OSDN Git Service

(notice_cc_update): Set CC_FCOMI is this is a float compare.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cpp.texi
1 \input texinfo
2 @setfilename cpp.info
3 @settitle The C Preprocessor
4
5 @ignore
6 @ifinfo
7 @format
8 START-INFO-DIR-ENTRY
9 * Cpp: (cpp).                   The C preprocessor.
10 END-INFO-DIR-ENTRY
11 @end format
12 @end ifinfo
13 @end ignore
14
15 @c @smallbook
16 @c @cropmarks
17 @c @finalout
18 @setchapternewpage odd
19 @ifinfo
20 This file documents the GNU C Preprocessor.
21
22 Copyright 1987, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995 Free Software
23 Foundation, Inc.
24
25 Permission is granted to make and distribute verbatim copies of
26 this manual provided the copyright notice and this permission notice
27 are preserved on all copies.
28
29 @ignore
30 Permission is granted to process this file through Tex and print the
31 results, provided the printed document carries copying permission
32 notice identical to this one except for the removal of this paragraph
33 (this paragraph not being relevant to the printed manual).
34
35 @end ignore
36 Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
37 manual under the conditions for verbatim copying, provided also that
38 the entire resulting derived work is distributed under the terms of a
39 permission notice identical to this one.
40
41 Permission is granted to copy and distribute translations of this manual
42 into another language, under the above conditions for modified versions.
43 @end ifinfo
44
45 @titlepage
46 @c @finalout
47 @title The C Preprocessor
48 @subtitle Last revised March 1997
49 @subtitle for GCC version 2
50 @author Richard M. Stallman
51 @page
52 @vskip 2pc
53 This booklet is eventually intended to form the first chapter of a GNU 
54 C Language manual.
55
56 @vskip 0pt plus 1filll
57 Copyright @copyright{} 1987, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997 Free
58 Software Foundation, Inc.
59
60 Permission is granted to make and distribute verbatim copies of
61 this manual provided the copyright notice and this permission notice
62 are preserved on all copies.
63
64 Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
65 manual under the conditions for verbatim copying, provided also that
66 the entire resulting derived work is distributed under the terms of a
67 permission notice identical to this one.
68
69 Permission is granted to copy and distribute translations of this manual
70 into another language, under the above conditions for modified versions.
71 @end titlepage
72 @page
73
74 @node Top, Global Actions,, (DIR)
75 @chapter The C Preprocessor
76
77 The C preprocessor is a @dfn{macro processor} that is used automatically by
78 the C compiler to transform your program before actual compilation.  It is
79 called a macro processor because it allows you to define @dfn{macros},
80 which are brief abbreviations for longer constructs.
81
82 The C preprocessor provides four separate facilities that you can use as
83 you see fit:
84
85 @itemize @bullet
86 @item
87 Inclusion of header files.  These are files of declarations that can be
88 substituted into your program.
89
90 @item
91 Macro expansion.  You can define @dfn{macros}, which are abbreviations
92 for arbitrary fragments of C code, and then the C preprocessor will
93 replace the macros with their definitions throughout the program.
94
95 @item
96 Conditional compilation.  Using special preprocessing directives, you
97 can include or exclude parts of the program according to various
98 conditions.
99
100 @item
101 Line control.  If you use a program to combine or rearrange source files into
102 an intermediate file which is then compiled, you can use line control
103 to inform the compiler of where each source line originally came from.
104 @end itemize
105
106 C preprocessors vary in some details.  This manual discusses the GNU C
107 preprocessor, the C Compatible Compiler Preprocessor.  The GNU C
108 preprocessor provides a superset of the features of ANSI Standard C@.
109
110 ANSI Standard C requires the rejection of many harmless constructs commonly
111 used by today's C programs.  Such incompatibility would be inconvenient for
112 users, so the GNU C preprocessor is configured to accept these constructs
113 by default.  Strictly speaking, to get ANSI Standard C, you must use the
114 options @samp{-trigraphs}, @samp{-undef} and @samp{-pedantic}, but in
115 practice the consequences of having strict ANSI Standard C make it
116 undesirable to do this.  @xref{Invocation}.
117
118 The C preprocessor is designed for C-like languages; you may run into
119 problems if you apply it to other kinds of languages, because it assumes
120 that it is dealing with C@.  For example, the C preprocessor sometimes
121 outputs extra white space to avoid inadvertent C token concatenation,
122 and this may cause problems with other languages.
123
124 @menu
125 * Global Actions::    Actions made uniformly on all input files.
126 * Directives::        General syntax of preprocessing directives.
127 * Header Files::      How and why to use header files.
128 * Macros::            How and why to use macros.
129 * Conditionals::      How and why to use conditionals.
130 * Combining Sources:: Use of line control when you combine source files.
131 * Other Directives::  Miscellaneous preprocessing directives.
132 * Output::            Format of output from the C preprocessor.
133 * Invocation::        How to invoke the preprocessor; command options.
134 * Concept Index::     Index of concepts and terms.
135 * Index::             Index of directives, predefined macros and options.
136 @end menu
137
138 @node Global Actions, Directives, Top, Top
139 @section Transformations Made Globally
140
141 Most C preprocessor features are inactive unless you give specific directives
142 to request their use.  (Preprocessing directives are lines starting with
143 @samp{#}; @pxref{Directives}).  But there are three transformations that the
144 preprocessor always makes on all the input it receives, even in the absence
145 of directives.
146
147 @itemize @bullet
148 @item
149 All C comments are replaced with single spaces.
150
151 @item
152 Backslash-Newline sequences are deleted, no matter where.  This
153 feature allows you to break long lines for cosmetic purposes without
154 changing their meaning.
155
156 @item
157 Predefined macro names are replaced with their expansions
158 (@pxref{Predefined}).
159 @end itemize
160
161 The first two transformations are done @emph{before} nearly all other parsing
162 and before preprocessing directives are recognized.  Thus, for example, you
163 can split a line cosmetically with Backslash-Newline anywhere (except
164 when trigraphs are in use; see below).
165
166 @example
167 /*
168 */ # /*
169 */ defi\
170 ne FO\
171 O 10\
172 20
173 @end example
174
175 @noindent
176 is equivalent into @samp{#define FOO 1020}.  You can split even an escape
177 sequence with Backslash-Newline.  For example, you can split @code{"foo\bar"}
178 between the @samp{\} and the @samp{b} to get
179
180 @example
181 "foo\\
182 bar"
183 @end example
184
185 @noindent
186 This behavior is unclean: in all other contexts, a Backslash can be
187 inserted in a string constant as an ordinary character by writing a double
188 Backslash, and this creates an exception.  But the ANSI C standard requires
189 it.  (Strict ANSI C does not allow Newlines in string constants, so they
190 do not consider this a problem.)
191
192 But there are a few exceptions to all three transformations.
193
194 @itemize @bullet
195 @item
196 C comments and predefined macro names are not recognized inside a
197 @samp{#include} directive in which the file name is delimited with
198 @samp{<} and @samp{>}.
199
200 @item
201 C comments and predefined macro names are never recognized within a
202 character or string constant.  (Strictly speaking, this is the rule,
203 not an exception, but it is worth noting here anyway.)
204
205 @item
206 Backslash-Newline may not safely be used within an ANSI ``trigraph''.
207 Trigraphs are converted before Backslash-Newline is deleted.  If you
208 write what looks like a trigraph with a Backslash-Newline inside, the
209 Backslash-Newline is deleted as usual, but it is then too late to
210 recognize the trigraph.
211
212 This exception is relevant only if you use the @samp{-trigraphs}
213 option to enable trigraph processing.  @xref{Invocation}.
214 @end itemize
215
216 @node Directives, Header Files, Global Actions, Top
217 @section Preprocessing Directives
218
219 @cindex preprocessing directives
220 @cindex directives
221 Most preprocessor features are active only if you use preprocessing directives
222 to request their use.
223
224 Preprocessing directives are lines in your program that start with @samp{#}.
225 The @samp{#} is followed by an identifier that is the @dfn{directive name}.
226 For example, @samp{#define} is the directive that defines a macro.
227 Whitespace is also allowed before and after the @samp{#}.
228
229 The set of valid directive names is fixed.  Programs cannot define new
230 preprocessing directives.
231
232 Some directive names require arguments; these make up the rest of the directive
233 line and must be separated from the directive name by whitespace.  For example,
234 @samp{#define} must be followed by a macro name and the intended expansion
235 of the macro.  @xref{Simple Macros}.
236
237 A preprocessing directive cannot be more than one line in normal circumstances.
238 It may be split cosmetically with Backslash-Newline, but that has no effect
239 on its meaning.  Comments containing Newlines can also divide the
240 directive into multiple lines, but the comments are changed to Spaces
241 before the directive is interpreted.  The only way a significant Newline
242 can occur in a preprocessing directive is within a string constant or
243 character constant.  Note that
244 most C compilers that might be applied to the output from the preprocessor
245 do not accept string or character constants containing Newlines.
246
247 The @samp{#} and the directive name cannot come from a macro expansion.  For
248 example, if @samp{foo} is defined as a macro expanding to @samp{define},
249 that does not make @samp{#foo} a valid preprocessing directive.
250
251 @node Header Files, Macros, Directives, Top
252 @section Header Files
253
254 @cindex header file
255 A header file is a file containing C declarations and macro definitions
256 (@pxref{Macros}) to be shared between several source files.  You request
257 the use of a header file in your program with the C preprocessing directive
258 @samp{#include}.
259
260 @menu
261 * Header Uses::         What header files are used for.
262 * Include Syntax::      How to write @samp{#include} directives.
263 * Include Operation::   What @samp{#include} does.
264 * Once-Only::           Preventing multiple inclusion of one header file.
265 * Inheritance::         Including one header file in another header file.
266 @end menu
267
268 @node Header Uses, Include Syntax, Header Files, Header Files
269 @subsection Uses of Header Files
270
271 Header files serve two kinds of purposes.
272
273 @itemize @bullet
274 @item
275 @findex system header files
276 System header files declare the interfaces to parts of the operating
277 system.  You include them in your program to supply the definitions and
278 declarations you need to invoke system calls and libraries.
279
280 @item
281 Your own header files contain declarations for interfaces between the
282 source files of your program.  Each time you have a group of related
283 declarations and macro definitions all or most of which are needed in
284 several different source files, it is a good idea to create a header
285 file for them.
286 @end itemize
287
288 Including a header file produces the same results in C compilation as
289 copying the header file into each source file that needs it.  But such
290 copying would be time-consuming and error-prone.  With a header file, the
291 related declarations appear in only one place.  If they need to be changed,
292 they can be changed in one place, and programs that include the header file
293 will automatically use the new version when next recompiled.  The header
294 file eliminates the labor of finding and changing all the copies as well as
295 the risk that a failure to find one copy will result in inconsistencies
296 within a program.
297
298 The usual convention is to give header files names that end with
299 @file{.h}.  Avoid unusual characters in header file names, as they
300 reduce portability.
301
302 @node Include Syntax, Include Operation, Header Uses, Header Files
303 @subsection The @samp{#include} Directive
304
305 @findex #include
306 Both user and system header files are included using the preprocessing
307 directive @samp{#include}.  It has three variants:
308
309 @table @code
310 @item #include <@var{file}>
311 This variant is used for system header files.  It searches for a file
312 named @var{file} in a list of directories specified by you, then in a
313 standard list of system directories.  You specify directories to
314 search for header files with the command option @samp{-I}
315 (@pxref{Invocation}).  The option @samp{-nostdinc} inhibits searching
316 the standard system directories; in this case only the directories
317 you specify are searched.
318
319 The parsing of this form of @samp{#include} is slightly special
320 because comments are not recognized within the @samp{<@dots{}>}.
321 Thus, in @samp{#include <x/*y>} the @samp{/*} does not start a comment
322 and the directive specifies inclusion of a system header file named
323 @file{x/*y}.  Of course, a header file with such a name is unlikely to
324 exist on Unix, where shell wildcard features would make it hard to
325 manipulate.@refill
326
327 The argument @var{file} may not contain a @samp{>} character.  It may,
328 however, contain a @samp{<} character.
329
330 @item #include "@var{file}"
331 This variant is used for header files of your own program.  It
332 searches for a file named @var{file} first in the current directory,
333 then in the same directories used for system header files.  The
334 current directory is the directory of the current input file.  It is
335 tried first because it is presumed to be the location of the files
336 that the current input file refers to.  (If the @samp{-I-} option is
337 used, the special treatment of the current directory is inhibited.)
338
339 The argument @var{file} may not contain @samp{"} characters.  If
340 backslashes occur within @var{file}, they are considered ordinary text
341 characters, not escape characters.  None of the character escape
342 sequences appropriate to string constants in C are processed.  Thus,
343 @samp{#include "x\n\\y"} specifies a filename containing three
344 backslashes.  It is not clear why this behavior is ever useful, but
345 the ANSI standard specifies it.
346
347 @item #include @var{anything else}
348 @cindex computed @samp{#include}
349 This variant is called a @dfn{computed #include}.  Any @samp{#include}
350 directive whose argument does not fit the above two forms is a computed
351 include.  The text @var{anything else} is checked for macro calls,
352 which are expanded (@pxref{Macros}).  When this is done, the result
353 must fit one of the above two variants---in particular, the expanded
354 text must in the end be surrounded by either quotes or angle braces.
355
356 This feature allows you to define a macro which controls the file name
357 to be used at a later point in the program.  One application of this is
358 to allow a site-specific configuration file for your program to specify
359 the names of the system include files to be used.  This can help in
360 porting the program to various operating systems in which the necessary
361 system header files are found in different places.
362 @end table
363
364 @node Include Operation, Once-Only, Include Syntax, Header Files
365 @subsection How @samp{#include} Works
366
367 The @samp{#include} directive works by directing the C preprocessor to scan
368 the specified file as input before continuing with the rest of the current
369 file.  The output from the preprocessor contains the output already
370 generated, followed by the output resulting from the included file,
371 followed by the output that comes from the text after the @samp{#include}
372 directive.  For example, given a header file @file{header.h} as follows,
373
374 @example
375 char *test ();
376 @end example
377
378 @noindent
379 and a main program called @file{program.c} that uses the header file,
380 like this,
381
382 @example
383 int x;
384 #include "header.h"
385
386 main ()
387 @{
388   printf (test ());
389 @}
390 @end example
391
392 @noindent
393 the output generated by the C preprocessor for @file{program.c} as input
394 would be
395
396 @example
397 int x;
398 char *test ();
399
400 main ()
401 @{
402   printf (test ());
403 @}
404 @end example
405
406 Included files are not limited to declarations and macro definitions; those
407 are merely the typical uses.  Any fragment of a C program can be included
408 from another file.  The include file could even contain the beginning of a
409 statement that is concluded in the containing file, or the end of a
410 statement that was started in the including file.  However, a comment or a
411 string or character constant may not start in the included file and finish
412 in the including file.  An unterminated comment, string constant or
413 character constant in an included file is considered to end (with an error
414 message) at the end of the file.
415
416 It is possible for a header file to begin or end a syntactic unit such
417 as a function definition, but that would be very confusing, so don't do
418 it.
419
420 The line following the @samp{#include} directive is always treated as a
421 separate line by the C preprocessor even if the included file lacks a final
422 newline.
423
424 @node Once-Only, Inheritance, Include Operation, Header Files
425 @subsection Once-Only Include Files
426 @cindex repeated inclusion
427 @cindex including just once
428
429 Very often, one header file includes another.  It can easily result that a
430 certain header file is included more than once.  This may lead to errors,
431 if the header file defines structure types or typedefs, and is certainly
432 wasteful.  Therefore, we often wish to prevent multiple inclusion of a
433 header file.
434
435 The standard way to do this is to enclose the entire real contents of the
436 file in a conditional, like this:
437
438 @example
439 #ifndef FILE_FOO_SEEN
440 #define FILE_FOO_SEEN
441
442 @var{the entire file}
443
444 #endif /* FILE_FOO_SEEN */
445 @end example
446
447 The macro @code{FILE_FOO_SEEN} indicates that the file has been included
448 once already.  In a user header file, the macro name should not begin
449 with @samp{_}.  In a system header file, this name should begin with
450 @samp{__} to avoid conflicts with user programs.  In any kind of header
451 file, the macro name should contain the name of the file and some
452 additional text, to avoid conflicts with other header files.
453
454 The GNU C preprocessor is programmed to notice when a header file uses
455 this particular construct and handle it efficiently.  If a header file
456 is contained entirely in a @samp{#ifndef} conditional, then it records
457 that fact.  If a subsequent @samp{#include} specifies the same file,
458 and the macro in the @samp{#ifndef} is already defined, then the file
459 is entirely skipped, without even reading it.
460
461 @findex #pragma once
462 There is also an explicit directive to tell the preprocessor that it need
463 not include a file more than once.  This is called @samp{#pragma once},
464 and was used @emph{in addition to} the @samp{#ifndef} conditional around
465 the contents of the header file.  @samp{#pragma once} is now obsolete
466 and should not be used at all.
467
468 @findex #import
469 In the Objective C language, there is a variant of @samp{#include}
470 called @samp{#import} which includes a file, but does so at most once.
471 If you use @samp{#import} @emph{instead of} @samp{#include}, then you
472 don't need the conditionals inside the header file to prevent multiple
473 execution of the contents.
474
475 @samp{#import} is obsolete because it is not a well designed feature.
476 It requires the users of a header file---the applications
477 programmers---to know that a certain header file should only be included
478 once.  It is much better for the header file's implementor to write the
479 file so that users don't need to know this.  Using @samp{#ifndef}
480 accomplishes this goal.
481
482 @node Inheritance,, Once-Only, Header Files
483 @subsection Inheritance and Header Files
484 @cindex inheritance
485 @cindex overriding a header file
486
487 @dfn{Inheritance} is what happens when one object or file derives some
488 of its contents by virtual copying from another object or file.  In
489 the case of C header files, inheritance means that one header file 
490 includes another header file and then replaces or adds something.
491
492 If the inheriting header file and the base header file have different
493 names, then inheritance is straightforward: simply write @samp{#include
494 "@var{base}"} in the inheriting file.
495
496 Sometimes it is necessary to give the inheriting file the same name as
497 the base file.  This is less straightforward.
498
499 For example, suppose an application program uses the system header
500 @file{sys/signal.h}, but the version of @file{/usr/include/sys/signal.h}
501 on a particular system doesn't do what the application program expects.
502 It might be convenient to define a ``local'' version, perhaps under the
503 name @file{/usr/local/include/sys/signal.h}, to override or add to the
504 one supplied by the system.
505
506 You can do this by compiling with the option @samp{-I.}, and
507 writing a file @file{sys/signal.h} that does what the application
508 program expects.  But making this file include the standard
509 @file{sys/signal.h} is not so easy---writing @samp{#include
510 <sys/signal.h>} in that file doesn't work, because it includes your own
511 version of the file, not the standard system version.  Used in that file
512 itself, this leads to an infinite recursion and a fatal error in
513 compilation.
514
515 @samp{#include </usr/include/sys/signal.h>} would find the proper file,
516 but that is not clean, since it makes an assumption about where the
517 system header file is found.  This is bad for maintenance, since it
518 means that any change in where the system's header files are kept
519 requires a change somewhere else.
520
521 @findex #include_next
522 The clean way to solve this problem is to use 
523 @samp{#include_next}, which means, ``Include the @emph{next} file with
524 this name.''  This directive works like @samp{#include} except in
525 searching for the specified file: it starts searching the list of header
526 file directories @emph{after} the directory in which the current file
527 was found.
528
529 Suppose you specify @samp{-I /usr/local/include}, and the list of
530 directories to search also includes @file{/usr/include}; and suppose
531 both directories contain @file{sys/signal.h}.  Ordinary
532 @samp{#include <sys/signal.h>} finds the file under
533 @file{/usr/local/include}.  If that file contains @samp{#include_next
534 <sys/signal.h>}, it starts searching after that directory, and finds the
535 file in @file{/usr/include}.
536
537 @node Macros, Conditionals, Header Files, Top
538 @section Macros
539
540 A macro is a sort of abbreviation which you can define once and then
541 use later.  There are many complicated features associated with macros
542 in the C preprocessor.
543
544 @menu
545 * Simple Macros::    Macros that always expand the same way.
546 * Argument Macros::  Macros that accept arguments that are substituted
547                        into the macro expansion.
548 * Predefined::       Predefined macros that are always available.
549 * Stringification::  Macro arguments converted into string constants.
550 * Concatenation::    Building tokens from parts taken from macro arguments.
551 * Undefining::       Cancelling a macro's definition.
552 * Redefining::       Changing a macro's definition.
553 * Macro Pitfalls::   Macros can confuse the unwary.  Here we explain
554                        several common problems and strange features.
555 @end menu
556
557 @node Simple Macros, Argument Macros, Macros, Macros
558 @subsection Simple Macros
559 @cindex simple macro
560 @cindex manifest constant
561
562 A @dfn{simple macro} is a kind of abbreviation.  It is a name which
563 stands for a fragment of code.  Some people refer to these as
564 @dfn{manifest constants}.
565
566 Before you can use a macro, you must @dfn{define} it explicitly with the
567 @samp{#define} directive.  @samp{#define} is followed by the name of the
568 macro and then the code it should be an abbreviation for.  For example,
569
570 @example
571 #define BUFFER_SIZE 1020
572 @end example
573
574 @noindent
575 defines a macro named @samp{BUFFER_SIZE} as an abbreviation for the text
576 @samp{1020}.  If somewhere after this @samp{#define} directive there comes
577 a C statement of the form
578
579 @example
580 foo = (char *) xmalloc (BUFFER_SIZE);
581 @end example
582
583 @noindent
584 then the C preprocessor will recognize and @dfn{expand} the macro
585 @samp{BUFFER_SIZE}, resulting in
586
587 @example
588 foo = (char *) xmalloc (1020);
589 @end example
590
591 The use of all upper case for macro names is a standard convention.
592 Programs are easier to read when it is possible to tell at a glance which
593 names are macros.
594
595 Normally, a macro definition must be a single line, like all C
596 preprocessing directives.  (You can split a long macro definition
597 cosmetically with Backslash-Newline.)  There is one exception: Newlines
598 can be included in the macro definition if within a string or character
599 constant.  This is because it is not possible for a macro definition to
600 contain an unbalanced quote character; the definition automatically
601 extends to include the matching quote character that ends the string or
602 character constant.  Comments within a macro definition may contain
603 Newlines, which make no difference since the comments are entirely
604 replaced with Spaces regardless of their contents.
605
606 Aside from the above, there is no restriction on what can go in a macro
607 body.  Parentheses need not balance.  The body need not resemble valid C
608 code.  (But if it does not, you may get error messages from the C
609 compiler when you use the macro.)
610
611 The C preprocessor scans your program sequentially, so macro definitions
612 take effect at the place you write them.  Therefore, the following input to
613 the C preprocessor
614
615 @example
616 foo = X;
617 #define X 4
618 bar = X;
619 @end example
620
621 @noindent
622 produces as output
623
624 @example
625 foo = X;
626
627 bar = 4;
628 @end example
629
630 After the preprocessor expands a macro name, the macro's definition body is
631 appended to the front of the remaining input, and the check for macro calls
632 continues.  Therefore, the macro body can contain calls to other macros.
633 For example, after
634
635 @example
636 #define BUFSIZE 1020
637 #define TABLESIZE BUFSIZE
638 @end example
639
640 @noindent
641 the name @samp{TABLESIZE} when used in the program would go through two
642 stages of expansion, resulting ultimately in @samp{1020}.
643
644 This is not at all the same as defining @samp{TABLESIZE} to be @samp{1020}.
645 The @samp{#define} for @samp{TABLESIZE} uses exactly the body you
646 specify---in this case, @samp{BUFSIZE}---and does not check to see whether
647 it too is the name of a macro.  It's only when you @emph{use} @samp{TABLESIZE}
648 that the result of its expansion is checked for more macro names.
649 @xref{Cascaded Macros}.
650
651 @node Argument Macros, Predefined, Simple Macros, Macros
652 @subsection Macros with Arguments
653 @cindex macros with argument
654 @cindex arguments in macro definitions
655 @cindex function-like macro
656
657 A simple macro always stands for exactly the same text, each time it is
658 used.  Macros can be more flexible when they accept @dfn{arguments}.
659 Arguments are fragments of code that you supply each time the macro is
660 used.  These fragments are included in the expansion of the macro
661 according to the directions in the macro definition.  A macro that
662 accepts arguments is called a @dfn{function-like macro} because the
663 syntax for using it looks like a function call.
664
665 @findex #define
666 To define a macro that uses arguments, you write a @samp{#define} directive
667 with a list of @dfn{argument names} in parentheses after the name of the
668 macro.  The argument names may be any valid C identifiers, separated by
669 commas and optionally whitespace.  The open-parenthesis must follow the
670 macro name immediately, with no space in between.
671
672 For example, here is a macro that computes the minimum of two numeric
673 values, as it is defined in many C programs:
674
675 @example
676 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
677 @end example
678
679 @noindent
680 (This is not the best way to define a ``minimum'' macro in GNU C@.
681 @xref{Side Effects}, for more information.)
682
683 To use a macro that expects arguments, you write the name of the macro
684 followed by a list of @dfn{actual arguments} in parentheses, separated by
685 commas.  The number of actual arguments you give must match the number of
686 arguments the macro expects.   Examples of use of the macro @samp{min}
687 include @samp{min (1, 2)} and @samp{min (x + 28, *p)}.
688
689 The expansion text of the macro depends on the arguments you use.
690 Each of the argument names of the macro is replaced, throughout the
691 macro definition, with the corresponding actual argument.  Using the
692 same macro @samp{min} defined above, @samp{min (1, 2)} expands into
693
694 @example
695 ((1) < (2) ? (1) : (2))
696 @end example
697
698 @noindent
699 where @samp{1} has been substituted for @samp{X} and @samp{2} for @samp{Y}.
700
701 Likewise, @samp{min (x + 28, *p)} expands into
702
703 @example
704 ((x + 28) < (*p) ? (x + 28) : (*p))
705 @end example
706
707 Parentheses in the actual arguments must balance; a comma within
708 parentheses does not end an argument.  However, there is no requirement
709 for brackets or braces to balance, and they do not prevent a comma from
710 separating arguments.  Thus,
711
712 @example
713 macro (array[x = y, x + 1])
714 @end example
715
716 @noindent
717 passes two arguments to @code{macro}: @samp{array[x = y} and @samp{x +
718 1]}.  If you want to supply @samp{array[x = y, x + 1]} as an argument,
719 you must write it as @samp{array[(x = y, x + 1)]}, which is equivalent C
720 code.
721
722 After the actual arguments are substituted into the macro body, the entire
723 result is appended to the front of the remaining input, and the check for
724 macro calls continues.  Therefore, the actual arguments can contain calls
725 to other macros, either with or without arguments, or even to the same
726 macro.  The macro body can also contain calls to other macros.  For
727 example, @samp{min (min (a, b), c)} expands into this text:
728
729 @example
730 ((((a) < (b) ? (a) : (b))) < (c)
731  ? (((a) < (b) ? (a) : (b)))
732  : (c))
733 @end example
734
735 @noindent
736 (Line breaks shown here for clarity would not actually be generated.)
737
738 @cindex blank macro arguments
739 @cindex space as macro argument
740 If a macro @code{foo} takes one argument, and you want to supply an
741 empty argument, you must write at least some whitespace between the
742 parentheses, like this: @samp{foo ( )}.  Just @samp{foo ()} is providing
743 no arguments, which is an error if @code{foo} expects an argument.  But
744 @samp{foo0 ()} is the correct way to call a macro defined to take zero
745 arguments, like this:
746
747 @example
748 #define foo0() @dots{}
749 @end example
750
751 If you use the macro name followed by something other than an
752 open-parenthesis (after ignoring any spaces, tabs and comments that
753 follow), it is not a call to the macro, and the preprocessor does not
754 change what you have written.  Therefore, it is possible for the same name
755 to be a variable or function in your program as well as a macro, and you
756 can choose in each instance whether to refer to the macro (if an actual
757 argument list follows) or the variable or function (if an argument list
758 does not follow).
759
760 Such dual use of one name could be confusing and should be avoided
761 except when the two meanings are effectively synonymous: that is, when the
762 name is both a macro and a function and the two have similar effects.  You
763 can think of the name simply as a function; use of the name for purposes
764 other than calling it (such as, to take the address) will refer to the
765 function, while calls will expand the macro and generate better but
766 equivalent code.  For example, you can use a function named @samp{min} in
767 the same source file that defines the macro.  If you write @samp{&min} with
768 no argument list, you refer to the function.  If you write @samp{min (x,
769 bb)}, with an argument list, the macro is expanded.  If you write
770 @samp{(min) (a, bb)}, where the name @samp{min} is not followed by an
771 open-parenthesis, the macro is not expanded, so you wind up with a call to
772 the function @samp{min}.
773
774 You may not define the same name as both a simple macro and a macro with
775 arguments.
776
777 In the definition of a macro with arguments, the list of argument names
778 must follow the macro name immediately with no space in between.  If there
779 is a space after the macro name, the macro is defined as taking no
780 arguments, and all the rest of the line is taken to be the expansion.  The
781 reason for this is that it is often useful to define a macro that takes no
782 arguments and whose definition begins with an identifier in parentheses.
783 This rule about spaces makes it possible for you to do either this:
784
785 @example
786 #define FOO(x) - 1 / (x)
787 @end example
788
789 @noindent
790 (which defines @samp{FOO} to take an argument and expand into minus the
791 reciprocal of that argument) or this:
792
793 @example
794 #define BAR (x) - 1 / (x)
795 @end example
796
797 @noindent
798 (which defines @samp{BAR} to take no argument and always expand into
799 @samp{(x) - 1 / (x)}).
800
801 Note that the @emph{uses} of a macro with arguments can have spaces before
802 the left parenthesis; it's the @emph{definition} where it matters whether
803 there is a space.
804
805 @node Predefined, Stringification, Argument Macros, Macros
806 @subsection Predefined Macros
807
808 @cindex predefined macros
809 Several simple macros are predefined.  You can use them without giving
810 definitions for them.  They fall into two classes: standard macros and
811 system-specific macros.
812
813 @menu
814 * Standard Predefined::     Standard predefined macros.
815 * Nonstandard Predefined::  Nonstandard predefined macros.
816 @end menu
817
818 @node Standard Predefined, Nonstandard Predefined, Predefined, Predefined
819 @subsubsection Standard Predefined Macros
820 @cindex standard predefined macros
821
822 The standard predefined macros are available with the same meanings
823 regardless of the machine or operating system on which you are using GNU C@.
824 Their names all start and end with double underscores.  Those preceding
825 @code{__GNUC__} in this table are standardized by ANSI C; the rest are
826 GNU C extensions.
827
828 @table @code
829 @item __FILE__
830 @findex __FILE__
831 This macro expands to the name of the current input file, in the form of
832 a C string constant.  The precise name returned is the one that was
833 specified in @samp{#include} or as the input file name argument.
834
835 @item __LINE__
836 @findex __LINE__
837 This macro expands to the current input line number, in the form of a
838 decimal integer constant.  While we call it a predefined macro, it's
839 a pretty strange macro, since its ``definition'' changes with each
840 new line of source code.
841
842 This and @samp{__FILE__} are useful in generating an error message to
843 report an inconsistency detected by the program; the message can state
844 the source line at which the inconsistency was detected.  For example,
845
846 @smallexample
847 fprintf (stderr, "Internal error: "
848                  "negative string length "
849                  "%d at %s, line %d.",
850          length, __FILE__, __LINE__);
851 @end smallexample
852
853 A @samp{#include} directive changes the expansions of @samp{__FILE__}
854 and @samp{__LINE__} to correspond to the included file.  At the end of
855 that file, when processing resumes on the input file that contained
856 the @samp{#include} directive, the expansions of @samp{__FILE__} and
857 @samp{__LINE__} revert to the values they had before the
858 @samp{#include} (but @samp{__LINE__} is then incremented by one as
859 processing moves to the line after the @samp{#include}).
860
861 The expansions of both @samp{__FILE__} and @samp{__LINE__} are altered
862 if a @samp{#line} directive is used.  @xref{Combining Sources}.
863
864 @item __DATE__
865 @findex __DATE__
866 This macro expands to a string constant that describes the date on
867 which the preprocessor is being run.  The string constant contains
868 eleven characters and looks like @w{@samp{"Feb  1 1996"}}.
869 @c After reformatting the above, check that the date remains `Feb  1 1996',
870 @c all on one line, with two spaces between the `Feb' and the `1'.
871
872 @item __TIME__
873 @findex __TIME__
874 This macro expands to a string constant that describes the time at
875 which the preprocessor is being run.  The string constant contains
876 eight characters and looks like @samp{"23:59:01"}.
877
878 @item __STDC__
879 @findex __STDC__
880 This macro expands to the constant 1, to signify that this is ANSI
881 Standard C@.  (Whether that is actually true depends on what C compiler
882 will operate on the output from the preprocessor.)
883
884 @item __STDC_VERSION__
885 @findex __STDC_VERSION__
886 This macro expands to the C Standard's version number,
887 a long integer constant of the form @samp{@var{yyyy}@var{mm}L}
888 where @var{yyyy} and @var{mm} are the year and month of the Standard version.
889 This signifies which version of the C Standard the preprocessor conforms to.
890 Like @samp{__STDC__}, whether this version number is accurate
891 for the entire implementation depends on what C compiler
892 will operate on the output from the preprocessor.
893
894 @item __GNUC__
895 @findex __GNUC__
896 This macro is defined if and only if this is GNU C@.  This macro is
897 defined only when the entire GNU C compiler is in use; if you invoke the
898 preprocessor directly, @samp{__GNUC__} is undefined.  The value
899 identifies the major version number of GNU CC (@samp{1} for GNU CC
900 version 1, which is now obsolete, and @samp{2} for version 2).
901
902 @item __GNUC_MINOR__
903 @findex __GNUC_MINOR__
904 The macro contains the minor version number of the compiler.  This can
905 be used to work around differences between different releases of the
906 compiler (for example, if gcc 2.6.3 is known to support a feature, you
907 can test for @code{__GNUC__ > 2 || (__GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ >= 6)}).
908 The last number, @samp{3} in the
909 example above, denotes the bugfix level of the compiler; no macro
910 contains this value.
911
912 @item __GNUG__
913 @findex __GNUG__
914 The GNU C compiler defines this when the compilation language is
915 C++; use @samp{__GNUG__} to distinguish between GNU C and GNU
916 C++.
917
918 @item __cplusplus 
919 @findex __cplusplus 
920 The draft ANSI standard for C++ used to require predefining this
921 variable.  Though it is no longer required, GNU C++ continues to define
922 it, as do other popular C++ compilers.  You can use @samp{__cplusplus}
923 to test whether a header is compiled by a C compiler or a C++ compiler.
924
925 @item __STRICT_ANSI__
926 @findex __STRICT_ANSI__
927 This macro is defined if and only if the @samp{-ansi} switch was
928 specified when GNU C was invoked.  Its definition is the null string.
929 This macro exists primarily to direct certain GNU header files not to
930 define certain traditional Unix constructs which are incompatible with
931 ANSI C@.
932
933 @item __BASE_FILE__
934 @findex __BASE_FILE__
935 This macro expands to the name of the main input file, in the form
936 of a C string constant.  This is the source file that was specified
937 as an argument when the C compiler was invoked.
938
939 @item __INCLUDE_LEVEL__
940 @findex __INCLUDE_LEVEL_
941 This macro expands to a decimal integer constant that represents the
942 depth of nesting in include files.  The value of this macro is
943 incremented on every @samp{#include} directive and decremented at every
944 end of file.  For input files specified by command line arguments,
945 the nesting level is zero.
946
947 @item __VERSION__
948 @findex __VERSION__
949 This macro expands to a string which describes the version number of
950 GNU C@.  The string is normally a sequence of decimal numbers separated
951 by periods, such as @samp{"2.6.0"}.  The only reasonable use of this
952 macro is to incorporate it into a string constant.
953
954 @item __OPTIMIZE__
955 @findex __OPTIMIZE__
956 This macro is defined in optimizing compilations.  It causes certain
957 GNU header files to define alternative macro definitions for some
958 system library functions.  It is unwise to refer to or test the
959 definition of this macro unless you make very sure that programs will
960 execute with the same effect regardless.
961
962 @item __CHAR_UNSIGNED__
963 @findex __CHAR_UNSIGNED__
964 This macro is defined if and only if the data type @code{char} is
965 unsigned on the target machine.  It exists to cause the standard
966 header file @file{limits.h} to work correctly.  It is bad practice
967 to refer to this macro yourself; instead, refer to the standard
968 macros defined in @file{limits.h}.  The preprocessor uses
969 this macro to determine whether or not to sign-extend large character
970 constants written in octal; see @ref{#if Directive,,The @samp{#if} Directive}.
971
972 @item __REGISTER_PREFIX__
973 @findex __REGISTER_PREFIX__
974 This macro expands to a string describing the prefix applied to cpu
975 registers in assembler code.  It can be used to write assembler code
976 that is usable in multiple environments.  For example, in the
977 @samp{m68k-aout} environment it expands to the string @samp{""},
978 but in the @samp{m68k-coff} environment it expands to the string
979 @samp{"%"}.
980
981 @item __USER_LABEL_PREFIX__
982 @findex __USER_LABEL_PREFIX__
983 This macro expands to a string describing the prefix applied to user
984 generated labels in assembler code.  It can be used to write assembler
985 code that is usable in multiple environments.  For example, in the
986 @samp{m68k-aout} environment it expands to the string @samp{"_"}, but in
987 the @samp{m68k-coff} environment it expands to the string @samp{""}.
988 This does not work with the @samp{-mno-underscores} option that the
989 i386 OSF/rose and m88k targets provide nor with the @samp{-mcall*} options
990 of the rs6000 System V Release 4 target.
991 @end table
992
993 @node Nonstandard Predefined,, Standard Predefined, Predefined
994 @subsubsection Nonstandard Predefined Macros
995
996 The C preprocessor normally has several predefined macros that vary between
997 machines because their purpose is to indicate what type of system and
998 machine is in use.  This manual, being for all systems and machines, cannot
999 tell you exactly what their names are; instead, we offer a list of some
1000 typical ones.  You can use @samp{cpp -dM} to see the values of
1001 predefined macros; see @ref{Invocation}.
1002
1003 Some nonstandard predefined macros describe the operating system in use,
1004 with more or less specificity.  For example,
1005
1006 @table @code
1007 @item unix
1008 @findex unix
1009 @samp{unix} is normally predefined on all Unix systems.
1010
1011 @item BSD
1012 @findex BSD
1013 @samp{BSD} is predefined on recent versions of Berkeley Unix
1014 (perhaps only in version 4.3).
1015 @end table
1016
1017 Other nonstandard predefined macros describe the kind of CPU, with more or
1018 less specificity.  For example,
1019
1020 @table @code
1021 @item vax
1022 @findex vax
1023 @samp{vax} is predefined on Vax computers.
1024
1025 @item mc68000
1026 @findex mc68000
1027 @samp{mc68000} is predefined on most computers whose CPU is a Motorola
1028 68000, 68010 or 68020.
1029
1030 @item m68k
1031 @findex m68k
1032 @samp{m68k} is also predefined on most computers whose CPU is a 68000,
1033 68010 or 68020; however, some makers use @samp{mc68000} and some use
1034 @samp{m68k}.  Some predefine both names.  What happens in GNU C
1035 depends on the system you are using it on.
1036
1037 @item M68020
1038 @findex M68020
1039 @samp{M68020} has been observed to be predefined on some systems that
1040 use 68020 CPUs---in addition to @samp{mc68000} and @samp{m68k}, which
1041 are less specific.
1042
1043 @item _AM29K
1044 @findex _AM29K
1045 @itemx _AM29000
1046 @findex _AM29000
1047 Both @samp{_AM29K} and @samp{_AM29000} are predefined for the AMD 29000
1048 CPU family.
1049
1050 @item ns32000
1051 @findex ns32000
1052 @samp{ns32000} is predefined on computers which use the National
1053 Semiconductor 32000 series CPU.
1054 @end table
1055
1056 Yet other nonstandard predefined macros describe the manufacturer of
1057 the system.  For example,
1058
1059 @table @code
1060 @item sun
1061 @findex sun
1062 @samp{sun} is predefined on all models of Sun computers.
1063
1064 @item pyr
1065 @findex pyr
1066 @samp{pyr} is predefined on all models of Pyramid computers.
1067
1068 @item sequent
1069 @findex sequent
1070 @samp{sequent} is predefined on all models of Sequent computers.
1071 @end table
1072
1073 These predefined symbols are not only nonstandard, they are contrary to the
1074 ANSI standard because their names do not start with underscores.
1075 Therefore, the option @samp{-ansi} inhibits the definition of these
1076 symbols.
1077
1078 This tends to make @samp{-ansi} useless, since many programs depend on the
1079 customary nonstandard predefined symbols.  Even system header files check
1080 them and will generate incorrect declarations if they do not find the names
1081 that are expected.  You might think that the header files supplied for the
1082 Uglix computer would not need to test what machine they are running on,
1083 because they can simply assume it is the Uglix; but often they do, and they
1084 do so using the customary names.  As a result, very few C programs will
1085 compile with @samp{-ansi}.  We intend to avoid such problems on the GNU
1086 system.
1087
1088 What, then, should you do in an ANSI C program to test the type of machine
1089 it will run on?
1090
1091 GNU C offers a parallel series of symbols for this purpose, whose names
1092 are made from the customary ones by adding @samp{__} at the beginning
1093 and end.  Thus, the symbol @code{__vax__} would be available on a Vax,
1094 and so on.
1095
1096 The set of nonstandard predefined names in the GNU C preprocessor is
1097 controlled (when @code{cpp} is itself compiled) by the macro
1098 @samp{CPP_PREDEFINES}, which should be a string containing @samp{-D}
1099 options, separated by spaces.  For example, on the Sun 3, we use the
1100 following definition:
1101
1102 @example
1103 #define CPP_PREDEFINES "-Dmc68000 -Dsun -Dunix -Dm68k"
1104 @end example
1105
1106 @noindent 
1107 This macro is usually specified in @file{tm.h}.
1108
1109 @node Stringification, Concatenation, Predefined, Macros
1110 @subsection Stringification
1111
1112 @cindex stringification
1113 @dfn{Stringification} means turning a code fragment into a string constant
1114 whose contents are the text for the code fragment.  For example,
1115 stringifying @samp{foo (z)} results in @samp{"foo (z)"}.
1116
1117 In the C preprocessor, stringification is an option available when macro
1118 arguments are substituted into the macro definition.  In the body of the
1119 definition, when an argument name appears, the character @samp{#} before
1120 the name specifies stringification of the corresponding actual argument
1121 when it is substituted at that point in the definition.  The same argument
1122 may be substituted in other places in the definition without
1123 stringification if the argument name appears in those places with no
1124 @samp{#}.
1125
1126 Here is an example of a macro definition that uses stringification:
1127
1128 @smallexample
1129 @group
1130 #define WARN_IF(EXP) \
1131 do @{ if (EXP) \
1132         fprintf (stderr, "Warning: " #EXP "\n"); @} \
1133 while (0)
1134 @end group
1135 @end smallexample
1136
1137 @noindent
1138 Here the actual argument for @samp{EXP} is substituted once as given,
1139 into the @samp{if} statement, and once as stringified, into the
1140 argument to @samp{fprintf}.  The @samp{do} and @samp{while (0)} are
1141 a kludge to make it possible to write @samp{WARN_IF (@var{arg});},
1142 which the resemblance of @samp{WARN_IF} to a function would make
1143 C programmers want to do; see @ref{Swallow Semicolon}.
1144
1145 The stringification feature is limited to transforming one macro argument
1146 into one string constant: there is no way to combine the argument with
1147 other text and then stringify it all together.  But the example above shows
1148 how an equivalent result can be obtained in ANSI Standard C using the
1149 feature that adjacent string constants are concatenated as one string
1150 constant.  The preprocessor stringifies the actual value of @samp{EXP} 
1151 into a separate string constant, resulting in text like
1152
1153 @smallexample
1154 @group
1155 do @{ if (x == 0) \
1156         fprintf (stderr, "Warning: " "x == 0" "\n"); @} \
1157 while (0)
1158 @end group
1159 @end smallexample
1160
1161 @noindent
1162 but the C compiler then sees three consecutive string constants and
1163 concatenates them into one, producing effectively
1164
1165 @smallexample
1166 do @{ if (x == 0) \
1167         fprintf (stderr, "Warning: x == 0\n"); @} \
1168 while (0)
1169 @end smallexample
1170
1171 Stringification in C involves more than putting doublequote characters
1172 around the fragment; it is necessary to put backslashes in front of all
1173 doublequote characters, and all backslashes in string and character
1174 constants, in order to get a valid C string constant with the proper
1175 contents.  Thus, stringifying @samp{p = "foo\n";} results in @samp{"p =
1176 \"foo\\n\";"}.  However, backslashes that are not inside of string or
1177 character constants are not duplicated: @samp{\n} by itself stringifies to
1178 @samp{"\n"}.
1179
1180 Whitespace (including comments) in the text being stringified is handled
1181 according to precise rules.  All leading and trailing whitespace is ignored.
1182 Any sequence of whitespace in the middle of the text is converted to
1183 a single space in the stringified result.
1184
1185 @node Concatenation, Undefining, Stringification, Macros
1186 @subsection Concatenation
1187 @cindex concatenation
1188 @cindex @samp{##}
1189 @dfn{Concatenation} means joining two strings into one.  In the context
1190 of macro expansion, concatenation refers to joining two lexical units
1191 into one longer one.  Specifically, an actual argument to the macro can be
1192 concatenated with another actual argument or with fixed text to produce
1193 a longer name.  The longer name might be the name of a function,
1194 variable or type, or a C keyword; it might even be the name of another
1195 macro, in which case it will be expanded.
1196
1197 When you define a macro, you request concatenation with the special
1198 operator @samp{##} in the macro body.  When the macro is called,
1199 after actual arguments are substituted, all @samp{##} operators are
1200 deleted, and so is any whitespace next to them (including whitespace
1201 that was part of an actual argument).  The result is to concatenate
1202 the syntactic tokens on either side of the @samp{##}.
1203
1204 Consider a C program that interprets named commands.  There probably needs
1205 to be a table of commands, perhaps an array of structures declared as
1206 follows:
1207
1208 @example
1209 struct command
1210 @{
1211   char *name;
1212   void (*function) ();
1213 @};
1214
1215 struct command commands[] =
1216 @{
1217   @{ "quit", quit_command@},
1218   @{ "help", help_command@},
1219   @dots{}
1220 @};
1221 @end example
1222
1223 It would be cleaner not to have to give each command name twice, once in
1224 the string constant and once in the function name.  A macro which takes the
1225 name of a command as an argument can make this unnecessary.  The string
1226 constant can be created with stringification, and the function name by
1227 concatenating the argument with @samp{_command}.  Here is how it is done:
1228
1229 @example
1230 #define COMMAND(NAME)  @{ #NAME, NAME ## _command @}
1231
1232 struct command commands[] =
1233 @{
1234   COMMAND (quit),
1235   COMMAND (help),
1236   @dots{}
1237 @};
1238 @end example
1239
1240 The usual case of concatenation is concatenating two names (or a name and a
1241 number) into a longer name.  But this isn't the only valid case.  It is
1242 also possible to concatenate two numbers (or a number and a name, such as
1243 @samp{1.5} and @samp{e3}) into a number.  Also, multi-character operators
1244 such as @samp{+=} can be formed by concatenation.  In some cases it is even
1245 possible to piece together a string constant.  However, two pieces of text
1246 that don't together form a valid lexical unit cannot be concatenated.  For
1247 example, concatenation with @samp{x} on one side and @samp{+} on the other
1248 is not meaningful because those two characters can't fit together in any
1249 lexical unit of C@.  The ANSI standard says that such attempts at
1250 concatenation are undefined, but in the GNU C preprocessor it is well
1251 defined: it puts the @samp{x} and @samp{+} side by side with no particular
1252 special results.
1253
1254 Keep in mind that the C preprocessor converts comments to whitespace before
1255 macros are even considered.  Therefore, you cannot create a comment by
1256 concatenating @samp{/} and @samp{*}: the @samp{/*} sequence that starts a
1257 comment is not a lexical unit, but rather the beginning of a ``long'' space
1258 character.  Also, you can freely use comments next to a @samp{##} in a
1259 macro definition, or in actual arguments that will be concatenated, because
1260 the comments will be converted to spaces at first sight, and concatenation
1261 will later discard the spaces.
1262
1263 @node Undefining, Redefining, Concatenation, Macros
1264 @subsection Undefining Macros
1265
1266 @cindex undefining macros
1267 To @dfn{undefine} a macro means to cancel its definition.  This is done
1268 with the @samp{#undef} directive.  @samp{#undef} is followed by the macro
1269 name to be undefined.
1270
1271 Like definition, undefinition occurs at a specific point in the source
1272 file, and it applies starting from that point.  The name ceases to be a
1273 macro name, and from that point on it is treated by the preprocessor as if
1274 it had never been a macro name.
1275
1276 For example,
1277
1278 @example
1279 #define FOO 4
1280 x = FOO;
1281 #undef FOO
1282 x = FOO;
1283 @end example
1284
1285 @noindent
1286 expands into
1287
1288 @example
1289 x = 4;
1290
1291 x = FOO;
1292 @end example
1293
1294 @noindent
1295 In this example, @samp{FOO} had better be a variable or function as well
1296 as (temporarily) a macro, in order for the result of the expansion to be
1297 valid C code.
1298
1299 The same form of @samp{#undef} directive will cancel definitions with
1300 arguments or definitions that don't expect arguments.  The @samp{#undef}
1301 directive has no effect when used on a name not currently defined as a macro.
1302
1303 @node Redefining, Macro Pitfalls, Undefining, Macros
1304 @subsection Redefining Macros
1305
1306 @cindex redefining macros
1307 @dfn{Redefining} a macro means defining (with @samp{#define}) a name that
1308 is already defined as a macro.
1309
1310 A redefinition is trivial if the new definition is transparently identical
1311 to the old one.  You probably wouldn't deliberately write a trivial
1312 redefinition, but they can happen automatically when a header file is
1313 included more than once (@pxref{Header Files}), so they are accepted
1314 silently and without effect.
1315
1316 Nontrivial redefinition is considered likely to be an error, so
1317 it provokes a warning message from the preprocessor.  However, sometimes it
1318 is useful to change the definition of a macro in mid-compilation.  You can
1319 inhibit the warning by undefining the macro with @samp{#undef} before the
1320 second definition.
1321
1322 In order for a redefinition to be trivial, the new definition must
1323 exactly match the one already in effect, with two possible exceptions:
1324
1325 @itemize @bullet
1326 @item
1327 Whitespace may be added or deleted at the beginning or the end.
1328
1329 @item
1330 Whitespace may be changed in the middle (but not inside strings).
1331 However, it may not be eliminated entirely, and it may not be added
1332 where there was no whitespace at all.
1333 @end itemize
1334
1335 Recall that a comment counts as whitespace.
1336
1337 @node Macro Pitfalls,, Redefining, Macros
1338 @subsection Pitfalls and Subtleties of Macros
1339 @cindex problems with macros
1340 @cindex pitfalls of macros
1341
1342 In this section we describe some special rules that apply to macros and
1343 macro expansion, and point out certain cases in which the rules have
1344 counterintuitive consequences that you must watch out for.
1345
1346 @menu
1347 * Misnesting::        Macros can contain unmatched parentheses.
1348 * Macro Parentheses:: Why apparently superfluous parentheses
1349                          may be necessary to avoid incorrect grouping.
1350 * Swallow Semicolon:: Macros that look like functions
1351                          but expand into compound statements.
1352 * Side Effects::      Unsafe macros that cause trouble when
1353                          arguments contain side effects.
1354 * Self-Reference::    Macros whose definitions use the macros' own names.
1355 * Argument Prescan::  Actual arguments are checked for macro calls
1356                          before they are substituted.
1357 * Cascaded Macros::   Macros whose definitions use other macros.
1358 * Newlines in Args::  Sometimes line numbers get confused.
1359 @end menu
1360
1361 @node Misnesting, Macro Parentheses, Macro Pitfalls, Macro Pitfalls
1362 @subsubsection Improperly Nested Constructs
1363
1364 Recall that when a macro is called with arguments, the arguments are
1365 substituted into the macro body and the result is checked, together with
1366 the rest of the input file, for more macro calls.
1367
1368 It is possible to piece together a macro call coming partially from the
1369 macro body and partially from the actual arguments.  For example,
1370
1371 @example
1372 #define double(x) (2*(x))
1373 #define call_with_1(x) x(1)
1374 @end example
1375
1376 @noindent
1377 would expand @samp{call_with_1 (double)} into @samp{(2*(1))}.
1378
1379 Macro definitions do not have to have balanced parentheses.  By writing an
1380 unbalanced open parenthesis in a macro body, it is possible to create a
1381 macro call that begins inside the macro body but ends outside of it.  For
1382 example,
1383
1384 @example
1385 #define strange(file) fprintf (file, "%s %d",
1386 @dots{}
1387 strange(stderr) p, 35)
1388 @end example
1389
1390 @noindent
1391 This bizarre example expands to @samp{fprintf (stderr, "%s %d", p, 35)}!
1392
1393 @node Macro Parentheses, Swallow Semicolon, Misnesting, Macro Pitfalls
1394 @subsubsection Unintended Grouping of Arithmetic
1395 @cindex parentheses in macro bodies
1396
1397 You may have noticed that in most of the macro definition examples shown
1398 above, each occurrence of a macro argument name had parentheses around it.
1399 In addition, another pair of parentheses usually surround the entire macro
1400 definition.  Here is why it is best to write macros that way.
1401
1402 Suppose you define a macro as follows,
1403
1404 @example
1405 #define ceil_div(x, y) (x + y - 1) / y
1406 @end example
1407
1408 @noindent
1409 whose purpose is to divide, rounding up.  (One use for this operation is
1410 to compute how many @samp{int} objects are needed to hold a certain
1411 number of @samp{char} objects.)  Then suppose it is used as follows:
1412
1413 @example
1414 a = ceil_div (b & c, sizeof (int));
1415 @end example
1416
1417 @noindent
1418 This expands into
1419
1420 @example
1421 a = (b & c + sizeof (int) - 1) / sizeof (int);
1422 @end example
1423
1424 @noindent
1425 which does not do what is intended.  The operator-precedence rules of
1426 C make it equivalent to this:
1427
1428 @example
1429 a = (b & (c + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
1430 @end example
1431
1432 @noindent
1433 But what we want is this:
1434
1435 @example
1436 a = ((b & c) + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
1437 @end example
1438
1439 @noindent
1440 Defining the macro as
1441
1442 @example
1443 #define ceil_div(x, y) ((x) + (y) - 1) / (y)
1444 @end example
1445
1446 @noindent
1447 provides the desired result.
1448
1449 Unintended grouping can result in another way.  Consider
1450 @samp{sizeof ceil_div(1, 2)}.  That has the appearance of a C expression
1451 that would compute the size of the type of @samp{ceil_div (1, 2)}, but in
1452 fact it means something very different.  Here is what it expands to:
1453
1454 @example
1455 sizeof ((1) + (2) - 1) / (2)
1456 @end example
1457
1458 @noindent
1459 This would take the size of an integer and divide it by two.  The precedence
1460 rules have put the division outside the @samp{sizeof} when it was intended
1461 to be inside.
1462
1463 Parentheses around the entire macro definition can prevent such problems.
1464 Here, then, is the recommended way to define @samp{ceil_div}:
1465
1466 @example
1467 #define ceil_div(x, y) (((x) + (y) - 1) / (y))
1468 @end example
1469
1470 @node Swallow Semicolon, Side Effects, Macro Parentheses, Macro Pitfalls
1471 @subsubsection Swallowing the Semicolon
1472
1473 @cindex semicolons (after macro calls)
1474 Often it is desirable to define a macro that expands into a compound
1475 statement.  Consider, for example, the following macro, that advances a
1476 pointer (the argument @samp{p} says where to find it) across whitespace
1477 characters:
1478
1479 @example
1480 #define SKIP_SPACES (p, limit)  \
1481 @{ register char *lim = (limit); \
1482   while (p != lim) @{            \
1483     if (*p++ != ' ') @{          \
1484       p--; break; @}@}@}
1485 @end example
1486
1487 @noindent
1488 Here Backslash-Newline is used to split the macro definition, which must
1489 be a single line, so that it resembles the way such C code would be
1490 laid out if not part of a macro definition.
1491
1492 A call to this macro might be @samp{SKIP_SPACES (p, lim)}.  Strictly
1493 speaking, the call expands to a compound statement, which is a complete
1494 statement with no need for a semicolon to end it.  But it looks like a
1495 function call.  So it minimizes confusion if you can use it like a function
1496 call, writing a semicolon afterward, as in @samp{SKIP_SPACES (p, lim);}
1497
1498 But this can cause trouble before @samp{else} statements, because the
1499 semicolon is actually a null statement.  Suppose you write
1500
1501 @example
1502 if (*p != 0)
1503   SKIP_SPACES (p, lim);
1504 else @dots{}
1505 @end example
1506
1507 @noindent
1508 The presence of two statements---the compound statement and a null
1509 statement---in between the @samp{if} condition and the @samp{else}
1510 makes invalid C code.
1511
1512 The definition of the macro @samp{SKIP_SPACES} can be altered to solve
1513 this problem, using a @samp{do @dots{} while} statement.  Here is how:
1514
1515 @example
1516 #define SKIP_SPACES (p, limit)     \
1517 do @{ register char *lim = (limit); \
1518      while (p != lim) @{            \
1519        if (*p++ != ' ') @{          \
1520          p--; break; @}@}@}           \
1521 while (0)
1522 @end example
1523
1524 Now @samp{SKIP_SPACES (p, lim);} expands into
1525
1526 @example
1527 do @{@dots{}@} while (0);
1528 @end example
1529
1530 @noindent
1531 which is one statement.
1532
1533 @node Side Effects, Self-Reference, Swallow Semicolon, Macro Pitfalls
1534 @subsubsection Duplication of Side Effects
1535
1536 @cindex side effects (in macro arguments)
1537 @cindex unsafe macros
1538 Many C programs define a macro @samp{min}, for ``minimum'', like this:
1539
1540 @example
1541 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
1542 @end example
1543
1544 When you use this macro with an argument containing a side effect,
1545 as shown here,
1546
1547 @example
1548 next = min (x + y, foo (z));
1549 @end example
1550
1551 @noindent
1552 it expands as follows:
1553
1554 @example
1555 next = ((x + y) < (foo (z)) ? (x + y) : (foo (z)));
1556 @end example
1557
1558 @noindent
1559 where @samp{x + y} has been substituted for @samp{X} and @samp{foo (z)}
1560 for @samp{Y}.
1561
1562 The function @samp{foo} is used only once in the statement as it appears
1563 in the program, but the expression @samp{foo (z)} has been substituted
1564 twice into the macro expansion.  As a result, @samp{foo} might be called
1565 two times when the statement is executed.  If it has side effects or
1566 if it takes a long time to compute, the results might not be what you
1567 intended.  We say that @samp{min} is an @dfn{unsafe} macro.
1568
1569 The best solution to this problem is to define @samp{min} in a way that
1570 computes the value of @samp{foo (z)} only once.  The C language offers no
1571 standard way to do this, but it can be done with GNU C extensions as
1572 follows:
1573
1574 @example
1575 #define min(X, Y)                     \
1576 (@{ typeof (X) __x = (X), __y = (Y);   \
1577    (__x < __y) ? __x : __y; @})
1578 @end example
1579
1580 If you do not wish to use GNU C extensions, the only solution is to be
1581 careful when @emph{using} the macro @samp{min}.  For example, you can
1582 calculate the value of @samp{foo (z)}, save it in a variable, and use that
1583 variable in @samp{min}:
1584
1585 @example
1586 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
1587 @dots{}
1588 @{
1589   int tem = foo (z);
1590   next = min (x + y, tem);
1591 @}
1592 @end example
1593
1594 @noindent
1595 (where we assume that @samp{foo} returns type @samp{int}).
1596
1597 @node Self-Reference, Argument Prescan, Side Effects, Macro Pitfalls
1598 @subsubsection Self-Referential Macros
1599
1600 @cindex self-reference
1601 A @dfn{self-referential} macro is one whose name appears in its definition.
1602 A special feature of ANSI Standard C is that the self-reference is not
1603 considered a macro call.  It is passed into the preprocessor output
1604 unchanged.
1605
1606 Let's consider an example:
1607
1608 @example
1609 #define foo (4 + foo)
1610 @end example
1611
1612 @noindent
1613 where @samp{foo} is also a variable in your program.
1614
1615 Following the ordinary rules, each reference to @samp{foo} will expand into
1616 @samp{(4 + foo)}; then this will be rescanned and will expand into @samp{(4
1617 + (4 + foo))}; and so on until it causes a fatal error (memory full) in the
1618 preprocessor.
1619
1620 However, the special rule about self-reference cuts this process short
1621 after one step, at @samp{(4 + foo)}.  Therefore, this macro definition
1622 has the possibly useful effect of causing the program to add 4 to
1623 the value of @samp{foo} wherever @samp{foo} is referred to.
1624
1625 In most cases, it is a bad idea to take advantage of this feature.  A
1626 person reading the program who sees that @samp{foo} is a variable will
1627 not expect that it is a macro as well.  The reader will come across the
1628 identifier @samp{foo} in the program and think its value should be that
1629 of the variable @samp{foo}, whereas in fact the value is four greater.
1630
1631 The special rule for self-reference applies also to @dfn{indirect}
1632 self-reference.  This is the case where a macro @var{x} expands to use a
1633 macro @samp{y}, and the expansion of @samp{y} refers to the macro
1634 @samp{x}.  The resulting reference to @samp{x} comes indirectly from the
1635 expansion of @samp{x}, so it is a self-reference and is not further
1636 expanded.  Thus, after
1637
1638 @example
1639 #define x (4 + y)
1640 #define y (2 * x)
1641 @end example
1642
1643 @noindent
1644 @samp{x} would expand into @samp{(4 + (2 * x))}.  Clear?
1645
1646 But suppose @samp{y} is used elsewhere, not from the definition of @samp{x}.
1647 Then the use of @samp{x} in the expansion of @samp{y} is not a self-reference
1648 because @samp{x} is not ``in progress''.  So it does expand.  However,
1649 the expansion of @samp{x} contains a reference to @samp{y}, and that
1650 is an indirect self-reference now because @samp{y} is ``in progress''.
1651 The result is that @samp{y} expands to @samp{(2 * (4 + y))}.
1652
1653 It is not clear that this behavior would ever be useful, but it is specified
1654 by the ANSI C standard, so you may need to understand it.
1655
1656 @node Argument Prescan, Cascaded Macros, Self-Reference, Macro Pitfalls
1657 @subsubsection Separate Expansion of Macro Arguments
1658 @cindex expansion of arguments
1659 @cindex macro argument expansion
1660 @cindex prescan of macro arguments
1661
1662 We have explained that the expansion of a macro, including the substituted
1663 actual arguments, is scanned over again for macro calls to be expanded.
1664
1665 What really happens is more subtle: first each actual argument text is scanned
1666 separately for macro calls.  Then the results of this are substituted into
1667 the macro body to produce the macro expansion, and the macro expansion
1668 is scanned again for macros to expand.
1669
1670 The result is that the actual arguments are scanned @emph{twice} to expand
1671 macro calls in them.
1672
1673 Most of the time, this has no effect.  If the actual argument contained
1674 any macro calls, they are expanded during the first scan.  The result
1675 therefore contains no macro calls, so the second scan does not change it.
1676 If the actual argument were substituted as given, with no prescan,
1677 the single remaining scan would find the same macro calls and produce
1678 the same results.
1679
1680 You might expect the double scan to change the results when a
1681 self-referential macro is used in an actual argument of another macro
1682 (@pxref{Self-Reference}): the self-referential macro would be expanded once
1683 in the first scan, and a second time in the second scan.  But this is not
1684 what happens.  The self-references that do not expand in the first scan are
1685 marked so that they will not expand in the second scan either.
1686
1687 The prescan is not done when an argument is stringified or concatenated.
1688 Thus,
1689
1690 @example
1691 #define str(s) #s
1692 #define foo 4
1693 str (foo)
1694 @end example
1695
1696 @noindent
1697 expands to @samp{"foo"}.  Once more, prescan has been prevented from
1698 having any noticeable effect.
1699
1700 More precisely, stringification and concatenation use the argument as
1701 written, in un-prescanned form.  The same actual argument would be used in
1702 prescanned form if it is substituted elsewhere without stringification or
1703 concatenation.
1704
1705 @example
1706 #define str(s) #s lose(s)
1707 #define foo 4
1708 str (foo)
1709 @end example
1710
1711 expands to @samp{"foo" lose(4)}.
1712
1713 You might now ask, ``Why mention the prescan, if it makes no difference?
1714 And why not skip it and make the preprocessor faster?''  The answer is
1715 that the prescan does make a difference in three special cases:
1716
1717 @itemize @bullet
1718 @item
1719 Nested calls to a macro.
1720
1721 @item
1722 Macros that call other macros that stringify or concatenate.
1723
1724 @item
1725 Macros whose expansions contain unshielded commas.
1726 @end itemize
1727
1728 We say that @dfn{nested} calls to a macro occur when a macro's actual
1729 argument contains a call to that very macro.  For example, if @samp{f}
1730 is a macro that expects one argument, @samp{f (f (1))} is a nested
1731 pair of calls to @samp{f}.  The desired expansion is made by
1732 expanding @samp{f (1)} and substituting that into the definition of
1733 @samp{f}.  The prescan causes the expected result to happen.
1734 Without the prescan, @samp{f (1)} itself would be substituted as
1735 an actual argument, and the inner use of @samp{f} would appear
1736 during the main scan as an indirect self-reference and would not
1737 be expanded.  Here, the prescan cancels an undesirable side effect
1738 (in the medical, not computational, sense of the term) of the special
1739 rule for self-referential macros.
1740
1741 But prescan causes trouble in certain other cases of nested macro calls.
1742 Here is an example:
1743
1744 @example
1745 #define foo  a,b
1746 #define bar(x) lose(x)
1747 #define lose(x) (1 + (x))
1748
1749 bar(foo)
1750 @end example
1751
1752 @noindent
1753 We would like @samp{bar(foo)} to turn into @samp{(1 + (foo))}, which
1754 would then turn into @samp{(1 + (a,b))}.  But instead, @samp{bar(foo)}
1755 expands into @samp{lose(a,b)}, and you get an error because @code{lose}
1756 requires a single argument.  In this case, the problem is easily solved
1757 by the same parentheses that ought to be used to prevent misnesting of
1758 arithmetic operations:
1759
1760 @example
1761 #define foo (a,b)
1762 #define bar(x) lose((x))
1763 @end example
1764
1765 The problem is more serious when the operands of the macro are not
1766 expressions; for example, when they are statements.  Then parentheses
1767 are unacceptable because they would make for invalid C code:
1768
1769 @example
1770 #define foo @{ int a, b; @dots{} @}
1771 @end example
1772
1773 @noindent
1774 In GNU C you can shield the commas using the @samp{(@{@dots{}@})}
1775 construct which turns a compound statement into an expression:
1776
1777 @example
1778 #define foo (@{ int a, b; @dots{} @})
1779 @end example
1780
1781 Or you can rewrite the macro definition to avoid such commas:
1782
1783 @example
1784 #define foo @{ int a; int b; @dots{} @}
1785 @end example
1786
1787 There is also one case where prescan is useful.  It is possible
1788 to use prescan to expand an argument and then stringify it---if you use
1789 two levels of macros.  Let's add a new macro @samp{xstr} to the
1790 example shown above:
1791
1792 @example
1793 #define xstr(s) str(s)
1794 #define str(s) #s
1795 #define foo 4
1796 xstr (foo)
1797 @end example
1798
1799 This expands into @samp{"4"}, not @samp{"foo"}.  The reason for the
1800 difference is that the argument of @samp{xstr} is expanded at prescan
1801 (because @samp{xstr} does not specify stringification or concatenation of
1802 the argument).  The result of prescan then forms the actual argument for
1803 @samp{str}.  @samp{str} uses its argument without prescan because it
1804 performs stringification; but it cannot prevent or undo the prescanning
1805 already done by @samp{xstr}.
1806
1807 @node Cascaded Macros, Newlines in Args, Argument Prescan, Macro Pitfalls
1808 @subsubsection Cascaded Use of Macros
1809
1810 @cindex cascaded macros
1811 @cindex macro body uses macro
1812 A @dfn{cascade} of macros is when one macro's body contains a reference
1813 to another macro.  This is very common practice.  For example,
1814
1815 @example
1816 #define BUFSIZE 1020
1817 #define TABLESIZE BUFSIZE
1818 @end example
1819
1820 This is not at all the same as defining @samp{TABLESIZE} to be @samp{1020}.
1821 The @samp{#define} for @samp{TABLESIZE} uses exactly the body you
1822 specify---in this case, @samp{BUFSIZE}---and does not check to see whether
1823 it too is the name of a macro.
1824
1825 It's only when you @emph{use} @samp{TABLESIZE} that the result of its expansion
1826 is checked for more macro names.
1827
1828 This makes a difference if you change the definition of @samp{BUFSIZE}
1829 at some point in the source file.  @samp{TABLESIZE}, defined as shown,
1830 will always expand using the definition of @samp{BUFSIZE} that is
1831 currently in effect:
1832
1833 @example
1834 #define BUFSIZE 1020
1835 #define TABLESIZE BUFSIZE
1836 #undef BUFSIZE
1837 #define BUFSIZE 37
1838 @end example
1839
1840 @noindent
1841 Now @samp{TABLESIZE} expands (in two stages) to @samp{37}.  (The
1842 @samp{#undef} is to prevent any warning about the nontrivial
1843 redefinition of @code{BUFSIZE}.)
1844
1845 @node Newlines in Args,, Cascaded Macros, Macro Pitfalls
1846 @subsection Newlines in Macro Arguments
1847 @cindex newlines in macro arguments
1848
1849 Traditional macro processing carries forward all newlines in macro
1850 arguments into the expansion of the macro.  This means that, if some of
1851 the arguments are substituted more than once, or not at all, or out of
1852 order, newlines can be duplicated, lost, or moved around within the
1853 expansion.  If the expansion consists of multiple statements, then the
1854 effect is to distort the line numbers of some of these statements.  The
1855 result can be incorrect line numbers, in error messages or displayed in
1856 a debugger.
1857
1858 The GNU C preprocessor operating in ANSI C mode adjusts appropriately
1859 for multiple use of an argument---the first use expands all the
1860 newlines, and subsequent uses of the same argument produce no newlines.
1861 But even in this mode, it can produce incorrect line numbering if
1862 arguments are used out of order, or not used at all.
1863
1864 Here is an example illustrating this problem:
1865
1866 @example
1867 #define ignore_second_arg(a,b,c) a; c
1868
1869 ignore_second_arg (foo (),
1870                    ignored (),
1871                    syntax error);
1872 @end example
1873
1874 @noindent
1875 The syntax error triggered by the tokens @samp{syntax error} results
1876 in an error message citing line four, even though the statement text
1877 comes from line five.
1878
1879 @node Conditionals, Combining Sources, Macros, Top
1880 @section Conditionals
1881
1882 @cindex conditionals
1883 In a macro processor, a @dfn{conditional} is a directive that allows a part
1884 of the program to be ignored during compilation, on some conditions.
1885 In the C preprocessor, a conditional can test either an arithmetic expression
1886 or whether a name is defined as a macro.
1887
1888 A conditional in the C preprocessor resembles in some ways an @samp{if}
1889 statement in C, but it is important to understand the difference between
1890 them.  The condition in an @samp{if} statement is tested during the execution
1891 of your program.  Its purpose is to allow your program to behave differently
1892 from run to run, depending on the data it is operating on.  The condition
1893 in a preprocessing conditional directive is tested when your program is compiled.
1894 Its purpose is to allow different code to be included in the program depending
1895 on the situation at the time of compilation.
1896
1897 @menu
1898 * Uses: Conditional Uses.       What conditionals are for.
1899 * Syntax: Conditional Syntax.   How conditionals are written.
1900 * Deletion: Deleted Code.       Making code into a comment.
1901 * Macros: Conditionals-Macros.  Why conditionals are used with macros.
1902 * Assertions::                  How and why to use assertions.
1903 * Errors: #error Directive.     Detecting inconsistent compilation parameters.
1904 @end menu
1905
1906 @node Conditional Uses
1907 @subsection Why Conditionals are Used
1908
1909 Generally there are three kinds of reason to use a conditional.
1910
1911 @itemize @bullet
1912 @item
1913 A program may need to use different code depending on the machine or
1914 operating system it is to run on.  In some cases the code for one
1915 operating system may be erroneous on another operating system; for
1916 example, it might refer to library routines that do not exist on the
1917 other system.  When this happens, it is not enough to avoid executing
1918 the invalid code: merely having it in the program makes it impossible
1919 to link the program and run it.  With a preprocessing conditional, the
1920 offending code can be effectively excised from the program when it is
1921 not valid.
1922
1923 @item
1924 You may want to be able to compile the same source file into two
1925 different programs.  Sometimes the difference between the programs is
1926 that one makes frequent time-consuming consistency checks on its
1927 intermediate data, or prints the values of those data for debugging,
1928 while the other does not.
1929
1930 @item
1931 A conditional whose condition is always false is a good way to exclude
1932 code from the program but keep it as a sort of comment for future
1933 reference.
1934 @end itemize
1935
1936 Most simple programs that are intended to run on only one machine will
1937 not need to use preprocessing conditionals.
1938
1939 @node Conditional Syntax
1940 @subsection Syntax of Conditionals
1941
1942 @findex #if
1943 A conditional in the C preprocessor begins with a @dfn{conditional
1944 directive}: @samp{#if}, @samp{#ifdef} or @samp{#ifndef}.
1945 @xref{Conditionals-Macros}, for information on @samp{#ifdef} and
1946 @samp{#ifndef}; only @samp{#if} is explained here.
1947
1948 @menu
1949 * If: #if Directive.     Basic conditionals using @samp{#if} and @samp{#endif}.
1950 * Else: #else Directive. Including some text if the condition fails.
1951 * Elif: #elif Directive. Testing several alternative possibilities.
1952 @end menu
1953
1954 @node #if Directive
1955 @subsubsection The @samp{#if} Directive
1956
1957 The @samp{#if} directive in its simplest form consists of
1958
1959 @example
1960 #if @var{expression}
1961 @var{controlled text}
1962 #endif /* @var{expression} */
1963 @end example
1964
1965 The comment following the @samp{#endif} is not required, but it is a good
1966 practice because it helps people match the @samp{#endif} to the
1967 corresponding @samp{#if}.  Such comments should always be used, except in
1968 short conditionals that are not nested.  In fact, you can put anything at
1969 all after the @samp{#endif} and it will be ignored by the GNU C preprocessor,
1970 but only comments are acceptable in ANSI Standard C@.
1971
1972 @var{expression} is a C expression of integer type, subject to stringent
1973 restrictions.  It may contain
1974
1975 @itemize @bullet
1976 @item
1977 Integer constants, which are all regarded as @code{long} or
1978 @code{unsigned long}.
1979
1980 @item
1981 Character constants, which are interpreted according to the character
1982 set and conventions of the machine and operating system on which the
1983 preprocessor is running.  The GNU C preprocessor uses the C data type
1984 @samp{char} for these character constants; therefore, whether some
1985 character codes are negative is determined by the C compiler used to
1986 compile the preprocessor.  If it treats @samp{char} as signed, then
1987 character codes large enough to set the sign bit will be considered
1988 negative; otherwise, no character code is considered negative.
1989
1990 @item
1991 Arithmetic operators for addition, subtraction, multiplication,
1992 division, bitwise operations, shifts, comparisons, and logical
1993 operations (@samp{&&} and @samp{||}).
1994
1995 @item
1996 Identifiers that are not macros, which are all treated as zero(!).
1997
1998 @item
1999 Macro calls.  All macro calls in the expression are expanded before
2000 actual computation of the expression's value begins.
2001 @end itemize
2002
2003 Note that @samp{sizeof} operators and @code{enum}-type values are not allowed.
2004 @code{enum}-type values, like all other identifiers that are not taken
2005 as macro calls and expanded, are treated as zero.
2006
2007 The @var{controlled text} inside of a conditional can include
2008 preprocessing directives.  Then the directives inside the conditional are
2009 obeyed only if that branch of the conditional succeeds.  The text can
2010 also contain other conditional groups.  However, the @samp{#if} and
2011 @samp{#endif} directives must balance.
2012
2013 @node #else Directive
2014 @subsubsection The @samp{#else} Directive
2015
2016 @findex #else
2017 The @samp{#else} directive can be added to a conditional to provide
2018 alternative text to be used if the condition is false.  This is what
2019 it looks like:
2020
2021 @example
2022 #if @var{expression}
2023 @var{text-if-true}
2024 #else /* Not @var{expression} */
2025 @var{text-if-false}
2026 #endif /* Not @var{expression} */
2027 @end example
2028
2029 If @var{expression} is nonzero, and thus the @var{text-if-true} is 
2030 active, then @samp{#else} acts like a failing conditional and the
2031 @var{text-if-false} is ignored.  Contrariwise, if the @samp{#if}
2032 conditional fails, the @var{text-if-false} is considered included.
2033
2034 @node #elif Directive
2035 @subsubsection The @samp{#elif} Directive
2036
2037 @findex #elif
2038 One common case of nested conditionals is used to check for more than two
2039 possible alternatives.  For example, you might have
2040
2041 @example
2042 #if X == 1
2043 @dots{}
2044 #else /* X != 1 */
2045 #if X == 2
2046 @dots{}
2047 #else /* X != 2 */
2048 @dots{}
2049 #endif /* X != 2 */
2050 #endif /* X != 1 */
2051 @end example
2052
2053 Another conditional directive, @samp{#elif}, allows this to be abbreviated
2054 as follows:
2055
2056 @example
2057 #if X == 1
2058 @dots{}
2059 #elif X == 2
2060 @dots{}
2061 #else /* X != 2 and X != 1*/
2062 @dots{}
2063 #endif /* X != 2 and X != 1*/
2064 @end example
2065
2066 @samp{#elif} stands for ``else if''.  Like @samp{#else}, it goes in the
2067 middle of a @samp{#if}-@samp{#endif} pair and subdivides it; it does not
2068 require a matching @samp{#endif} of its own.  Like @samp{#if}, the
2069 @samp{#elif} directive includes an expression to be tested.
2070
2071 The text following the @samp{#elif} is processed only if the original
2072 @samp{#if}-condition failed and the @samp{#elif} condition succeeds.
2073 More than one @samp{#elif} can go in the same @samp{#if}-@samp{#endif}
2074 group.  Then the text after each @samp{#elif} is processed only if the
2075 @samp{#elif} condition succeeds after the original @samp{#if} and any
2076 previous @samp{#elif} directives within it have failed.  @samp{#else} is
2077 equivalent to @samp{#elif 1}, and @samp{#else} is allowed after any
2078 number of @samp{#elif} directives, but @samp{#elif} may not follow
2079 @samp{#else}.
2080
2081 @node Deleted Code
2082 @subsection Keeping Deleted Code for Future Reference
2083 @cindex commenting out code
2084
2085 If you replace or delete a part of the program but want to keep the old
2086 code around as a comment for future reference, the easy way to do this
2087 is to put @samp{#if 0} before it and @samp{#endif} after it.  This is
2088 better than using comment delimiters @samp{/*} and @samp{*/} since those
2089 won't work if the code already contains comments (C comments do not
2090 nest).
2091
2092 This works even if the code being turned off contains conditionals, but
2093 they must be entire conditionals (balanced @samp{#if} and @samp{#endif}).
2094
2095 Conversely, do not use @samp{#if 0} for comments which are not C code.
2096 Use the comment delimiters @samp{/*} and @samp{*/} instead.  The
2097 interior of @samp{#if 0} must consist of complete tokens; in particular,
2098 singlequote characters must balance.  But comments often contain
2099 unbalanced singlequote characters (known in English as apostrophes).
2100 These confuse @samp{#if 0}.  They do not confuse @samp{/*}.
2101
2102 @node Conditionals-Macros
2103 @subsection Conditionals and Macros
2104
2105 Conditionals are useful in connection with macros or assertions, because
2106 those are the only ways that an expression's value can vary from one
2107 compilation to another.  A @samp{#if} directive whose expression uses no
2108 macros or assertions is equivalent to @samp{#if 1} or @samp{#if 0}; you
2109 might as well determine which one, by computing the value of the
2110 expression yourself, and then simplify the program.
2111
2112 For example, here is a conditional that tests the expression
2113 @samp{BUFSIZE == 1020}, where @samp{BUFSIZE} must be a macro.
2114
2115 @example
2116 #if BUFSIZE == 1020
2117   printf ("Large buffers!\n");
2118 #endif /* BUFSIZE is large */
2119 @end example
2120
2121 (Programmers often wish they could test the size of a variable or data
2122 type in @samp{#if}, but this does not work.  The preprocessor does not
2123 understand @code{sizeof}, or typedef names, or even the type keywords
2124 such as @code{int}.)
2125
2126 @findex defined
2127 The special operator @samp{defined} is used in @samp{#if} expressions to
2128 test whether a certain name is defined as a macro.  Either @samp{defined
2129 @var{name}} or @samp{defined (@var{name})} is an expression whose value
2130 is 1 if @var{name} is defined as macro at the current point in the
2131 program, and 0 otherwise.  For the @samp{defined} operator it makes no
2132 difference what the definition of the macro is; all that matters is
2133 whether there is a definition.  Thus, for example,@refill
2134
2135 @example
2136 #if defined (vax) || defined (ns16000)
2137 @end example
2138
2139 @noindent
2140 would succeed if either of the names @samp{vax} and @samp{ns16000} is
2141 defined as a macro.  You can test the same condition using assertions
2142 (@pxref{Assertions}), like this:
2143
2144 @example
2145 #if #cpu (vax) || #cpu (ns16000)
2146 @end example
2147
2148 If a macro is defined and later undefined with @samp{#undef},
2149 subsequent use of the @samp{defined} operator returns 0, because
2150 the name is no longer defined.  If the macro is defined again with
2151 another @samp{#define}, @samp{defined} will recommence returning 1.
2152
2153 @findex #ifdef
2154 @findex #ifndef
2155 Conditionals that test whether just one name is defined are very common,
2156 so there are two special short conditional directives for this case.
2157
2158 @table @code
2159 @item #ifdef @var{name}
2160 is equivalent to @samp{#if defined (@var{name})}.
2161
2162 @item #ifndef @var{name}
2163 is equivalent to @samp{#if ! defined (@var{name})}.
2164 @end table
2165
2166 Macro definitions can vary between compilations for several reasons.
2167
2168 @itemize @bullet
2169 @item
2170 Some macros are predefined on each kind of machine.  For example, on a
2171 Vax, the name @samp{vax} is a predefined macro.  On other machines, it
2172 would not be defined.
2173
2174 @item
2175 Many more macros are defined by system header files.  Different
2176 systems and machines define different macros, or give them different
2177 values.  It is useful to test these macros with conditionals to avoid
2178 using a system feature on a machine where it is not implemented.
2179
2180 @item
2181 Macros are a common way of allowing users to customize a program for
2182 different machines or applications.  For example, the macro
2183 @samp{BUFSIZE} might be defined in a configuration file for your
2184 program that is included as a header file in each source file.  You
2185 would use @samp{BUFSIZE} in a preprocessing conditional in order to
2186 generate different code depending on the chosen configuration.
2187
2188 @item
2189 Macros can be defined or undefined with @samp{-D} and @samp{-U}
2190 command options when you compile the program.  You can arrange to
2191 compile the same source file into two different programs by choosing
2192 a macro name to specify which program you want, writing conditionals
2193 to test whether or how this macro is defined, and then controlling
2194 the state of the macro with compiler command options.
2195 @xref{Invocation}.
2196 @end itemize
2197
2198 @ifinfo
2199 Assertions are usually predefined, but can be defined with preprocessor
2200 directives or command-line options.
2201 @end ifinfo
2202
2203 @node Assertions
2204 @subsection Assertions
2205
2206 @cindex assertions
2207 @dfn{Assertions} are a more systematic alternative to macros in writing
2208 conditionals to test what sort of computer or system the compiled
2209 program will run on.  Assertions are usually predefined, but you can
2210 define them with preprocessing directives or command-line options.
2211
2212 @cindex predicates
2213 The macros traditionally used to describe the type of target are not
2214 classified in any way according to which question they answer; they may
2215 indicate a hardware architecture, a particular hardware model, an
2216 operating system, a particular version of an operating system, or
2217 specific configuration options.  These are jumbled together in a single
2218 namespace.  In contrast, each assertion consists of a named question and
2219 an answer.  The question is usually called the @dfn{predicate}.
2220 An assertion looks like this:
2221
2222 @example
2223 #@var{predicate} (@var{answer})
2224 @end example
2225
2226 @noindent
2227 You must use a properly formed identifier for @var{predicate}.  The
2228 value of @var{answer} can be any sequence of words; all characters are
2229 significant except for leading and trailing whitespace, and differences
2230 in internal whitespace sequences are ignored.  Thus, @samp{x + y} is
2231 different from @samp{x+y} but equivalent to @samp{x + y}.  @samp{)} is
2232 not allowed in an answer.
2233
2234 @cindex testing predicates
2235 Here is a conditional to test whether the answer @var{answer} is asserted
2236 for the predicate @var{predicate}:
2237
2238 @example
2239 #if #@var{predicate} (@var{answer})
2240 @end example
2241
2242 @noindent
2243 There may be more than one answer asserted for a given predicate.  If
2244 you omit the answer, you can test whether @emph{any} answer is asserted
2245 for @var{predicate}:
2246
2247 @example
2248 #if #@var{predicate}
2249 @end example
2250
2251 @findex #system
2252 @findex #machine
2253 @findex #cpu
2254 Most of the time, the assertions you test will be predefined assertions.
2255 GNU C provides three predefined predicates: @code{system}, @code{cpu},
2256 and @code{machine}.  @code{system} is for assertions about the type of
2257 software, @code{cpu} describes the type of computer architecture, and
2258 @code{machine} gives more information about the computer.  For example,
2259 on a GNU system, the following assertions would be true:
2260
2261 @example
2262 #system (gnu)
2263 #system (mach)
2264 #system (mach 3)
2265 #system (mach 3.@var{subversion})
2266 #system (hurd)
2267 #system (hurd @var{version})
2268 @end example
2269
2270 @noindent
2271 and perhaps others.  The alternatives with
2272 more or less version information let you ask more or less detailed
2273 questions about the type of system software.
2274
2275 On a Unix system, you would find @code{#system (unix)} and perhaps one of:
2276 @code{#system (aix)}, @code{#system (bsd)}, @code{#system (hpux)},
2277 @code{#system (lynx)}, @code{#system (mach)}, @code{#system (posix)},
2278 @code{#system (svr3)}, @code{#system (svr4)}, or @code{#system (xpg4)}
2279 with possible version numbers following.
2280
2281 Other values for @code{system} are @code{#system (mvs)}
2282 and @code{#system (vms)}.
2283
2284 @strong{Portability note:} Many Unix C compilers provide only one answer
2285 for the @code{system} assertion: @code{#system (unix)}, if they support
2286 assertions at all.  This is less than useful.
2287
2288 An assertion with a multi-word answer is completely different from several
2289 assertions with individual single-word answers.  For example, the presence
2290 of @code{system (mach 3.0)} does not mean that @code{system (3.0)} is true.
2291 It also does not directly imply @code{system (mach)}, but in GNU C, that
2292 last will normally be asserted as well.
2293
2294 The current list of possible assertion values for @code{cpu} is:
2295 @code{#cpu (a29k)}, @code{#cpu (alpha)}, @code{#cpu (arm)}, @code{#cpu
2296 (clipper)}, @code{#cpu (convex)}, @code{#cpu (elxsi)}, @code{#cpu
2297 (tron)}, @code{#cpu (h8300)}, @code{#cpu (i370)}, @code{#cpu (i386)},
2298 @code{#cpu (i860)}, @code{#cpu (i960)}, @code{#cpu (m68k)}, @code{#cpu
2299 (m88k)}, @code{#cpu (mips)}, @code{#cpu (ns32k)}, @code{#cpu (hppa)},
2300 @code{#cpu (pyr)}, @code{#cpu (ibm032)}, @code{#cpu (rs6000)},
2301 @code{#cpu (sh)}, @code{#cpu (sparc)}, @code{#cpu (spur)}, @code{#cpu
2302 (tahoe)}, @code{#cpu (vax)}, @code{#cpu (we32000)}.
2303
2304 @findex #assert
2305 You can create assertions within a C program using @samp{#assert}, like
2306 this:
2307
2308 @example
2309 #assert @var{predicate} (@var{answer})
2310 @end example
2311
2312 @noindent
2313 (Note the absence of a @samp{#} before @var{predicate}.)
2314
2315 @cindex unassert
2316 @cindex assertions, undoing
2317 @cindex retracting assertions
2318 @findex #unassert
2319 Each time you do this, you assert a new true answer for @var{predicate}.
2320 Asserting one answer does not invalidate previously asserted answers;
2321 they all remain true.  The only way to remove an assertion is with
2322 @samp{#unassert}.  @samp{#unassert} has the same syntax as
2323 @samp{#assert}.  You can also remove all assertions about
2324 @var{predicate} like this:
2325
2326 @example
2327 #unassert @var{predicate}
2328 @end example
2329
2330 You can also add or cancel assertions using command options
2331 when you run @code{gcc} or @code{cpp}.  @xref{Invocation}.
2332
2333 @node #error Directive
2334 @subsection The @samp{#error} and @samp{#warning} Directives
2335
2336 @findex #error
2337 The directive @samp{#error} causes the preprocessor to report a fatal
2338 error.  The rest of the line that follows @samp{#error} is used as the
2339 error message.  The line must consist of complete tokens.
2340
2341 You would use @samp{#error} inside of a conditional that detects a
2342 combination of parameters which you know the program does not properly
2343 support.  For example, if you know that the program will not run
2344 properly on a Vax, you might write
2345
2346 @smallexample
2347 @group
2348 #ifdef __vax__
2349 #error "Won't work on Vaxen.  See comments at get_last_object."
2350 #endif
2351 @end group
2352 @end smallexample
2353
2354 @noindent
2355 @xref{Nonstandard Predefined}, for why this works.
2356
2357 If you have several configuration parameters that must be set up by
2358 the installation in a consistent way, you can use conditionals to detect
2359 an inconsistency and report it with @samp{#error}.  For example,
2360
2361 @smallexample
2362 #if HASH_TABLE_SIZE % 2 == 0 || HASH_TABLE_SIZE % 3 == 0 \
2363     || HASH_TABLE_SIZE % 5 == 0
2364 #error HASH_TABLE_SIZE should not be divisible by a small prime
2365 #endif
2366 @end smallexample
2367
2368 @findex #warning
2369 The directive @samp{#warning} is like the directive @samp{#error}, but causes
2370 the preprocessor to issue a warning and continue preprocessing.  The rest of
2371 the line that follows @samp{#warning} is used as the warning message.
2372
2373 You might use @samp{#warning} in obsolete header files, with a message
2374 directing the user to the header file which should be used instead.
2375
2376 @node Combining Sources, Other Directives, Conditionals, Top
2377 @section Combining Source Files
2378
2379 @cindex line control
2380 One of the jobs of the C preprocessor is to inform the C compiler of where
2381 each line of C code came from: which source file and which line number.
2382
2383 C code can come from multiple source files if you use @samp{#include};
2384 both @samp{#include} and the use of conditionals and macros can cause
2385 the line number of a line in the preprocessor output to be different
2386 from the line's number in the original source file.  You will appreciate
2387 the value of making both the C compiler (in error messages) and symbolic
2388 debuggers such as GDB use the line numbers in your source file.
2389
2390 The C preprocessor builds on this feature by offering a directive by which
2391 you can control the feature explicitly.  This is useful when a file for
2392 input to the C preprocessor is the output from another program such as the
2393 @code{bison} parser generator, which operates on another file that is the
2394 true source file.  Parts of the output from @code{bison} are generated from
2395 scratch, other parts come from a standard parser file.  The rest are copied
2396 nearly verbatim from the source file, but their line numbers in the
2397 @code{bison} output are not the same as their original line numbers.
2398 Naturally you would like compiler error messages and symbolic debuggers to
2399 know the original source file and line number of each line in the
2400 @code{bison} input.
2401
2402 @findex #line
2403 @code{bison} arranges this by writing @samp{#line} directives into the output
2404 file.  @samp{#line} is a directive that specifies the original line number
2405 and source file name for subsequent input in the current preprocessor input
2406 file.  @samp{#line} has three variants:
2407
2408 @table @code
2409 @item #line @var{linenum}
2410 Here @var{linenum} is a decimal integer constant.  This specifies that
2411 the line number of the following line of input, in its original source file,
2412 was @var{linenum}.
2413
2414 @item #line @var{linenum} @var{filename}
2415 Here @var{linenum} is a decimal integer constant and @var{filename}
2416 is a string constant.  This specifies that the following line of input
2417 came originally from source file @var{filename} and its line number there
2418 was @var{linenum}.  Keep in mind that @var{filename} is not just a
2419 file name; it is surrounded by doublequote characters so that it looks
2420 like a string constant.
2421
2422 @item #line @var{anything else}
2423 @var{anything else} is checked for macro calls, which are expanded.
2424 The result should be a decimal integer constant followed optionally
2425 by a string constant, as described above.
2426 @end table
2427
2428 @samp{#line} directives alter the results of the @samp{__FILE__} and
2429 @samp{__LINE__} predefined macros from that point on.  @xref{Standard
2430 Predefined}.
2431
2432 The output of the preprocessor (which is the input for the rest of the
2433 compiler) contains directives that look much like @samp{#line} directives.
2434 They start with just @samp{#} instead of @samp{#line}, but this is
2435 followed by a line number and file name as in @samp{#line}.  @xref{Output}.
2436
2437 @node Other Directives, Output, Combining Sources, Top
2438 @section Miscellaneous Preprocessing Directives
2439
2440 @cindex null directive
2441 This section describes three additional preprocessing directives.  They are
2442 not very useful, but are mentioned for completeness.
2443
2444 The @dfn{null directive} consists of a @samp{#} followed by a Newline, with
2445 only whitespace (including comments) in between.  A null directive is
2446 understood as a preprocessing directive but has no effect on the preprocessor
2447 output.  The primary significance of the existence of the null directive is
2448 that an input line consisting of just a @samp{#} will produce no output,
2449 rather than a line of output containing just a @samp{#}.  Supposedly
2450 some old C programs contain such lines.
2451
2452 @findex #pragma
2453 The ANSI standard specifies that the effect of the @samp{#pragma}
2454 directive is implementation-defined.  In the GNU C preprocessor,
2455 @samp{#pragma} directives are not used, except for @samp{#pragma once}
2456 (@pxref{Once-Only}).  However, they are left in the preprocessor output,
2457 so they are available to the compilation pass.
2458
2459 @findex #ident
2460 The @samp{#ident} directive is supported for compatibility with certain
2461 other systems.  It is followed by a line of text.  On some systems, the
2462 text is copied into a special place in the object file; on most systems,
2463 the text is ignored and this directive has no effect.  Typically
2464 @samp{#ident} is only used in header files supplied with those systems
2465 where it is meaningful.
2466
2467 @node Output, Invocation, Other Directives, Top
2468 @section C Preprocessor Output
2469
2470 @cindex output format
2471 The output from the C preprocessor looks much like the input, except
2472 that all preprocessing directive lines have been replaced with blank lines
2473 and all comments with spaces.  Whitespace within a line is not altered;
2474 however, unless @samp{-traditional} is used, spaces may be inserted into
2475 the expansions of macro calls to prevent tokens from being concatenated.
2476
2477 Source file name and line number information is conveyed by lines of
2478 the form
2479
2480 @example
2481 # @var{linenum} @var{filename} @var{flags}
2482 @end example
2483
2484 @noindent
2485 which are inserted as needed into the middle of the input (but never
2486 within a string or character constant).  Such a line means that the
2487 following line originated in file @var{filename} at line @var{linenum}.
2488
2489 After the file name comes zero or more flags, which are @samp{1},
2490 @samp{2}, @samp{3}, or @samp{4}.  If there are multiple flags, spaces separate
2491 them.  Here is what the flags mean:
2492
2493 @table @samp
2494 @item 1
2495 This indicates the start of a new file.
2496 @item 2
2497 This indicates returning to a file (after having included another file).
2498 @item 3
2499 This indicates that the following text comes from a system header file,
2500 so certain warnings should be suppressed.
2501 @item 4
2502 This indicates that the following text should be treated as C@.
2503 @c maybe cross reference NO_IMPLICIT_EXTERN_C
2504 @end table
2505
2506 @node Invocation, Concept Index, Output, Top
2507 @section Invoking the C Preprocessor
2508 @cindex invocation of the preprocessor
2509
2510 Most often when you use the C preprocessor you will not have to invoke it
2511 explicitly: the C compiler will do so automatically.  However, the
2512 preprocessor is sometimes useful on its own.
2513
2514 The C preprocessor expects two file names as arguments, @var{infile} and
2515 @var{outfile}.  The preprocessor reads @var{infile} together with any other
2516 files it specifies with @samp{#include}.  All the output generated by the
2517 combined input files is written in @var{outfile}.
2518
2519 Either @var{infile} or @var{outfile} may be @samp{-}, which as @var{infile}
2520 means to read from standard input and as @var{outfile} means to write to
2521 standard output.  Also, if @var{outfile} or both file names are omitted,
2522 the standard output and standard input are used for the omitted file names.
2523
2524 @cindex options
2525 Here is a table of command options accepted by the C preprocessor.
2526 These options can also be given when compiling a C program; they are
2527 passed along automatically to the preprocessor when it is invoked by the
2528 compiler.
2529
2530 @table @samp
2531 @item -P
2532 @findex -P
2533 Inhibit generation of @samp{#}-lines with line-number information in
2534 the output from the preprocessor (@pxref{Output}).  This might be
2535 useful when running the preprocessor on something that is not C code
2536 and will be sent to a program which might be confused by the
2537 @samp{#}-lines.
2538
2539 @item -C
2540 @findex -C
2541 Do not discard comments: pass them through to the output file.
2542 Comments appearing in arguments of a macro call will be copied to the
2543 output before the expansion of the macro call.
2544
2545 @item -traditional
2546 @findex -traditional
2547 Try to imitate the behavior of old-fashioned C, as opposed to ANSI C@.
2548
2549 @itemize @bullet
2550 @item
2551 Traditional macro expansion pays no attention to singlequote or
2552 doublequote characters; macro argument symbols are replaced by the
2553 argument values even when they appear within apparent string or
2554 character constants.
2555
2556 @item
2557 Traditionally, it is permissible for a macro expansion to end in the
2558 middle of a string or character constant.  The constant continues into
2559 the text surrounding the macro call.
2560
2561 @item
2562 However, traditionally the end of the line terminates a string or
2563 character constant, with no error.
2564
2565 @item
2566 In traditional C, a comment is equivalent to no text at all.  (In ANSI
2567 C, a comment counts as whitespace.)
2568
2569 @item
2570 Traditional C does not have the concept of a ``preprocessing number''.
2571 It considers @samp{1.0e+4} to be three tokens: @samp{1.0e}, @samp{+},
2572 and @samp{4}.
2573
2574 @item
2575 A macro is not suppressed within its own definition, in traditional C@.
2576 Thus, any macro that is used recursively inevitably causes an error.
2577
2578 @item
2579 The character @samp{#} has no special meaning within a macro definition
2580 in traditional C@.
2581
2582 @item
2583 In traditional C, the text at the end of a macro expansion can run
2584 together with the text after the macro call, to produce a single token.
2585 (This is impossible in ANSI C@.)
2586
2587 @item
2588 Traditionally, @samp{\} inside a macro argument suppresses the syntactic
2589 significance of the following character.
2590 @end itemize
2591
2592 @item -trigraphs
2593 @findex -trigraphs
2594 Process ANSI standard trigraph sequences.  These are three-character
2595 sequences, all starting with @samp{??}, that are defined by ANSI C to
2596 stand for single characters.  For example, @samp{??/} stands for
2597 @samp{\}, so @samp{'??/n'} is a character constant for a newline.
2598 Strictly speaking, the GNU C preprocessor does not support all
2599 programs in ANSI Standard C unless @samp{-trigraphs} is used, but if
2600 you ever notice the difference it will be with relief.
2601
2602 You don't want to know any more about trigraphs.
2603
2604 @item -pedantic
2605 @findex -pedantic
2606 Issue warnings required by the ANSI C standard in certain cases such
2607 as when text other than a comment follows @samp{#else} or @samp{#endif}.
2608
2609 @item -pedantic-errors
2610 @findex -pedantic-errors
2611 Like @samp{-pedantic}, except that errors are produced rather than
2612 warnings.
2613
2614 @item -Wtrigraphs
2615 @findex -Wtrigraphs
2616 Warn if any trigraphs are encountered (assuming they are enabled).
2617
2618 @item -Wcomment
2619 @findex -Wcomment
2620 @ignore
2621 @c "Not worth documenting" both singular and plural forms of this
2622 @c option, per RMS.  But also unclear which is better; hence may need to
2623 @c switch this at some future date.  pesch@cygnus.com, 2jan92.
2624 @itemx -Wcomments
2625 (Both forms have the same effect).
2626 @end ignore
2627 Warn whenever a comment-start sequence @samp{/*} appears in a @samp{/*}
2628 comment, or whenever a Backslash-Newline appears in a @samp{//} comment.
2629
2630 @item -Wall
2631 @findex -Wall
2632 Requests both @samp{-Wtrigraphs} and @samp{-Wcomment} (but not
2633 @samp{-Wtraditional} or @samp{-Wundef}). 
2634
2635 @item -Wtraditional
2636 @findex -Wtraditional
2637 Warn about certain constructs that behave differently in traditional and
2638 ANSI C@.
2639
2640 @item -Wundef
2641 @findex -Wundef
2642 Warn if an undefined identifier is evaluated in an @samp{#if} directive.
2643
2644 @item -I @var{directory}
2645 @findex -I
2646 Add the directory @var{directory} to the head of the list of
2647 directories to be searched for header files (@pxref{Include Syntax}).
2648 This can be used to override a system header file, substituting your
2649 own version, since these directories are searched before the system
2650 header file directories.  If you use more than one @samp{-I} option,
2651 the directories are scanned in left-to-right order; the standard
2652 system directories come after.
2653
2654 @item -I-
2655 Any directories specified with @samp{-I} options before the @samp{-I-}
2656 option are searched only for the case of @samp{#include "@var{file}"};
2657 they are not searched for @samp{#include <@var{file}>}.
2658
2659 If additional directories are specified with @samp{-I} options after
2660 the @samp{-I-}, these directories are searched for all @samp{#include}
2661 directives.
2662
2663 In addition, the @samp{-I-} option inhibits the use of the current
2664 directory as the first search directory for @samp{#include "@var{file}"}.
2665 Therefore, the current directory is searched only if it is requested
2666 explicitly with @samp{-I.}.  Specifying both @samp{-I-} and @samp{-I.}
2667 allows you to control precisely which directories are searched before
2668 the current one and which are searched after.
2669
2670 @item -nostdinc
2671 @findex -nostdinc
2672 Do not search the standard system directories for header files.
2673 Only the directories you have specified with @samp{-I} options
2674 (and the current directory, if appropriate) are searched.
2675
2676 @item -nostdinc++
2677 @findex -nostdinc++
2678 Do not search for header files in the C++-specific standard directories,
2679 but do still search the other standard directories.
2680 (This option is used when building libg++.)
2681
2682 @item -D @var{name}
2683 @findex -D
2684 Predefine @var{name} as a macro, with definition @samp{1}.
2685
2686 @item -D @var{name}=@var{definition}
2687 Predefine @var{name} as a macro, with definition @var{definition}.
2688 There are no restrictions on the contents of @var{definition}, but if
2689 you are invoking the preprocessor from a shell or shell-like program you
2690 may need to use the shell's quoting syntax to protect characters such as
2691 spaces that have a meaning in the shell syntax.  If you use more than
2692 one @samp{-D} for the same @var{name}, the rightmost definition takes
2693 effect.
2694
2695 @item -U @var{name}
2696 @findex -U
2697 Do not predefine @var{name}.  If both @samp{-U} and @samp{-D} are
2698 specified for one name, the @samp{-U} beats the @samp{-D} and the name
2699 is not predefined.
2700
2701 @item -undef
2702 @findex -undef
2703 Do not predefine any nonstandard macros.
2704
2705 @item -A @var{predicate}(@var{answer})
2706 @findex -A
2707 Make an assertion with the predicate @var{predicate} and answer
2708 @var{answer}.  @xref{Assertions}.
2709
2710 @noindent
2711 You can use @samp{-A-} to disable all predefined assertions; it also
2712 undefines all predefined macros that identify the type of target system.
2713
2714 @item -dM
2715 @findex -dM
2716 Instead of outputting the result of preprocessing, output a list of
2717 @samp{#define} directives for all the macros defined during the
2718 execution of the preprocessor, including predefined macros.  This gives
2719 you a way of finding out what is predefined in your version of the
2720 preprocessor; assuming you have no file @samp{foo.h}, the command
2721
2722 @example
2723 touch foo.h; cpp -dM foo.h
2724 @end example
2725
2726 @noindent 
2727 will show the values of any predefined macros.
2728
2729 @item -dD
2730 @findex -dD
2731 Like @samp{-dM} except in two respects: it does @emph{not} include the
2732 predefined macros, and it outputs @emph{both} the @samp{#define}
2733 directives and the result of preprocessing.  Both kinds of output go to
2734 the standard output file.
2735
2736 @item -M [-MG]
2737 @findex -M
2738 Instead of outputting the result of preprocessing, output a rule
2739 suitable for @code{make} describing the dependencies of the main
2740 source file.  The preprocessor outputs one @code{make} rule containing
2741 the object file name for that source file, a colon, and the names of
2742 all the included files.  If there are many included files then the
2743 rule is split into several lines using @samp{\}-newline.
2744
2745 @samp{-MG} says to treat missing header files as generated files and assume
2746 they live in the same directory as the source file.  It must be specified
2747 in addition to @samp{-M}.
2748
2749 This feature is used in automatic updating of makefiles.
2750
2751 @item -MM [-MG]
2752 @findex -MM
2753 Like @samp{-M} but mention only the files included with @samp{#include
2754 "@var{file}"}.  System header files included with @samp{#include
2755 <@var{file}>} are omitted.
2756
2757 @item -MD @var{file}
2758 @findex -MD
2759 Like @samp{-M} but the dependency information is written to @var{file}.
2760 This is in addition to compiling the file as specified---@samp{-MD} does
2761 not inhibit ordinary compilation the way @samp{-M} does.
2762
2763 When invoking gcc, do not specify the @var{file} argument.
2764 Gcc will create file names made by replacing ".c" with ".d" at
2765 the end of the input file names.
2766
2767 In Mach, you can use the utility @code{md} to merge multiple dependency
2768 files into a single dependency file suitable for using with the @samp{make}
2769 command.
2770
2771 @item -MMD @var{file}
2772 @findex -MMD
2773 Like @samp{-MD} except mention only user header files, not system
2774 header files.
2775
2776 @item -H
2777 @findex -H
2778 Print the name of each header file used, in addition to other normal
2779 activities.
2780
2781 @item -imacros @var{file}
2782 @findex -imacros
2783 Process @var{file} as input, discarding the resulting output, before
2784 processing the regular input file.  Because the output generated from
2785 @var{file} is discarded, the only effect of @samp{-imacros @var{file}}
2786 is to make the macros defined in @var{file} available for use in the
2787 main input.
2788
2789 @item -include @var{file}
2790 @findex -include
2791 Process @var{file} as input, and include all the resulting output,
2792 before processing the regular input file.  
2793
2794 @item -idirafter @var{dir}
2795 @findex -idirafter
2796 @cindex second include path
2797 Add the directory @var{dir} to the second include path.  The directories
2798 on the second include path are searched when a header file is not found
2799 in any of the directories in the main include path (the one that
2800 @samp{-I} adds to).
2801
2802 @item -iprefix @var{prefix}
2803 @findex -iprefix
2804 Specify @var{prefix} as the prefix for subsequent @samp{-iwithprefix}
2805 options.
2806
2807 @item -iwithprefix @var{dir}
2808 @findex -iwithprefix
2809 Add a directory to the second include path.  The directory's name is
2810 made by concatenating @var{prefix} and @var{dir}, where @var{prefix}
2811 was specified previously with @samp{-iprefix}.
2812
2813 @item -isystem @var{dir}
2814 @findex -isystem
2815 Add a directory to the beginning of the second include path, marking it
2816 as a system directory, so that it gets the same special treatment as
2817 is applied to the standard system directories.
2818
2819 @item -lang-c
2820 @itemx -lang-c89
2821 @itemx -lang-c++
2822 @itemx -lang-objc
2823 @itemx -lang-objc++
2824 @findex -lang-c
2825 @findex -lang-c89
2826 @findex -lang-c++
2827 @findex -lang-objc
2828 @findex -lang-objc++
2829 Specify the source language.  @samp{-lang-c} is the default; it
2830 allows recognition of C++ comments (comments that begin with
2831 @samp{//} and end at end of line) and hexadecimal floating-point constants,
2832 since these features will most likely appear in the next C standard.
2833 @samp{-lang-c89} disables recognition of C++ comments and
2834 hexadecimal floating-point constants.  @samp{-lang-c++}
2835 handles C++ comment syntax and includes extra default include
2836 directories for C++.  @samp{-lang-objc} enables the Objective C
2837 @samp{#import} directive.  @samp{-lang-objc++} enables both C++ and Objective C
2838 extensions.
2839
2840 These options are generated by the compiler driver @code{gcc}, but not
2841 passed from the @samp{gcc} command line unless you use the driver's
2842 @samp{-Wp} option.
2843
2844 @item -lint
2845 Look for commands to the program checker @code{lint} embedded in
2846 comments, and emit them preceded by @samp{#pragma lint}.  For example,
2847 the comment @samp{/* NOTREACHED */} becomes @samp{#pragma lint
2848 NOTREACHED}.
2849
2850 This option is available only when you call @code{cpp} directly;
2851 @code{gcc} will not pass it from its command line.
2852
2853 @item -$
2854 @findex -$
2855 Forbid the use of @samp{$} in identifiers.  This was formerly required
2856 for strict conformance to the C Standard before the standard was
2857 corrected.
2858
2859 This option is available only when you call @code{cpp} directly;
2860 @code{gcc} will not pass it from its command line.
2861
2862 @end table
2863
2864 @node Concept Index, Index, Invocation, Top
2865 @unnumbered Concept Index
2866 @printindex cp
2867
2868 @node Index,, Concept Index, Top
2869 @unnumbered Index of Directives, Macros and Options
2870 @printindex fn
2871
2872 @contents
2873 @bye