You specify directories to
250      search for header files with the command option `-I' (*note
251      Invocation::.).  The option `-nostdinc' inhibits searching the
252      standard system directories; in this case only the directories you
253      specify are searched.
254
255      The parsing of this form of `#include' is slightly special because
256      comments are not recognized within the `<...>'.  Thus, in
257      `#include <x/*y>' the `/*' does not start a comment and the
258      directive specifies inclusion of a system header file named
259      `x/*y'.  Of course, a header file with such a name is unlikely to
260      exist on Unix, where shell wildcard features would make it hard to
261      manipulate.
262
263      The argument FILE may not contain a `>' character.  It may,
264      however, contain a `<' character.
265
266 `#include "FILE"'
267      This variant is used for header files of your own program.  It
268      searches for a file named FILE first in the current directory,
269      then in the same directories used for system header files.  The
270      current directory is the directory of the current input file.  It
271      is tried first because it is presumed to be the location of the
272      files that the current input file refers to.  (If the `-I-' option
273      is used, the special treatment of the current directory is
274      inhibited.)
275
276      The argument FILE may not contain `"' characters.  If backslashes
277      occur within FILE, they are considered ordinary text characters,
278      not escape characters.  None of the character escape sequences
279      appropriate to string constants in C are processed.  Thus,
280      `#include "x\n\\y"' specifies a filename containing three
281      backslashes.  It is not clear why this behavior is ever useful, but
282      the ANSI standard specifies it.
283
284 `#include ANYTHING ELSE'
285      This variant is called a "computed #include".  Any `#include'
286      directive whose argument does not fit the above two forms is a
287      computed include.  The text ANYTHING ELSE is checked for macro
288      calls, which are expanded (*note Macros::.).  When this is done,
289      the result must fit one of the above two variants--in particular,
290      the expanded text must in the end be surrounded by either quotes
291      or angle braces.
292
293      This feature allows you to define a macro which controls the file
294      name to be used at a later point in the program.  One application
295      of this is to allow a site-specific configuration file for your
296      program to specify the names of the system include files to be
297      used.  This can help in porting the program to various operating
298      systems in which the necessary system header files are found in
299      different places.
300
301 \1f
302 File: cpp.info,  Node: Include Operation,  Next: Once-Only,  Prev: Include Syntax,  Up: Header Files
303
304 How `#include' Works
305 --------------------
306
307    The `#include' directive works by directing the C preprocessor to
308 scan the specified file as input before continuing with the rest of the
309 current file.  The output from the preprocessor contains the output
310 already generated, followed by the output resulting from the included
311 file, followed by the output that comes from the text after the
312 `#include' directive.  For example, given a header file `header.h' as
313 follows,
314
315      char *test ();
316
317 and a main program called `program.c' that uses the header file, like
318 this,
319
320      int x;
321      #include "header.h"
322      
323      main ()
324      {
325        printf (test ());
326      }
327
328 the output generated by the C preprocessor for `program.c' as input
329 would be
330
331      int x;
332      char *test ();
333      
334      main ()
335      {
336        printf (test ());
337      }
338
339    Included files are not limited to declarations and macro
340 definitions; those are merely the typical uses.  Any fragment of a C
341 program can be included from another file.  The include file could even
342 contain the beginning of a statement that is concluded in the
343 containing file, or the end of a statement that was started in the
344 including file.  However, a comment or a string or character constant
345 may not start in the included file and finish in the including file.
346 An unterminated comment, string constant or character constant in an
347 included file is considered to end (with an error message) at the end
348 of the file.
349
350    It is possible for a header file to begin or end a syntactic unit
351 such as a function definition, but that would be very confusing, so
352 don't do it.
353
354    The line following the `#include' directive is always treated as a
355 separate line by the C preprocessor even if the included file lacks a
356 final newline.
357
358 \1f
359 File: cpp.info,  Node: Once-Only,  Next: Inheritance,  Prev: Include Operation,  Up: Header Files
360
361 Once-Only Include Files
362 -----------------------
363
364    Very often, one header file includes another.  It can easily result
365 that a certain header file is included more than once.  This may lead
366 to errors, if the header file defines structure types or typedefs, and
367 is certainly wasteful.  Therefore, we often wish to prevent multiple
368 inclusion of a header file.
369
370    The standard way to do this is to enclose the entire real contents
371 of the file in a conditional, like this:
372
373      #ifndef FILE_FOO_SEEN
374      #define FILE_FOO_SEEN
375      
376      THE ENTIRE FILE
377      
378      #endif /* FILE_FOO_SEEN */
379
380    The macro `FILE_FOO_SEEN' indicates that the file has been included
381 once already.  In a user header file, the macro name should not begin
382 with `_'.  In a system header file, this name should begin with `__' to
383 avoid conflicts with user programs.  In any kind of header file, the
384 macro name should contain the name of the file and some additional
385 text, to avoid conflicts with other header files.
386
387    The GNU C preprocessor is programmed to notice when a header file
388 uses this particular construct and handle it efficiently.  If a header
389 file is contained entirely in a `#ifndef' conditional, then it records
390 that fact.  If a subsequent `#include' specifies the same file, and the
391 macro in the `#ifndef' is already defined, then the file is entirely
392 skipped, without even reading it.
393
394    There is also an explicit directive to tell the preprocessor that it
395 need not include a file more than once.  This is called `#pragma once',
396 and was used *in addition to* the `#ifndef' conditional around the
397 contents of the header file.  `#pragma once' is now obsolete and should
398 not be used at all.
399
400    In the Objective C language, there is a variant of `#include' called
401 `#import' which includes a file, but does so at most once.  If you use
402 `#import' *instead of* `#include', then you don't need the conditionals
403 inside the header file to prevent multiple execution of the contents.
404
405    `#import' is obsolete because it is not a well designed feature.  It
406 requires the users of a header file--the applications programmers--to
407 know that a certain header file should only be included once.  It is
408 much better for the header file's implementor to write the file so that
409 users don't need to know this.  Using `#ifndef' accomplishes this goal.
410
411 \1f
412 File: cpp.info,  Node: Inheritance,  Prev: Once-Only,  Up: Header Files
413
414 Inheritance and Header Files
415 ----------------------------
416
417    "Inheritance" is what happens when one object or file derives some
418 of its contents by virtual copying from another object or file.  In the
419 case of C header files, inheritance means that one header file includes
420 another header file and then replaces or adds something.
421
422    If the inheriting header file and the base header file have different
423 names, then inheritance is straightforward: simply write `#include
424 "BASE"' in the inheriting file.
425
426    Sometimes it is necessary to give the inheriting file the same name
427 as the base file.  This is less straightforward.
428
429    For example, suppose an application program uses the system header
430 `sys/signal.h', but the version of `/usr/include/sys/signal.h' on a
431 particular system doesn't do what the application program expects.  It
432 might be convenient to define a "local" version, perhaps under the name
433 `/usr/local/include/sys/signal.h', to override or add to the one
434 supplied by the system.
435
436    You can do this by compiling with the option `-I.', and writing a
437 file `sys/signal.h' that does what the application program expects.
438 But making this file include the standard `sys/signal.h' is not so
439 easy--writing `#include <sys/signal.h>' in that file doesn't work,
440 because it includes your own version of the file, not the standard
441 system version.  Used in that file itself, this leads to an infinite
442 recursion and a fatal error in compilation.
443
444    `#include </usr/include/sys/signal.h>' would find the proper file,
445 but that is not clean, since it makes an assumption about where the
446 system header file is found.  This is bad for maintenance, since it
447 means that any change in where the system's header files are kept
448 requires a change somewhere else.
449
450    The clean way to solve this problem is to use `#include_next', which
451 means, "Include the *next* file with this name."  This directive works
452 like `#include' except in searching for the specified file: it starts
453 searching the list of header file directories *after* the directory in
454 which the current file was found.
455
456    Suppose you specify `-I /usr/local/include', and the list of
457 directories to search also includes `/usr/include'; and suppose both
458 directories contain `sys/signal.h'.  Ordinary `#include <sys/signal.h>'
459 finds the file under `/usr/local/include'.  If that file contains
460 `#include_next <sys/signal.h>', it starts searching after that
461 directory, and finds the file in `/usr/include'.
462
463 \1f
464 File: cpp.info,  Node: Macros,  Next: Conditionals,  Prev: Header Files,  Up: Top
465
466 Macros
467 ======
468
469    A macro is a sort of abbreviation which you can define once and then
470 use later.  There are many complicated features associated with macros
471 in the C preprocessor.
472
473 * Menu:
474
475 * Simple Macros::    Macros that always expand the same way.
476 * Argument Macros::  Macros that accept arguments that are substituted
477                        into the macro expansion.
478 * Predefined::       Predefined macros that are always available.
479 * Stringification::  Macro arguments converted into string constants.
480 * Concatenation::    Building tokens from parts taken from macro arguments.
481 * Undefining::       Cancelling a macro's definition.
482 * Redefining::       Changing a macro's definition.
483 * Macro Pitfalls::   Macros can confuse the unwary.  Here we explain
484                        several common problems and strange features.
485
486 \1f
487 File: cpp.info,  Node: Simple Macros,  Next: Argument Macros,  Prev: Macros,  Up: Macros
488
489 Simple Macros
490 -------------
491
492    A "simple macro" is a kind of abbreviation.  It is a name which
493 stands for a fragment of code.  Some people refer to these as "manifest
494 constants".
495
496    Before you can use a macro, you must "define" it explicitly with the
497 `#define' directive.  `#define' is followed by the name of the macro
498 and then the code it should be an abbreviation for.  For example,
499
500      #define BUFFER_SIZE 1020
501
502 defines a macro named `BUFFER_SIZE' as an abbreviation for the text
503 `1020'.  If somewhere after this `#define' directive there comes a C
504 statement of the form
505
506      foo = (char *) xmalloc (BUFFER_SIZE);
507
508 then the C preprocessor will recognize and "expand" the macro
509 `BUFFER_SIZE', resulting in
510
511      foo = (char *) xmalloc (1020);
512
513    The use of all upper case for macro names is a standard convention.
514 Programs are easier to read when it is possible to tell at a glance
515 which names are macros.
516
517    Normally, a macro definition must be a single line, like all C
518 preprocessing directives.  (You can split a long macro definition
519 cosmetically with Backslash-Newline.)  There is one exception: Newlines
520 can be included in the macro definition if within a string or character
521 constant.  This is because it is not possible for a macro definition to
522 contain an unbalanced quote character; the definition automatically
523 extends to include the matching quote character that ends the string or
524 character constant.  Comments within a macro definition may contain
525 Newlines, which make no difference since the comments are entirely
526 replaced with Spaces regardless of their contents.
527
528    Aside from the above, there is no restriction on what can go in a
529 macro body.  Parentheses need not balance.  The body need not resemble
530 valid C code.  (But if it does not, you may get error messages from the
531 C compiler when you use the macro.)
532
533    The C preprocessor scans your program sequentially, so macro
534 definitions take effect at the place you write them.  Therefore, the
535 following input to the C preprocessor
536
537      foo = X;
538      #define X 4
539      bar = X;
540
541 produces as output
542
543      foo = X;
544      
545      bar = 4;
546
547    After the preprocessor expands a macro name, the macro's definition
548 body is appended to the front of the remaining input, and the check for
549 macro calls continues.  Therefore, the macro body can contain calls to
550 other macros.  For example, after
551
552      #define BUFSIZE 1020
553      #define TABLESIZE BUFSIZE
554
555 the name `TABLESIZE' when used in the program would go through two
556 stages of expansion, resulting ultimately in `1020'.
557
558    This is not at all the same as defining `TABLESIZE' to be `1020'.
559 The `#define' for `TABLESIZE' uses exactly the body you specify--in
560 this case, `BUFSIZE'--and does not check to see whether it too is the
561 name of a macro.  It's only when you *use* `TABLESIZE' that the result
562 of its expansion is checked for more macro names.  *Note Cascaded
563 Macros::.
564
565 \1f
566 File: cpp.info,  Node: Argument Macros,  Next: Predefined,  Prev: Simple Macros,  Up: Macros
567
568 Macros with Arguments
569 ---------------------
570
571    A simple macro always stands for exactly the same text, each time it
572 is used.  Macros can be more flexible when they accept "arguments".
573 Arguments are fragments of code that you supply each time the macro is
574 used.  These fragments are included in the expansion of the macro
575 according to the directions in the macro definition.  A macro that
576 accepts arguments is called a "function-like macro" because the syntax
577 for using it looks like a function call.
578
579    To define a macro that uses arguments, you write a `#define'
580 directive with a list of "argument names" in parentheses after the name
581 of the macro.  The argument names may be any valid C identifiers,
582 separated by commas and optionally whitespace.  The open-parenthesis
583 must follow the macro name immediately, with no space in between.
584
585    For example, here is a macro that computes the minimum of two numeric
586 values, as it is defined in many C programs:
587
588      #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
589
590 (This is not the best way to define a "minimum" macro in GNU C.  *Note
591 Side Effects::, for more information.)
592
593    To use a macro that expects arguments, you write the name of the
594 macro followed by a list of "actual arguments" in parentheses,
595 separated by commas.  The number of actual arguments you give must
596 match the number of arguments the macro expects.   Examples of use of
597 the macro `min' include `min (1, 2)' and `min (x + 28, *p)'.
598
599    The expansion text of the macro depends on the arguments you use.
600 Each of the argument names of the macro is replaced, throughout the
601 macro definition, with the corresponding actual argument.  Using the
602 same macro `min' defined above, `min (1, 2)' expands into
603
604      ((1) < (2) ? (1) : (2))
605
606 where `1' has been substituted for `X' and `2' for `Y'.
607
608    Likewise, `min (x + 28, *p)' expands into
609
610      ((x + 28) < (*p) ? (x + 28) : (*p))
611
612    Parentheses in the actual arguments must balance; a comma within
613 parentheses does not end an argument.  However, there is no requirement
614 for brackets or braces to balance, and they do not prevent a comma from
615 separating arguments.  Thus,
616
617      macro (array[x = y, x + 1])
618
619 passes two arguments to `macro': `array[x = y' and `x + 1]'.  If you
620 want to supply `array[x = y, x + 1]' as an argument, you must write it
621 as `array[(x = y, x + 1)]', which is equivalent C code.
622
623    After the actual arguments are substituted into the macro body, the
624 entire result is appended to the front of the remaining input, and the
625 check for macro calls continues.  Therefore, the actual arguments can
626 contain calls to other macros, either with or without arguments, or
627 even to the same macro.  The macro body can also contain calls to other
628 macros.  For example, `min (min (a, b), c)' expands into this text:
629
630      ((((a) < (b) ? (a) : (b))) < (c)
631       ? (((a) < (b) ? (a) : (b)))
632       : (c))
633
634 (Line breaks shown here for clarity would not actually be generated.)
635
636    If a macro `foo' takes one argument, and you want to supply an empty
637 argument, you must write at least some whitespace between the
638 parentheses, like this: `foo ( )'.  Just `foo ()' is providing no
639 arguments, which is an error if `foo' expects an argument.  But `foo0
640 ()' is the correct way to call a macro defined to take zero arguments,
641 like this:
642
643      #define foo0() ...
644
645    If you use the macro name followed by something other than an
646 open-parenthesis (after ignoring any spaces, tabs and comments that
647 follow), it is not a call to the macro, and the preprocessor does not
648 change what you have written.  Therefore, it is possible for the same
649 name to be a variable or function in your program as well as a macro,
650 and you can choose in each instance whether to refer to the macro (if
651 an actual argument list follows) or the variable or function (if an
652 argument list does not follow).
653
654    Such dual use of one name could be confusing and should be avoided
655 except when the two meanings are effectively synonymous: that is, when
656 the name is both a macro and a function and the two have similar
657 effects.  You can think of the name simply as a function; use of the
658 name for purposes other than calling it (such as, to take the address)
659 will refer to the function, while calls will expand the macro and
660 generate better but equivalent code.  For example, you can use a
661 function named `min' in the same source file that defines the macro.
662 If you write `&min' with no argument list, you refer to the function.
663 If you write `min (x, bb)', with an argument list, the macro is
664 expanded.  If you write `(min) (a, bb)', where the name `min' is not
665 followed by an open-parenthesis, the macro is not expanded, so you wind
666 up with a call to the function `min'.
667
668    You may not define the same name as both a simple macro and a macro
669 with arguments.
670
671    In the definition of a macro with arguments, the list of argument
672 names must follow the macro name immediately with no space in between.
673 If there is a space after the macro name, the macro is defined as
674 taking no arguments, and all the rest of the line is taken to be the
675 expansion.  The reason for this is that it is often useful to define a
676 macro that takes no arguments and whose definition begins with an
677 identifier in parentheses.  This rule about spaces makes it possible
678 for you to do either this:
679
680      #define FOO(x) - 1 / (x)
681
682 (which defines `FOO' to take an argument and expand into minus the
683 reciprocal of that argument) or this:
684
685      #define BAR (x) - 1 / (x)
686
687 (which defines `BAR' to take no argument and always expand into `(x) -
688 1 / (x)').
689
690    Note that the *uses* of a macro with arguments can have spaces before
691 the left parenthesis; it's the *definition* where it matters whether
692 there is a space.
693
694 \1f
695 File: cpp.info,  Node: Predefined,  Next: Stringification,  Prev: Argument Macros,  Up: Macros
696
697 Predefined Macros
698 -----------------
699
700    Several simple macros are predefined.  You can use them without
701 giving definitions for them.  They fall into two classes: standard
702 macros and system-specific macros.
703
704 * Menu:
705
706 * Standard Predefined::     Standard predefined macros.
707 * Nonstandard Predefined::  Nonstandard predefined macros.
708
709 \1f
710 File: cpp.info,  Node: Standard Predefined,  Next: Nonstandard Predefined,  Prev: Predefined,  Up: Predefined
711
712 Standard Predefined Macros
713 ..........................
714
715    The standard predefined macros are available with the same meanings
716 regardless of the machine or operating system on which you are using
717 GNU C.  Their names all start and end with double underscores.  Those
718 preceding `__GNUC__' in this table are standardized by ANSI C; the rest
719 are GNU C extensions.
720
721 `__FILE__'
722      This macro expands to the name of the current input file, in the
723      form of a C string constant.  The precise name returned is the one
724      that was specified in `#include' or as the input file name
725      argument.
726
727 `__LINE__'
728      This macro expands to the current input line number, in the form
729      of a decimal integer constant.  While we call it a predefined
730      macro, it's a pretty strange macro, since its "definition" changes
731      with each new line of source code.
732
733      This and `__FILE__' are useful in generating an error message to
734      report an inconsistency detected by the program; the message can
735      state the source line at which the inconsistency was detected.
736      For example,
737
738           fprintf (stderr, "Internal error: "
739                            "negative string length "
740                            "%d at %s, line %d.",
741                    length, __FILE__, __LINE__);
742
743      A `#include' directive changes the expansions of `__FILE__' and
744      `__LINE__' to correspond to the included file.  At the end of that
745      file, when processing resumes on the input file that contained the
746      `#include' directive, the expansions of `__FILE__' and `__LINE__'
747      revert to the values they had before the `#include' (but
748      `__LINE__' is then incremented by one as processing moves to the
749      line after the `#include').
750
751      The expansions of both `__FILE__' and `__LINE__' are altered if a
752      `#line' directive is used.  *Note Combining Sources::.
753
754 `__DATE__'
755      This macro expands to a string constant that describes the date on
756      which the preprocessor is being run.  The string constant contains
757      eleven characters and looks like `"Feb  1 1996"'.
758
759 `__TIME__'
760      This macro expands to a string constant that describes the time at
761      which the preprocessor is being run.  The string constant contains
762      eight characters and looks like `"23:59:01"'.
763
764 `__STDC__'
765      This macro expands to the constant 1, to signify that this is ANSI
766      Standard C.  (Whether that is actually true depends on what C
767      compiler will operate on the output from the preprocessor.)
768
769      On some hosts, system include files use a different convention,
770      where `__STDC__' is normally 0, but is 1 if the user specifies
771      strict conformance to the C Standard.  The preprocessor follows
772      the host convention when processing system include files, but when
773      processing user files it follows the usual GNU C convention.
774
775      This macro is not defined if the `-traditional' option is used.
776
777 `__STDC_VERSION__'
778      This macro expands to the C Standard's version number, a long
779      integer constant of the form `YYYYMML' where YYYY and MM are the
780      year and month of the Standard version.  This signifies which
781      version of the C Standard the preprocessor conforms to.  Like
782      `__STDC__', whether this version number is accurate for the entire
783      implementation depends on what C compiler will operate on the
784      output from the preprocessor.
785
786      This macro is not defined if the `-traditional' option is used.
787
788 `__GNUC__'
789      This macro is defined if and only if this is GNU C.  This macro is
790      defined only when the entire GNU C compiler is in use; if you
791      invoke the preprocessor directly, `__GNUC__' is undefined.  The
792      value identifies the major version number of GNU CC (`1' for GNU CC
793      version 1, which is now obsolete, and `2' for version 2).
794
795 `__GNUC_MINOR__'
796      The macro contains the minor version number of the compiler.  This
797      can be used to work around differences between different releases
798      of the compiler (for example, if gcc 2.6.3 is known to support a
799      feature, you can test for `__GNUC__ > 2 || (__GNUC__ == 2 &&
800      __GNUC_MINOR__ >= 6)').  The last number, `3' in the example
801      above, denotes the bugfix level of the compiler; no macro contains
802      this value.
803
804 `__GNUG__'
805      The GNU C compiler defines this when the compilation language is
806      C++; use `__GNUG__' to distinguish between GNU C and GNU C++.
807
808 `__cplusplus'
809      The draft ANSI standard for C++ used to require predefining this
810      variable.  Though it is no longer required, GNU C++ continues to
811      define it, as do other popular C++ compilers.  You can use
812      `__cplusplus' to test whether a header is compiled by a C compiler
813      or a C++ compiler.
814
815 `__STRICT_ANSI__'
816      This macro is defined if and only if the `-ansi' switch was
817      specified when GNU C was invoked.  Its definition is the null
818      string.  This macro exists primarily to direct certain GNU header
819      files not to define certain traditional Unix constructs which are
820      incompatible with ANSI C.
821
822 `__BASE_FILE__'
823      This macro expands to the name of the main input file, in the form
824      of a C string constant.  This is the source file that was specified
825      as an argument when the C compiler was invoked.
826
827 `__INCLUDE_LEVEL__'
828      This macro expands to a decimal integer constant that represents
829      the depth of nesting in include files.  The value of this macro is
830      incremented on every `#include' directive and decremented at every
831      end of file.  For input files specified by command line arguments,
832      the nesting level is zero.
833
834 `__VERSION__'
835      This macro expands to a string which describes the version number
836      of GNU C.  The string is normally a sequence of decimal numbers
837      separated by periods, such as `"2.6.0"'.  The only reasonable use
838      of this macro is to incorporate it into a string constant.
839
840 `__OPTIMIZE__'
841      This macro is defined in optimizing compilations.  It causes
842      certain GNU header files to define alternative macro definitions
843      for some system library functions.  It is unwise to refer to or
844      test the definition of this macro unless you make very sure that
845      programs will execute with the same effect regardless.
846
847 `__CHAR_UNSIGNED__'
848      This macro is defined if and only if the data type `char' is
849      unsigned on the target machine.  It exists to cause the standard
850      header file `limits.h' to work correctly.  It is bad practice to
851      refer to this macro yourself; instead, refer to the standard
852      macros defined in `limits.h'.  The preprocessor uses this macro to
853      determine whether or not to sign-extend large character constants
854      written in octal; see *Note The `#if' Directive: #if Directive.
855
856 `__REGISTER_PREFIX__'
857      This macro expands to a string describing the prefix applied to cpu
858      registers in assembler code.  It can be used to write assembler
859      code that is usable in multiple environments.  For example, in the
860      `m68k-aout' environment it expands to the string `""', but in the
861      `m68k-coff' environment it expands to the string `"%"'.
862
863 `__USER_LABEL_PREFIX__'
864      This macro expands to a string describing the prefix applied to
865      user generated labels in assembler code.  It can be used to write
866      assembler code that is usable in multiple environments.  For
867      example, in the `m68k-aout' environment it expands to the string
868      `"_"', but in the `m68k-coff' environment it expands to the string
869      `""'.  This does not work with the `-mno-underscores' option that
870      the i386 OSF/rose and m88k targets provide nor with the `-mcall*'
871      options of the rs6000 System V Release 4 target.
872
873 \1f
874 File: cpp.info,  Node: Nonstandard Predefined,  Prev: Standard Predefined,  Up: Predefined
875
876 Nonstandard Predefined Macros
877 .............................
878
879    The C preprocessor normally has several predefined macros that vary
880 between machines because their purpose is to indicate what type of
881 system and machine is in use.  This manual, being for all systems and
882 machines, cannot tell you exactly what their names are; instead, we
883 offer a list of some typical ones.  You can use `cpp -dM' to see the
884 values of predefined macros; see *Note Invocation::.
885
886    Some nonstandard predefined macros describe the operating system in
887 use, with more or less specificity.  For example,
888
889 `unix'
890      `unix' is normally predefined on all Unix systems.
891
892 `BSD'
893      `BSD' is predefined on recent versions of Berkeley Unix (perhaps
894      only in version 4.3).
895
896    Other nonstandard predefined macros describe the kind of CPU, with
897 more or less specificity.  For example,
898
899 `vax'
900      `vax' is predefined on Vax computers.
901
902 `mc68000'
903      `mc68000' is predefined on most computers whose CPU is a Motorola
904      68000, 68010 or 68020.
905
906 `m68k'
907      `m68k' is also predefined on most computers whose CPU is a 68000,
908      68010 or 68020; however, some makers use `mc68000' and some use
909      `m68k'.  Some predefine both names.  What happens in GNU C depends
910      on the system you are using it on.
911
912 `M68020'
913      `M68020' has been observed to be predefined on some systems that
914      use 68020 CPUs--in addition to `mc68000' and `m68k', which are
915      less specific.
916
917 `_AM29K'
918 `_AM29000'
919      Both `_AM29K' and `_AM29000' are predefined for the AMD 29000 CPU
920      family.
921
922 `ns32000'
923      `ns32000' is predefined on computers which use the National
924      Semiconductor 32000 series CPU.
925
926    Yet other nonstandard predefined macros describe the manufacturer of
927 the system.  For example,
928
929 `sun'
930      `sun' is predefined on all models of Sun computers.
931
932 `pyr'
933      `pyr' is predefined on all models of Pyramid computers.
934
935 `sequent'
936      `sequent' is predefined on all models of Sequent computers.
937
938    These predefined symbols are not only nonstandard, they are contrary
939 to the ANSI standard because their names do not start with underscores.
940 Therefore, the option `-ansi' inhibits the definition of these symbols.
941
942    This tends to make `-ansi' useless, since many programs depend on the
943 customary nonstandard predefined symbols.  Even system header files
944 check them and will generate incorrect declarations if they do not find
945 the names that are expected.  You might think that the header files
946 supplied for the Uglix computer would not need to test what machine
947 they are running on, because they can simply assume it is the Uglix;
948 but often they do, and they do so using the customary names.  As a
949 result, very few C programs will compile with `-ansi'.  We intend to
950 avoid such problems on the GNU system.
951
952    What, then, should you do in an ANSI C program to test the type of
953 machine it will run on?
954
955    GNU C offers a parallel series of symbols for this purpose, whose
956 names are made from the customary ones by adding `__' at the beginning
957 and end.  Thus, the symbol `__vax__' would be available on a Vax, and
958 so on.
959
960    The set of nonstandard predefined names in the GNU C preprocessor is
961 controlled (when `cpp' is itself compiled) by the macro
962 `CPP_PREDEFINES', which should be a string containing `-D' options,
963 separated by spaces.  For example, on the Sun 3, we use the following
964 definition:
965
966      #define CPP_PREDEFINES "-Dmc68000 -Dsun -Dunix -Dm68k"
967
968 This macro is usually specified in `tm.h'.
969
970 \1f
971 File: cpp.info,  Node: Stringification,  Next: Concatenation,  Prev: Predefined,  Up: Macros
972
973 Stringification
974 ---------------
975
976    "Stringification" means turning a code fragment into a string
977 constant whose contents are the text for the code fragment.  For
978 example, stringifying `foo (z)' results in `"foo (z)"'.
979
980    In the C preprocessor, stringification is an option available when
981 macro arguments are substituted into the macro definition.  In the body
982 of the definition, when an argument name appears, the character `#'
983 before the name specifies stringification of the corresponding actual
984 argument when it is substituted at that point in the definition.  The
985 same argument may be substituted in other places in the definition
986 without stringification if the argument name appears in those places
987 with no `#'.
988
989    Here is an example of a macro definition that uses stringification:
990
991      #define WARN_IF(EXP) \
992      do { if (EXP) \
993              fprintf (stderr, "Warning: " #EXP "\n"); } \
994      while (0)
995
996 Here the actual argument for `EXP' is substituted once as given, into
997 the `if' statement, and once as stringified, into the argument to
998 `fprintf'.  The `do' and `while (0)' are a kludge to make it possible
999 to write `WARN_IF (ARG);', which the resemblance of `WARN_IF' to a
1000 function would make C programmers want to do; see *Note Swallow
1001 Semicolon::.
1002
1003    The stringification feature is limited to transforming one macro
1004 argument into one string constant: there is no way to combine the
1005 argument with other text and then stringify it all together.  But the
1006 example above shows how an equivalent result can be obtained in ANSI
1007 Standard C using the feature that adjacent string constants are
1008 concatenated as one string constant.  The preprocessor stringifies the
1009 actual value of `EXP' into a separate string constant, resulting in
1010 text like
1011
1012      do { if (x == 0) \
1013              fprintf (stderr, "Warning: " "x == 0" "\n"); } \
1014      while (0)
1015
1016 but the C compiler then sees three consecutive string constants and
1017 concatenates them into one, producing effectively
1018
1019      do { if (x == 0) \
1020              fprintf (stderr, "Warning: x == 0\n"); } \
1021      while (0)
1022
1023    Stringification in C involves more than putting doublequote
1024 characters around the fragment; it is necessary to put backslashes in
1025 front of all doublequote characters, and all backslashes in string and
1026 character constants, in order to get a valid C string constant with the
1027 proper contents.  Thus, stringifying `p = "foo\n";' results in `"p =
1028 \"foo\\n\";"'.  However, backslashes that are not inside of string or
1029 character constants are not duplicated: `\n' by itself stringifies to
1030 `"\n"'.
1031
1032    Whitespace (including comments) in the text being stringified is
1033 handled according to precise rules.  All leading and trailing
1034 whitespace is ignored.  Any sequence of whitespace in the middle of the
1035 text is converted to a single space in the stringified result.
1036
1037 \1f
1038 File: cpp.info,  Node: Concatenation,  Next: Undefining,  Prev: Stringification,  Up: Macros
1039
1040 Concatenation
1041 -------------
1042
1043    "Concatenation" means joining two strings into one.  In the context
1044 of macro expansion, concatenation refers to joining two lexical units
1045 into one longer one.  Specifically, an actual argument to the macro can
1046 be concatenated with another actual argument or with fixed text to
1047 produce a longer name.  The longer name might be the name of a function,
1048 variable or type, or a C keyword; it might even be the name of another
1049 macro, in which case it will be expanded.
1050
1051    When you define a macro, you request concatenation with the special
1052 operator `##' in the macro body.  When the macro is called, after
1053 actual arguments are substituted, all `##' operators are deleted, and
1054 so is any whitespace next to them (including whitespace that was part
1055 of an actual argument).  The result is to concatenate the syntactic
1056 tokens on either side of the `##'.
1057
1058    Consider a C program that interprets named commands.  There probably
1059 needs to be a table of commands, perhaps an array of structures
1060 declared as follows:
1061
1062      struct command
1063      {
1064        char *name;
1065        void (*function) ();
1066      };
1067      
1068      struct command commands[] =
1069      {
1070        { "quit", quit_command},
1071        { "help", help_command},
1072        ...
1073      };
1074
1075    It would be cleaner not to have to give each command name twice,
1076 once in the string constant and once in the function name.  A macro
1077 which takes the name of a command as an argument can make this
1078 unnecessary.  The string constant can be created with stringification,
1079 and the function name by concatenating the argument with `_command'.
1080 Here is how it is done:
1081
1082      #define COMMAND(NAME)  { #NAME, NAME ## _command }
1083      
1084      struct command commands[] =
1085      {
1086        COMMAND (quit),
1087        COMMAND (help),
1088        ...
1089      };
1090
1091    The usual case of concatenation is concatenating two names (or a
1092 name and a number) into a longer name.  But this isn't the only valid
1093 case.  It is also possible to concatenate two numbers (or a number and
1094 a name, such as `1.5' and `e3') into a number.  Also, multi-character
1095 operators such as `+=' can be formed by concatenation.  In some cases
1096 it is even possible to piece together a string constant.  However, two
1097 pieces of text that don't together form a valid lexical unit cannot be
1098 concatenated.  For example, concatenation with `x' on one side and `+'
1099 on the other is not meaningful because those two characters can't fit
1100 together in any lexical unit of C.  The ANSI standard says that such
1101 attempts at concatenation are undefined, but in the GNU C preprocessor
1102 it is well defined: it puts the `x' and `+' side by side with no
1103 particular special results.
1104
1105    Keep in mind that the C preprocessor converts comments to whitespace
1106 before macros are even considered.  Therefore, you cannot create a
1107 comment by concatenating `/' and `*': the `/*' sequence that starts a
1108 comment is not a lexical unit, but rather the beginning of a "long"
1109 space character.  Also, you can freely use comments next to a `##' in a
1110 macro definition, or in actual arguments that will be concatenated,
1111 because the comments will be converted to spaces at first sight, and
1112 concatenation will later discard the spaces.
1113
1114 \1f
1115 File: cpp.info,  Node: Undefining,  Next: Redefining,  Prev: Concatenation,  Up: Macros
1116
1117 Undefining Macros
1118 -----------------
1119
1120    To "undefine" a macro means to cancel its definition.  This is done
1121 with the `#undef' directive.  `#undef' is followed by the macro name to
1122 be undefined.
1123
1124    Like definition, undefinition occurs at a specific point in the
1125 source file, and it applies starting from that point.  The name ceases
1126 to be a macro name, and from that point on it is treated by the
1127 preprocessor as if it had never been a macro name.
1128
1129    For example,
1130
1131      #define FOO 4
1132      x = FOO;
1133      #undef FOO
1134      x = FOO;
1135
1136 expands into
1137
1138      x = 4;
1139      
1140      x = FOO;
1141
1142 In this example, `FOO' had better be a variable or function as well as
1143 (temporarily) a macro, in order for the result of the expansion to be
1144 valid C code.
1145
1146    The same form of `#undef' directive will cancel definitions with
1147 arguments or definitions that don't expect arguments.  The `#undef'
1148 directive has no effect when used on a name not currently defined as a
1149 macro.
1150
1151 \1f
1152 File: cpp.info,  Node: Redefining,  Next: Macro Pitfalls,  Prev: Undefining,  Up: Macros
1153
1154 Redefining Macros
1155 -----------------
1156
1157    "Redefining" a macro means defining (with `#define') a name that is
1158 already defined as a macro.
1159
1160    A redefinition is trivial if the new definition is transparently
1161 identical to the old one.  You probably wouldn't deliberately write a
1162 trivial redefinition, but they can happen automatically when a header
1163 file is included more than once (*note Header Files::.), so they are
1164 accepted silently and without effect.
1165
1166    Nontrivial redefinition is considered likely to be an error, so it
1167 provokes a warning message from the preprocessor.  However, sometimes it
1168 is useful to change the definition of a macro in mid-compilation.  You
1169 can inhibit the warning by undefining the macro with `#undef' before the
1170 second definition.
1171
1172    In order for a redefinition to be trivial, the new definition must
1173 exactly match the one already in effect, with two possible exceptions:
1174
1175    * Whitespace may be added or deleted at the beginning or the end.
1176
1177    * Whitespace may be changed in the middle (but not inside strings).
1178      However, it may not be eliminated entirely, and it may not be added
1179      where there was no whitespace at all.
1180
1181    Recall that a comment counts as whitespace.
1182