OSDN Git Service

* doc/cpp.texi: Exclude entire Top node from printed manual.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / doc / cpp.texi
1 \input texinfo
2 @setfilename cpp.info
3 @settitle The C Preprocessor
4 @setchapternewpage off
5 @c @smallbook
6 @c @cropmarks
7 @c @finalout
8
9 @macro copyrightnotice
10 @c man begin COPYRIGHT
11 Copyright @copyright{} 1987, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996,
12 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002
13 Free Software Foundation, Inc.
14
15 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
16 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.1 or
17 any later version published by the Free Software Foundation.  A copy of
18 the license is included in the
19 @c man end
20 section entitled ``GNU Free Documentation License''.
21 @ignore
22 @c man begin COPYRIGHT
23 man page gfdl(7).
24 @c man end
25 @end ignore
26 @end macro
27
28 @macro covertexts
29 @c man begin COPYRIGHT
30 This manual contains no Invariant Sections.  The Front-Cover Texts are
31 (a) (see below), and the Back-Cover Texts are (b) (see below).
32
33 (a) The FSF's Front-Cover Text is:
34
35      A GNU Manual
36
37 (b) The FSF's Back-Cover Text is:
38
39      You have freedom to copy and modify this GNU Manual, like GNU
40      software.  Copies published by the Free Software Foundation raise
41      funds for GNU development.
42 @c man end
43 @end macro
44
45 @macro gcctabopt{body}
46 @code{\body\}
47 @end macro
48
49 @c Create a separate index for command line options.
50 @defcodeindex op
51 @syncodeindex vr op
52
53 @c Used in cppopts.texi and cppenv.texi.
54 @set cppmanual
55
56 @ifinfo
57 @dircategory Programming
58 @direntry
59 * Cpp: (cpp).                  The GNU C preprocessor.
60 @end direntry
61 @end ifinfo
62
63 @titlepage
64 @title The C Preprocessor
65 @subtitle Last revised April 2001
66 @subtitle for GCC version 3
67 @author Richard M. Stallman
68 @author Zachary Weinberg
69 @page
70 @c There is a fill at the bottom of the page, so we need a filll to
71 @c override it.
72 @vskip 0pt plus 1filll
73 @copyrightnotice{}
74 @covertexts{}
75 @end titlepage
76 @contents
77 @page
78
79 @ifnottex
80 @node Top
81 @top
82 The C preprocessor implements the macro language used to transform C,
83 C++, and Objective-C programs before they are compiled.  It can also be
84 useful on its own.
85
86 @menu
87 * Overview::
88 * Header Files::
89 * Macros::
90 * Conditionals::
91 * Diagnostics::
92 * Line Control::
93 * Pragmas::
94 * Other Directives::
95 * Preprocessor Output::
96 * Traditional Mode::
97 * Implementation Details::
98 * Invocation::
99 * Environment Variables::
100 * GNU Free Documentation License::
101 * Index of Directives::
102 * Option Index::
103 * Concept Index::
104
105 @detailmenu
106  --- The Detailed Node Listing ---
107
108 Overview
109
110 * Initial processing::
111 * Tokenization::
112 * The preprocessing language::
113
114 Header Files
115
116 * Include Syntax::
117 * Include Operation::
118 * Search Path::
119 * Once-Only Headers::
120 * Computed Includes::
121 * Wrapper Headers::
122 * System Headers::
123
124 Macros
125
126 * Object-like Macros::
127 * Function-like Macros::
128 * Macro Arguments::
129 * Stringification::
130 * Concatenation::
131 * Variadic Macros::
132 * Predefined Macros::
133 * Undefining and Redefining Macros::
134 * Directives Within Macro Arguments::
135 * Macro Pitfalls::
136
137 Predefined Macros
138
139 * Standard Predefined Macros::
140 * Common Predefined Macros::
141 * System-specific Predefined Macros::
142 * C++ Named Operators::
143
144 Macro Pitfalls
145
146 * Misnesting::
147 * Operator Precedence Problems::
148 * Swallowing the Semicolon::
149 * Duplication of Side Effects::
150 * Self-Referential Macros::
151 * Argument Prescan::
152 * Newlines in Arguments::
153
154 Conditionals
155
156 * Conditional Uses::
157 * Conditional Syntax::
158 * Deleted Code::
159
160 Conditional Syntax
161
162 * Ifdef::
163 * If::
164 * Defined::
165 * Else::
166 * Elif::
167
168 Implementation Details
169
170 * Implementation-defined behavior::
171 * Implementation limits::
172 * Obsolete Features::
173 * Differences from previous versions::
174
175 Obsolete Features
176
177 * Assertions::
178 * Obsolete once-only headers::
179 * Miscellaneous obsolete features::
180
181 @end detailmenu
182 @end menu
183
184 @copyrightnotice{}
185 @covertexts{}
186 @end ifnottex
187
188 @node Overview
189 @chapter Overview
190 @c man begin DESCRIPTION
191 The C preprocessor, often known as @dfn{cpp}, is a @dfn{macro processor}
192 that is used automatically by the C compiler to transform your program
193 before compilation.  It is called a macro processor because it allows
194 you to define @dfn{macros}, which are brief abbreviations for longer
195 constructs.
196
197 The C preprocessor is intended to be used only with C, C++, and
198 Objective-C source code.  In the past, it has been abused as a general
199 text processor.  It will choke on input which does not obey C's lexical
200 rules.  For example, apostrophes will be interpreted as the beginning of
201 character constants, and cause errors.  Also, you cannot rely on it
202 preserving characteristics of the input which are not significant to
203 C-family languages.  If a Makefile is preprocessed, all the hard tabs
204 will be removed, and the Makefile will not work.
205
206 Having said that, you can often get away with using cpp on things which
207 are not C@.  Other Algol-ish programming languages are often safe
208 (Pascal, Ada, etc.) So is assembly, with caution.  @option{-traditional}
209 mode preserves more white space, and is otherwise more permissive.  Many
210 of the problems can be avoided by writing C or C++ style comments
211 instead of native language comments, and keeping macros simple.
212
213 Wherever possible, you should use a preprocessor geared to the language
214 you are writing in.  Modern versions of the GNU assembler have macro
215 facilities.  Most high level programming languages have their own
216 conditional compilation and inclusion mechanism.  If all else fails,
217 try a true general text processor, such as GNU M4.
218
219 C preprocessors vary in some details.  This manual discusses the GNU C
220 preprocessor, which provides a small superset of the features of ISO
221 Standard C@.  In its default mode, the GNU C preprocessor does not do a
222 few things required by the standard.  These are features which are
223 rarely, if ever, used, and may cause surprising changes to the meaning
224 of a program which does not expect them.  To get strict ISO Standard C,
225 you should use the @option{-std=c89} or @option{-std=c99} options, depending
226 on which version of the standard you want.  To get all the mandatory
227 diagnostics, you must also use @option{-pedantic}.  @xref{Invocation}.
228 @c man end
229
230 @menu
231 * Initial processing::
232 * Tokenization::
233 * The preprocessing language::
234 @end menu
235
236 @node Initial processing
237 @section Initial processing
238
239 The preprocessor performs a series of textual transformations on its
240 input.  These happen before all other processing.  Conceptually, they
241 happen in a rigid order, and the entire file is run through each
242 transformation before the next one begins.  GNU CPP actually does them
243 all at once, for performance reasons.  These transformations correspond
244 roughly to the first three ``phases of translation'' described in the C
245 standard.
246
247 @enumerate
248 @item
249 @cindex character sets
250 @cindex line endings
251 The input file is read into memory and broken into lines.
252
253 GNU CPP expects its input to be a text file, that is, an unstructured
254 stream of ASCII characters, with some characters indicating the end of a
255 line of text.  Extended ASCII character sets, such as ISO Latin-1 or
256 Unicode encoded in UTF-8, are also acceptable.  Character sets that are
257 not strict supersets of seven-bit ASCII will not work.  We plan to add
258 complete support for international character sets in a future release.
259
260 Different systems use different conventions to indicate the end of a
261 line.  GCC accepts the ASCII control sequences @kbd{LF}, @kbd{@w{CR
262 LF}}, @kbd{CR}, and @kbd{@w{LF CR}} as end-of-line markers.  The first
263 three are the canonical sequences used by Unix, DOS and VMS, and the
264 classic Mac OS (before OSX) respectively.  You may therefore safely copy
265 source code written on any of those systems to a different one and use
266 it without conversion.  (GCC may lose track of the current line number
267 if a file doesn't consistently use one convention, as sometimes happens
268 when it is edited on computers with different conventions that share a
269 network file system.)  @kbd{@w{LF CR}} is included because it has been
270 reported as an end-of-line marker under exotic conditions.
271
272 If the last line of any input file lacks an end-of-line marker, the end
273 of the file is considered to implicitly supply one.  The C standard says
274 that this condition provokes undefined behavior, so GCC will emit a
275 warning message.
276
277 @item
278 @cindex trigraphs
279 If trigraphs are enabled, they are replaced by their corresponding
280 single characters.
281
282 These are nine three-character sequences, all starting with @samp{??},
283 that are defined by ISO C to stand for single characters.  They permit
284 obsolete systems that lack some of C's punctuation to use C@.  For
285 example, @samp{??/} stands for @samp{\}, so @t{'??/n'} is a character
286 constant for a newline.  By default, GCC ignores trigraphs, but if you
287 request a strictly conforming mode with the @option{-std} option, then
288 it converts them.
289
290 Trigraphs are not popular and many compilers implement them incorrectly.
291 Portable code should not rely on trigraphs being either converted or
292 ignored.  If you use the @option{-Wall} or @option{-Wtrigraphs} options,
293 GCC will warn you when a trigraph would change the meaning of your
294 program if it were converted.
295
296 In a string constant, you can prevent a sequence of question marks from
297 being confused with a trigraph by inserting a backslash between the
298 question marks.  @t{"(??\?)"} is the string @samp{(???)}, not
299 @samp{(?]}.  Traditional C compilers do not recognize this idiom.
300
301 The nine trigraphs and their replacements are
302
303 @example
304 Trigraph:       ??(  ??)  ??<  ??>  ??=  ??/  ??'  ??!  ??-
305 Replacement:      [    ]    @{    @}    #    \    ^    |    ~
306 @end example
307
308 @item
309 @cindex continued lines
310 @cindex backslash-newline
311 Continued lines are merged into one long line.
312
313 A continued line is a line which ends with a backslash, @samp{\}.  The
314 backslash is removed and the following line is joined with the current
315 one.  No space is inserted, so you may split a line anywhere, even in
316 the middle of a word.  (It is generally more readable to split lines
317 only at white space.)
318
319 The trailing backslash on a continued line is commonly referred to as a
320 @dfn{backslash-newline}.
321
322 If there is white space between a backslash and the end of a line, that
323 is still a continued line.  However, as this is usually the result of an
324 editing mistake, and many compilers will not accept it as a continued
325 line, GCC will warn you about it.
326
327 @item
328 @cindex comments
329 @cindex line comments
330 @cindex block comments
331 All comments are replaced with single spaces.
332
333 There are two kinds of comments.  @dfn{Block comments} begin with
334 @samp{/*} and continue until the next @samp{*/}.  Block comments do not
335 nest:
336
337 @example
338 /* @r{this is} /* @r{one comment} */ @r{text outside comment}
339 @end example
340
341 @dfn{Line comments} begin with @samp{//} and continue to the end of the
342 current line.  Line comments do not nest either, but it does not matter,
343 because they would end in the same place anyway.
344
345 @example
346 // @r{this is} // @r{one comment}
347 @r{text outside comment}
348 @end example
349 @end enumerate
350
351 It is safe to put line comments inside block comments, or vice versa.
352
353 @example
354 @group
355 /* @r{block comment}
356    // @r{contains line comment}
357    @r{yet more comment}
358  */ @r{outside comment}
359
360 // @r{line comment} /* @r{contains block comment} */
361 @end group
362 @end example
363
364 But beware of commenting out one end of a block comment with a line
365 comment.
366
367 @example
368 @group
369  // @r{l.c.}  /* @r{block comment begins}
370     @r{oops! this isn't a comment anymore} */
371 @end group
372 @end example
373
374 Comments are not recognized within string literals.  @t{@w{"/* blah
375 */"}} is the string constant @samp{@w{/* blah */}}, not an empty string.
376
377 Line comments are not in the 1989 edition of the C standard, but they
378 are recognized by GCC as an extension.  In C++ and in the 1999 edition
379 of the C standard, they are an official part of the language.
380
381 Since these transformations happen before all other processing, you can
382 split a line mechanically with backslash-newline anywhere.  You can
383 comment out the end of a line.  You can continue a line comment onto the
384 next line with backslash-newline.  You can even split @samp{/*},
385 @samp{*/}, and @samp{//} onto multiple lines with backslash-newline.
386 For example:
387
388 @example
389 @group
390 /\
391 *
392 */ # /*
393 */ defi\
394 ne FO\
395 O 10\
396 20
397 @end group
398 @end example
399
400 @noindent
401 is equivalent to @code{@w{#define FOO 1020}}.  All these tricks are
402 extremely confusing and should not be used in code intended to be
403 readable.
404
405 There is no way to prevent a backslash at the end of a line from being
406 interpreted as a backslash-newline.  This cannot affect any correct
407 program, however.
408
409 @node Tokenization
410 @section Tokenization
411
412 @cindex tokens
413 @cindex preprocessing tokens
414 After the textual transformations are finished, the input file is
415 converted into a sequence of @dfn{preprocessing tokens}.  These mostly
416 correspond to the syntactic tokens used by the C compiler, but there are
417 a few differences.  White space separates tokens; it is not itself a
418 token of any kind.  Tokens do not have to be separated by white space,
419 but it is often necessary to avoid ambiguities.
420
421 When faced with a sequence of characters that has more than one possible
422 tokenization, the preprocessor is greedy.  It always makes each token,
423 starting from the left, as big as possible before moving on to the next
424 token.  For instance, @code{a+++++b} is interpreted as
425 @code{@w{a ++ ++ + b}}, not as @code{@w{a ++ + ++ b}}, even though the
426 latter tokenization could be part of a valid C program and the former
427 could not.
428
429 Once the input file is broken into tokens, the token boundaries never
430 change, except when the @samp{##} preprocessing operator is used to paste
431 tokens together.  @xref{Concatenation}.  For example,
432
433 @example
434 @group
435 #define foo() bar
436 foo()baz
437      @expansion{} bar baz
438 @emph{not}
439      @expansion{} barbaz
440 @end group
441 @end example
442
443 The compiler does not re-tokenize the preprocessor's output.  Each
444 preprocessing token becomes one compiler token.
445
446 @cindex identifiers
447 Preprocessing tokens fall into five broad classes: identifiers,
448 preprocessing numbers, string literals, punctuators, and other.  An
449 @dfn{identifier} is the same as an identifier in C: any sequence of
450 letters, digits, or underscores, which begins with a letter or
451 underscore.  Keywords of C have no significance to the preprocessor;
452 they are ordinary identifiers.  You can define a macro whose name is a
453 keyword, for instance.  The only identifier which can be considered a
454 preprocessing keyword is @code{defined}.  @xref{Defined}.
455
456 This is mostly true of other languages which use the C preprocessor.
457 However, a few of the keywords of C++ are significant even in the
458 preprocessor.  @xref{C++ Named Operators}.
459
460 In the 1999 C standard, identifiers may contain letters which are not
461 part of the ``basic source character set,'' at the implementation's
462 discretion (such as accented Latin letters, Greek letters, or Chinese
463 ideograms).  This may be done with an extended character set, or the
464 @samp{\u} and @samp{\U} escape sequences.  GCC does not presently
465 implement either feature in the preprocessor or the compiler.
466
467 As an extension, GCC treats @samp{$} as a letter.  This is for
468 compatibility with some systems, such as VMS, where @samp{$} is commonly
469 used in system-defined function and object names.  @samp{$} is not a
470 letter in strictly conforming mode, or if you specify the @option{-$}
471 option.  @xref{Invocation}.
472
473 @cindex numbers
474 @cindex preprocessing numbers
475 A @dfn{preprocessing number} has a rather bizarre definition.  The
476 category includes all the normal integer and floating point constants
477 one expects of C, but also a number of other things one might not
478 initially recognize as a number.  Formally, preprocessing numbers begin
479 with an optional period, a required decimal digit, and then continue
480 with any sequence of letters, digits, underscores, periods, and
481 exponents.  Exponents are the two-character sequences @samp{e+},
482 @samp{e-}, @samp{E+}, @samp{E-}, @samp{p+}, @samp{p-}, @samp{P+}, and
483 @samp{P-}.  (The exponents that begin with @samp{p} or @samp{P} are new
484 to C99.  They are used for hexadecimal floating-point constants.)
485
486 The purpose of this unusual definition is to isolate the preprocessor
487 from the full complexity of numeric constants.  It does not have to
488 distinguish between lexically valid and invalid floating-point numbers,
489 which is complicated.  The definition also permits you to split an
490 identifier at any position and get exactly two tokens, which can then be
491 pasted back together with the @samp{##} operator.
492
493 It's possible for preprocessing numbers to cause programs to be
494 misinterpreted.  For example, @code{0xE+12} is a preprocessing number
495 which does not translate to any valid numeric constant, therefore a
496 syntax error.  It does not mean @code{@w{0xE + 12}}, which is what you
497 might have intended.
498
499 @cindex string literals
500 @cindex string constants
501 @cindex character constants
502 @cindex header file names
503 @c the @: prevents makeinfo from turning '' into ".
504 @dfn{String literals} are string constants, character constants, and
505 header file names (the argument of @samp{#include}).@footnote{The C
506 standard uses the term @dfn{string literal} to refer only to what we are
507 calling @dfn{string constants}.}  String constants and character
508 constants are straightforward: @t{"@dots{}"} or @t{'@dots{}'}.  In
509 either case embedded quotes should be escaped with a backslash:
510 @t{'\'@:'} is the character constant for @samp{'}.  There is no limit on
511 the length of a character constant, but the value of a character
512 constant that contains more than one character is
513 implementation-defined.  @xref{Implementation Details}.
514
515 Header file names either look like string constants, @t{"@dots{}"}, or are
516 written with angle brackets instead, @t{<@dots{}>}.  In either case,
517 backslash is an ordinary character.  There is no way to escape the
518 closing quote or angle bracket.  The preprocessor looks for the header
519 file in different places depending on which form you use.  @xref{Include
520 Operation}.
521
522 No string literal may extend past the end of a line.  Older versions
523 of GCC accepted multi-line string constants.  You may use continued
524 lines instead, or string constant concatenation.  @xref{Differences
525 from previous versions}.
526
527 @cindex punctuators
528 @cindex digraphs
529 @cindex alternative tokens
530 @dfn{Punctuators} are all the usual bits of punctuation which are
531 meaningful to C and C++.  All but three of the punctuation characters in
532 ASCII are C punctuators.  The exceptions are @samp{@@}, @samp{$}, and
533 @samp{`}.  In addition, all the two- and three-character operators are
534 punctuators.  There are also six @dfn{digraphs}, which the C++ standard
535 calls @dfn{alternative tokens}, which are merely alternate ways to spell
536 other punctuators.  This is a second attempt to work around missing
537 punctuation in obsolete systems.  It has no negative side effects,
538 unlike trigraphs, but does not cover as much ground.  The digraphs and
539 their corresponding normal punctuators are:
540
541 @example
542 Digraph:        <%  %>  <:  :>  %:  %:%:
543 Punctuator:      @{   @}   [   ]   #    ##
544 @end example
545
546 @cindex other tokens
547 Any other single character is considered ``other.'' It is passed on to
548 the preprocessor's output unmolested.  The C compiler will almost
549 certainly reject source code containing ``other'' tokens.  In ASCII, the
550 only other characters are @samp{@@}, @samp{$}, @samp{`}, and control
551 characters other than NUL (all bits zero).  (Note that @samp{$} is
552 normally considered a letter.)  All characters with the high bit set
553 (numeric range 0x7F--0xFF) are also ``other'' in the present
554 implementation.  This will change when proper support for international
555 character sets is added to GCC@.
556
557 NUL is a special case because of the high probability that its
558 appearance is accidental, and because it may be invisible to the user
559 (many terminals do not display NUL at all).  Within comments, NULs are
560 silently ignored, just as any other character would be.  In running
561 text, NUL is considered white space.  For example, these two directives
562 have the same meaning.
563
564 @example
565 #define X^@@1
566 #define X 1
567 @end example
568
569 @noindent
570 (where @samp{^@@} is ASCII NUL)@.  Within string or character constants,
571 NULs are preserved.  In the latter two cases the preprocessor emits a
572 warning message.
573
574 @node The preprocessing language
575 @section The preprocessing language
576 @cindex directives
577 @cindex preprocessing directives
578 @cindex directive line
579 @cindex directive name
580
581 After tokenization, the stream of tokens may simply be passed straight
582 to the compiler's parser.  However, if it contains any operations in the
583 @dfn{preprocessing language}, it will be transformed first.  This stage
584 corresponds roughly to the standard's ``translation phase 4'' and is
585 what most people think of as the preprocessor's job.
586
587 The preprocessing language consists of @dfn{directives} to be executed
588 and @dfn{macros} to be expanded.  Its primary capabilities are:
589
590 @itemize @bullet
591 @item
592 Inclusion of header files.  These are files of declarations that can be
593 substituted into your program.
594
595 @item
596 Macro expansion.  You can define @dfn{macros}, which are abbreviations
597 for arbitrary fragments of C code.  The preprocessor will replace the
598 macros with their definitions throughout the program.  Some macros are
599 automatically defined for you.
600
601 @item
602 Conditional compilation.  You can include or exclude parts of the
603 program according to various conditions.
604
605 @item
606 Line control.  If you use a program to combine or rearrange source files
607 into an intermediate file which is then compiled, you can use line
608 control to inform the compiler where each source line originally came
609 from.
610
611 @item
612 Diagnostics.  You can detect problems at compile time and issue errors
613 or warnings.
614 @end itemize
615
616 There are a few more, less useful, features.
617
618 Except for expansion of predefined macros, all these operations are
619 triggered with @dfn{preprocessing directives}.  Preprocessing directives
620 are lines in your program that start with @samp{#}.  Whitespace is
621 allowed before and after the @samp{#}.  The @samp{#} is followed by an
622 identifier, the @dfn{directive name}.  It specifies the operation to
623 perform.  Directives are commonly referred to as @samp{#@var{name}}
624 where @var{name} is the directive name.  For example, @samp{#define} is
625 the directive that defines a macro.
626
627 The @samp{#} which begins a directive cannot come from a macro
628 expansion.  Also, the directive name is not macro expanded.  Thus, if
629 @code{foo} is defined as a macro expanding to @code{define}, that does
630 not make @samp{#foo} a valid preprocessing directive.
631
632 The set of valid directive names is fixed.  Programs cannot define new
633 preprocessing directives.
634
635 Some directives require arguments; these make up the rest of the
636 directive line and must be separated from the directive name by
637 whitespace.  For example, @samp{#define} must be followed by a macro
638 name and the intended expansion of the macro.
639
640 A preprocessing directive cannot cover more than one line.  The line
641 may, however, be continued with backslash-newline, or by a block comment
642 which extends past the end of the line.  In either case, when the
643 directive is processed, the continuations have already been merged with
644 the first line to make one long line.
645
646 @node Header Files
647 @chapter Header Files
648
649 @cindex header file
650 A header file is a file containing C declarations and macro definitions
651 (@pxref{Macros}) to be shared between several source files.  You request
652 the use of a header file in your program by @dfn{including} it, with the
653 C preprocessing directive @samp{#include}.
654
655 Header files serve two purposes.
656
657 @itemize @bullet
658 @item
659 @cindex system header files
660 System header files declare the interfaces to parts of the operating
661 system.  You include them in your program to supply the definitions and
662 declarations you need to invoke system calls and libraries.
663
664 @item
665 Your own header files contain declarations for interfaces between the
666 source files of your program.  Each time you have a group of related
667 declarations and macro definitions all or most of which are needed in
668 several different source files, it is a good idea to create a header
669 file for them.
670 @end itemize
671
672 Including a header file produces the same results as copying the header
673 file into each source file that needs it.  Such copying would be
674 time-consuming and error-prone.  With a header file, the related
675 declarations appear in only one place.  If they need to be changed, they
676 can be changed in one place, and programs that include the header file
677 will automatically use the new version when next recompiled.  The header
678 file eliminates the labor of finding and changing all the copies as well
679 as the risk that a failure to find one copy will result in
680 inconsistencies within a program.
681
682 In C, the usual convention is to give header files names that end with
683 @file{.h}.  It is most portable to use only letters, digits, dashes, and
684 underscores in header file names, and at most one dot.
685
686 @menu
687 * Include Syntax::
688 * Include Operation::
689 * Search Path::
690 * Once-Only Headers::
691 * Computed Includes::
692 * Wrapper Headers::
693 * System Headers::
694 @end menu
695
696 @node Include Syntax
697 @section Include Syntax
698
699 @findex #include
700 Both user and system header files are included using the preprocessing
701 directive @samp{#include}.  It has two variants:
702
703 @table @code
704 @item #include <@var{file}>
705 This variant is used for system header files.  It searches for a file
706 named @var{file} in a standard list of system directories.  You can prepend
707 directories to this list with the @option{-I} option (@pxref{Invocation}).
708
709 @item #include "@var{file}"
710 This variant is used for header files of your own program.  It searches
711 for a file named @var{file} first in the directory containing the
712 current file, then in the same directories used for @code{<@var{file}>}.
713 @end table
714
715 The argument of @samp{#include}, whether delimited with quote marks or
716 angle brackets, behaves like a string constant in that comments are not
717 recognized, and macro names are not expanded.  Thus, @code{@w{#include
718 <x/*y>}} specifies inclusion of a system header file named @file{x/*y}.
719
720 However, if backslashes occur within @var{file}, they are considered
721 ordinary text characters, not escape characters.  None of the character
722 escape sequences appropriate to string constants in C are processed.
723 Thus, @code{@w{#include "x\n\\y"}} specifies a filename containing three
724 backslashes.  (Some systems interpret @samp{\} as a pathname separator.
725 All of these also interpret @samp{/} the same way.  It is most portable
726 to use only @samp{/}.)
727
728 It is an error if there is anything (other than comments) on the line
729 after the file name.
730
731 @node Include Operation
732 @section Include Operation
733
734 The @samp{#include} directive works by directing the C preprocessor to
735 scan the specified file as input before continuing with the rest of the
736 current file.  The output from the preprocessor contains the output
737 already generated, followed by the output resulting from the included
738 file, followed by the output that comes from the text after the
739 @samp{#include} directive.  For example, if you have a header file
740 @file{header.h} as follows,
741
742 @example
743 char *test (void);
744 @end example
745
746 @noindent
747 and a main program called @file{program.c} that uses the header file,
748 like this,
749
750 @example
751 int x;
752 #include "header.h"
753
754 int
755 main (void)
756 @{
757   puts (test ());
758 @}
759 @end example
760
761 @noindent
762 the compiler will see the same token stream as it would if
763 @file{program.c} read
764
765 @example
766 int x;
767 char *test (void);
768
769 int
770 main (void)
771 @{
772   puts (test ());
773 @}
774 @end example
775
776 Included files are not limited to declarations and macro definitions;
777 those are merely the typical uses.  Any fragment of a C program can be
778 included from another file.  The include file could even contain the
779 beginning of a statement that is concluded in the containing file, or
780 the end of a statement that was started in the including file.  However,
781 an included file must consist of complete tokens.  Comments and string
782 literals which have not been closed by the end of an included file are
783 invalid.  For error recovery, they are considered to end at the end of
784 the file.
785
786 To avoid confusion, it is best if header files contain only complete
787 syntactic units---function declarations or definitions, type
788 declarations, etc.
789
790 The line following the @samp{#include} directive is always treated as a
791 separate line by the C preprocessor, even if the included file lacks a
792 final newline.
793
794 @node Search Path
795 @section Search Path
796
797 GCC looks in several different places for headers.  On a normal Unix
798 system, if you do not instruct it otherwise, it will look for headers
799 requested with @code{@w{#include <@var{file}>}} in:
800
801 @example
802 /usr/local/include
803 /usr/lib/gcc-lib/@var{target}/@var{version}/include
804 /usr/@var{target}/include
805 /usr/include
806 @end example
807
808 For C++ programs, it will also look in @file{/usr/include/g++-v3},
809 first.  In the above, @var{target} is the canonical name of the system
810 GCC was configured to compile code for; often but not always the same as
811 the canonical name of the system it runs on.  @var{version} is the
812 version of GCC in use.
813
814 You can add to this list with the @option{-I@var{dir}} command line
815 option.  All the directories named by @option{-I} are searched, in
816 left-to-right order, @emph{before} the default directories.  You can
817 also prevent GCC from searching any of the default directories with the
818 @option{-nostdinc} option.  This is useful when you are compiling an
819 operating system kernel or some other program that does not use the
820 standard C library facilities, or the standard C library itself.
821
822 GCC looks for headers requested with @code{@w{#include "@var{file}"}}
823 first in the directory containing the current file, then in the same
824 places it would have looked for a header requested with angle brackets.
825 For example, if @file{/usr/include/sys/stat.h} contains
826 @code{@w{#include "types.h"}}, GCC looks for @file{types.h} first in
827 @file{/usr/include/sys}, then in its usual search path.
828
829 If you name a search directory with @option{-I@var{dir}} that is also a
830 system include directory, the @option{-I} wins; the directory will be
831 searched according to the @option{-I} ordering, and it will not be
832 treated as a system include directory. GCC will warn you when a system
833 include directory is hidden in this way.
834
835 @samp{#line} (@pxref{Line Control}) does not change GCC's idea of the
836 directory containing the current file.
837
838 You may put @option{-I-} at any point in your list of @option{-I} options.
839 This has two effects.  First, directories appearing before the
840 @option{-I-} in the list are searched only for headers requested with
841 quote marks.  Directories after @option{-I-} are searched for all
842 headers.  Second, the directory containing the current file is not
843 searched for anything, unless it happens to be one of the directories
844 named by an @option{-I} switch.
845
846 @option{-I. -I-} is not the same as no @option{-I} options at all, and does
847 not cause the same behavior for @samp{<>} includes that @samp{""}
848 includes get with no special options.  @option{-I.} searches the
849 compiler's current working directory for header files.  That may or may
850 not be the same as the directory containing the current file.
851
852 If you need to look for headers in a directory named @file{-}, write
853 @option{-I./-}.
854
855 There are several more ways to adjust the header search path.  They are
856 generally less useful.  @xref{Invocation}.
857
858 @node Once-Only Headers
859 @section Once-Only Headers
860 @cindex repeated inclusion
861 @cindex including just once
862 @cindex wrapper @code{#ifndef}
863
864 If a header file happens to be included twice, the compiler will process
865 its contents twice.  This is very likely to cause an error, e.g.@: when the
866 compiler sees the same structure definition twice.  Even if it does not,
867 it will certainly waste time.
868
869 The standard way to prevent this is to enclose the entire real contents
870 of the file in a conditional, like this:
871
872 @example
873 @group
874 /* File foo.  */
875 #ifndef FILE_FOO_SEEN
876 #define FILE_FOO_SEEN
877
878 @var{the entire file}
879
880 #endif /* !FILE_FOO_SEEN */
881 @end group
882 @end example
883
884 This construct is commonly known as a @dfn{wrapper #ifndef}.
885 When the header is included again, the conditional will be false,
886 because @code{FILE_FOO_SEEN} is defined.  The preprocessor will skip
887 over the entire contents of the file, and the compiler will not see it
888 twice.
889
890 GNU CPP optimizes even further.  It remembers when a header file has a
891 wrapper @samp{#ifndef}.  If a subsequent @samp{#include} specifies that
892 header, and the macro in the @samp{#ifndef} is still defined, it does
893 not bother to rescan the file at all.
894
895 You can put comments outside the wrapper.  They will not interfere with
896 this optimization.
897
898 @cindex controlling macro
899 @cindex guard macro
900 The macro @code{FILE_FOO_SEEN} is called the @dfn{controlling macro} or
901 @dfn{guard macro}.  In a user header file, the macro name should not
902 begin with @samp{_}.  In a system header file, it should begin with
903 @samp{__} to avoid conflicts with user programs.  In any kind of header
904 file, the macro name should contain the name of the file and some
905 additional text, to avoid conflicts with other header files.
906
907 @node Computed Includes
908 @section Computed Includes
909 @cindex computed includes
910 @cindex macros in include
911
912 Sometimes it is necessary to select one of several different header
913 files to be included into your program.  They might specify
914 configuration parameters to be used on different sorts of operating
915 systems, for instance.  You could do this with a series of conditionals,
916
917 @example
918 #if SYSTEM_1
919 # include "system_1.h"
920 #elif SYSTEM_2
921 # include "system_2.h"
922 #elif SYSTEM_3
923 @dots{}
924 #endif
925 @end example
926
927 That rapidly becomes tedious.  Instead, the preprocessor offers the
928 ability to use a macro for the header name.  This is called a
929 @dfn{computed include}.  Instead of writing a header name as the direct
930 argument of @samp{#include}, you simply put a macro name there instead:
931
932 @example
933 #define SYSTEM_H "system_1.h"
934 @dots{}
935 #include SYSTEM_H
936 @end example
937
938 @noindent
939 @code{SYSTEM_H} will be expanded, and the preprocessor will look for
940 @file{system_1.h} as if the @samp{#include} had been written that way
941 originally.  @code{SYSTEM_H} could be defined by your Makefile with a
942 @option{-D} option.
943
944 You must be careful when you define the macro.  @samp{#define} saves
945 tokens, not text.  The preprocessor has no way of knowing that the macro
946 will be used as the argument of @samp{#include}, so it generates
947 ordinary tokens, not a header name.  This is unlikely to cause problems
948 if you use double-quote includes, which are close enough to string
949 constants.  If you use angle brackets, however, you may have trouble.
950
951 The syntax of a computed include is actually a bit more general than the
952 above.  If the first non-whitespace character after @samp{#include} is
953 not @samp{"} or @samp{<}, then the entire line is macro-expanded
954 like running text would be.
955
956 If the line expands to a single string constant, the contents of that
957 string constant are the file to be included.  CPP does not re-examine the
958 string for embedded quotes, but neither does it process backslash
959 escapes in the string.  Therefore
960
961 @example
962 #define HEADER "a\"b"
963 #include HEADER
964 @end example
965
966 @noindent
967 looks for a file named @file{a\"b}.  CPP searches for the file according
968 to the rules for double-quoted includes.
969
970 If the line expands to a token stream beginning with a @samp{<} token
971 and including a @samp{>} token, then the tokens between the @samp{<} and
972 the first @samp{>} are combined to form the filename to be included.
973 Any whitespace between tokens is reduced to a single space; then any
974 space after the initial @samp{<} is retained, but a trailing space
975 before the closing @samp{>} is ignored.  CPP searches for the file
976 according to the rules for angle-bracket includes.
977
978 In either case, if there are any tokens on the line after the file name,
979 an error occurs and the directive is not processed.  It is also an error
980 if the result of expansion does not match either of the two expected
981 forms.
982
983 These rules are implementation-defined behavior according to the C
984 standard.  To minimize the risk of different compilers interpreting your
985 computed includes differently, we recommend you use only a single
986 object-like macro which expands to a string constant.  This will also
987 minimize confusion for people reading your program.
988
989 @node Wrapper Headers
990 @section Wrapper Headers
991 @cindex wrapper headers
992 @cindex overriding a header file
993 @findex #include_next
994
995 Sometimes it is necessary to adjust the contents of a system-provided
996 header file without editing it directly.  GCC's @command{fixincludes}
997 operation does this, for example.  One way to do that would be to create
998 a new header file with the same name and insert it in the search path
999 before the original header.  That works fine as long as you're willing
1000 to replace the old header entirely.  But what if you want to refer to
1001 the old header from the new one?
1002
1003 You cannot simply include the old header with @samp{#include}.  That
1004 will start from the beginning, and find your new header again.  If your
1005 header is not protected from multiple inclusion (@pxref{Once-Only
1006 Headers}), it will recurse infinitely and cause a fatal error.
1007
1008 You could include the old header with an absolute pathname:
1009 @example
1010 #include "/usr/include/old-header.h"
1011 @end example
1012 @noindent
1013 This works, but is not clean; should the system headers ever move, you
1014 would have to edit the new headers to match.
1015
1016 There is no way to solve this problem within the C standard, but you can
1017 use the GNU extension @samp{#include_next}.  It means, ``Include the
1018 @emph{next} file with this name.''  This directive works like
1019 @samp{#include} except in searching for the specified file: it starts
1020 searching the list of header file directories @emph{after} the directory
1021 in which the current file was found.
1022
1023 Suppose you specify @option{-I /usr/local/include}, and the list of
1024 directories to search also includes @file{/usr/include}; and suppose
1025 both directories contain @file{signal.h}.  Ordinary @code{@w{#include
1026 <signal.h>}} finds the file under @file{/usr/local/include}.  If that
1027 file contains @code{@w{#include_next <signal.h>}}, it starts searching
1028 after that directory, and finds the file in @file{/usr/include}.
1029
1030 @samp{#include_next} does not distinguish between @code{<@var{file}>}
1031 and @code{"@var{file}"} inclusion, nor does it check that the file you
1032 specify has the same name as the current file.  It simply looks for the
1033 file named, starting with the directory in the search path after the one
1034 where the current file was found.
1035
1036 The use of @samp{#include_next} can lead to great confusion.  We
1037 recommend it be used only when there is no other alternative.  In
1038 particular, it should not be used in the headers belonging to a specific
1039 program; it should be used only to make global corrections along the
1040 lines of @command{fixincludes}.
1041
1042 @node System Headers
1043 @section System Headers
1044 @cindex system header files
1045
1046 The header files declaring interfaces to the operating system and
1047 runtime libraries often cannot be written in strictly conforming C@.
1048 Therefore, GCC gives code found in @dfn{system headers} special
1049 treatment.  All warnings, other than those generated by @samp{#warning}
1050 (@pxref{Diagnostics}), are suppressed while GCC is processing a system
1051 header.  Macros defined in a system header are immune to a few warnings
1052 wherever they are expanded.  This immunity is granted on an ad-hoc
1053 basis, when we find that a warning generates lots of false positives
1054 because of code in macros defined in system headers.
1055
1056 Normally, only the headers found in specific directories are considered
1057 system headers.  These directories are determined when GCC is compiled.
1058 There are, however, two ways to make normal headers into system headers.
1059
1060 The @option{-isystem} command line option adds its argument to the list of
1061 directories to search for headers, just like @option{-I}.  Any headers
1062 found in that directory will be considered system headers.
1063
1064 All directories named by @option{-isystem} are searched @emph{after} all
1065 directories named by @option{-I}, no matter what their order was on the
1066 command line.  If the same directory is named by both @option{-I} and
1067 @option{-isystem}, @option{-I} wins; it is as if the @option{-isystem} option
1068 had never been specified at all. GCC warns you when this happens.
1069
1070 @findex #pragma GCC system_header
1071 There is also a directive, @code{@w{#pragma GCC system_header}}, which
1072 tells GCC to consider the rest of the current include file a system
1073 header, no matter where it was found.  Code that comes before the
1074 @samp{#pragma} in the file will not be affected.  @code{@w{#pragma GCC
1075 system_header}} has no effect in the primary source file.
1076
1077 On very old systems, some of the pre-defined system header directories
1078 get even more special treatment.  GNU C++ considers code in headers
1079 found in those directories to be surrounded by an @code{@w{extern "C"}}
1080 block.  There is no way to request this behavior with a @samp{#pragma},
1081 or from the command line.
1082
1083 @node Macros
1084 @chapter Macros
1085
1086 A @dfn{macro} is a fragment of code which has been given a name.
1087 Whenever the name is used, it is replaced by the contents of the macro.
1088 There are two kinds of macros.  They differ mostly in what they look
1089 like when they are used.  @dfn{Object-like} macros resemble data objects
1090 when used, @dfn{function-like} macros resemble function calls.
1091
1092 You may define any valid identifier as a macro, even if it is a C
1093 keyword.  The preprocessor does not know anything about keywords.  This
1094 can be useful if you wish to hide a keyword such as @code{const} from an
1095 older compiler that does not understand it.  However, the preprocessor
1096 operator @code{defined} (@pxref{Defined}) can never be defined as a
1097 macro, and C++'s named operators (@pxref{C++ Named Operators}) cannot be
1098 macros when you are compiling C++.
1099
1100 @menu
1101 * Object-like Macros::
1102 * Function-like Macros::
1103 * Macro Arguments::
1104 * Stringification::
1105 * Concatenation::
1106 * Variadic Macros::
1107 * Predefined Macros::
1108 * Undefining and Redefining Macros::
1109 * Directives Within Macro Arguments::
1110 * Macro Pitfalls::
1111 @end menu
1112
1113 @node Object-like Macros
1114 @section Object-like Macros
1115 @cindex object-like macro
1116 @cindex symbolic constants
1117 @cindex manifest constants
1118
1119 An @dfn{object-like macro} is a simple identifier which will be replaced
1120 by a code fragment.  It is called object-like because it looks like a
1121 data object in code that uses it.  They are most commonly used to give
1122 symbolic names to numeric constants.
1123
1124 @findex #define
1125 You create macros with the @samp{#define} directive.  @samp{#define} is
1126 followed by the name of the macro and then the token sequence it should
1127 be an abbreviation for, which is variously referred to as the macro's
1128 @dfn{body}, @dfn{expansion} or @dfn{replacement list}.  For example,
1129
1130 @example
1131 #define BUFFER_SIZE 1024
1132 @end example
1133
1134 @noindent
1135 defines a macro named @code{BUFFER_SIZE} as an abbreviation for the
1136 token @code{1024}.  If somewhere after this @samp{#define} directive
1137 there comes a C statement of the form
1138
1139 @example
1140 foo = (char *) malloc (BUFFER_SIZE);
1141 @end example
1142
1143 @noindent
1144 then the C preprocessor will recognize and @dfn{expand} the macro
1145 @code{BUFFER_SIZE}.  The C compiler will see the same tokens as it would
1146 if you had written
1147
1148 @example
1149 foo = (char *) malloc (1024);
1150 @end example
1151
1152 By convention, macro names are written in upper case.  Programs are
1153 easier to read when it is possible to tell at a glance which names are
1154 macros.
1155
1156 The macro's body ends at the end of the @samp{#define} line.  You may
1157 continue the definition onto multiple lines, if necessary, using
1158 backslash-newline.  When the macro is expanded, however, it will all
1159 come out on one line.  For example,
1160
1161 @example
1162 #define NUMBERS 1, \
1163                 2, \
1164                 3
1165 int x[] = @{ NUMBERS @};
1166      @expansion{} int x[] = @{ 1, 2, 3 @};
1167 @end example
1168
1169 @noindent
1170 The most common visible consequence of this is surprising line numbers
1171 in error messages.
1172
1173 There is no restriction on what can go in a macro body provided it
1174 decomposes into valid preprocessing tokens.  Parentheses need not
1175 balance, and the body need not resemble valid C code.  (If it does not,
1176 you may get error messages from the C compiler when you use the macro.)
1177
1178 The C preprocessor scans your program sequentially.  Macro definitions
1179 take effect at the place you write them.  Therefore, the following input
1180 to the C preprocessor
1181
1182 @example
1183 foo = X;
1184 #define X 4
1185 bar = X;
1186 @end example
1187
1188 @noindent
1189 produces
1190
1191 @example
1192 foo = X;
1193 bar = 4;
1194 @end example
1195
1196 When the preprocessor expands a macro name, the macro's expansion
1197 replaces the macro invocation, then the expansion is examined for more
1198 macros to expand.  For example,
1199
1200 @example
1201 @group
1202 #define TABLESIZE BUFSIZE
1203 #define BUFSIZE 1024
1204 TABLESIZE
1205      @expansion{} BUFSIZE
1206      @expansion{} 1024
1207 @end group
1208 @end example
1209
1210 @noindent
1211 @code{TABLESIZE} is expanded first to produce @code{BUFSIZE}, then that
1212 macro is expanded to produce the final result, @code{1024}.
1213
1214 Notice that @code{BUFSIZE} was not defined when @code{TABLESIZE} was
1215 defined.  The @samp{#define} for @code{TABLESIZE} uses exactly the
1216 expansion you specify---in this case, @code{BUFSIZE}---and does not
1217 check to see whether it too contains macro names.  Only when you
1218 @emph{use} @code{TABLESIZE} is the result of its expansion scanned for
1219 more macro names.
1220
1221 This makes a difference if you change the definition of @code{BUFSIZE}
1222 at some point in the source file.  @code{TABLESIZE}, defined as shown,
1223 will always expand using the definition of @code{BUFSIZE} that is
1224 currently in effect:
1225
1226 @example
1227 #define BUFSIZE 1020
1228 #define TABLESIZE BUFSIZE
1229 #undef BUFSIZE
1230 #define BUFSIZE 37
1231 @end example
1232
1233 @noindent
1234 Now @code{TABLESIZE} expands (in two stages) to @code{37}.
1235
1236 If the expansion of a macro contains its own name, either directly or
1237 via intermediate macros, it is not expanded again when the expansion is
1238 examined for more macros.  This prevents infinite recursion.
1239 @xref{Self-Referential Macros}, for the precise details.
1240
1241 @node Function-like Macros
1242 @section Function-like Macros
1243 @cindex function-like macros
1244
1245 You can also define macros whose use looks like a function call.  These
1246 are called @dfn{function-like macros}.  To define a function-like macro,
1247 you use the same @samp{#define} directive, but you put a pair of
1248 parentheses immediately after the macro name.  For example,
1249
1250 @example
1251 #define lang_init()  c_init()
1252 lang_init()
1253      @expansion{} c_init()
1254 @end example
1255
1256 A function-like macro is only expanded if its name appears with a pair
1257 of parentheses after it.  If you write just the name, it is left alone.
1258 This can be useful when you have a function and a macro of the same
1259 name, and you wish to use the function sometimes.
1260
1261 @example
1262 extern void foo(void);
1263 #define foo() /* optimized inline version */
1264 @dots{}
1265   foo();
1266   funcptr = foo;
1267 @end example
1268
1269 Here the call to @code{foo()} will use the macro, but the function
1270 pointer will get the address of the real function.  If the macro were to
1271 be expanded, it would cause a syntax error.
1272
1273 If you put spaces between the macro name and the parentheses in the
1274 macro definition, that does not define a function-like macro, it defines
1275 an object-like macro whose expansion happens to begin with a pair of
1276 parentheses.
1277
1278 @example
1279 #define lang_init ()    c_init()
1280 lang_init()
1281      @expansion{} () c_init()()
1282 @end example
1283
1284 The first two pairs of parentheses in this expansion come from the
1285 macro.  The third is the pair that was originally after the macro
1286 invocation.  Since @code{lang_init} is an object-like macro, it does not
1287 consume those parentheses.
1288
1289 @node Macro Arguments
1290 @section Macro Arguments
1291 @cindex arguments
1292 @cindex macros with arguments
1293 @cindex arguments in macro definitions
1294
1295 Function-like macros can take @dfn{arguments}, just like true functions.
1296 To define a macro that uses arguments, you insert @dfn{parameters}
1297 between the pair of parentheses in the macro definition that make the
1298 macro function-like.  The parameters must be valid C identifiers,
1299 separated by commas and optionally whitespace.
1300
1301 To invoke a macro that takes arguments, you write the name of the macro
1302 followed by a list of @dfn{actual arguments} in parentheses, separated
1303 by commas.  The invocation of the macro need not be restricted to a
1304 single logical line---it can cross as many lines in the source file as
1305 you wish.  The number of arguments you give must match the number of
1306 parameters in the macro definition.  When the macro is expanded, each
1307 use of a parameter in its body is replaced by the tokens of the
1308 corresponding argument.  (You need not use all of the parameters in the
1309 macro body.)
1310
1311 As an example, here is a macro that computes the minimum of two numeric
1312 values, as it is defined in many C programs, and some uses.
1313
1314 @example
1315 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
1316   x = min(a, b);          @expansion{}  x = ((a) < (b) ? (a) : (b));
1317   y = min(1, 2);          @expansion{}  y = ((1) < (2) ? (1) : (2));
1318   z = min(a + 28, *p);    @expansion{}  z = ((a + 28) < (*p) ? (a + 28) : (*p));
1319 @end example
1320
1321 @noindent
1322 (In this small example you can already see several of the dangers of
1323 macro arguments.  @xref{Macro Pitfalls}, for detailed explanations.)
1324
1325 Leading and trailing whitespace in each argument is dropped, and all
1326 whitespace between the tokens of an argument is reduced to a single
1327 space.  Parentheses within each argument must balance; a comma within
1328 such parentheses does not end the argument.  However, there is no
1329 requirement for square brackets or braces to balance, and they do not
1330 prevent a comma from separating arguments.  Thus,
1331
1332 @example
1333 macro (array[x = y, x + 1])
1334 @end example
1335
1336 @noindent
1337 passes two arguments to @code{macro}: @code{array[x = y} and @code{x +
1338 1]}.  If you want to supply @code{array[x = y, x + 1]} as an argument,
1339 you can write it as @code{array[(x = y, x + 1)]}, which is equivalent C
1340 code.
1341
1342 All arguments to a macro are completely macro-expanded before they are
1343 substituted into the macro body.  After substitution, the complete text
1344 is scanned again for macros to expand, including the arguments.  This rule
1345 may seem strange, but it is carefully designed so you need not worry
1346 about whether any function call is actually a macro invocation.  You can
1347 run into trouble if you try to be too clever, though.  @xref{Argument
1348 Prescan}, for detailed discussion.
1349
1350 For example, @code{min (min (a, b), c)} is first expanded to
1351
1352 @example
1353   min (((a) < (b) ? (a) : (b)), (c))
1354 @end example
1355
1356 @noindent
1357 and then to
1358
1359 @example
1360 @group
1361 ((((a) < (b) ? (a) : (b))) < (c)
1362  ? (((a) < (b) ? (a) : (b)))
1363  : (c))
1364 @end group
1365 @end example
1366
1367 @noindent
1368 (Line breaks shown here for clarity would not actually be generated.)
1369
1370 @cindex empty macro arguments
1371 You can leave macro arguments empty; this is not an error to the
1372 preprocessor (but many macros will then expand to invalid code).
1373 You cannot leave out arguments entirely; if a macro takes two arguments,
1374 there must be exactly one comma at the top level of its argument list.
1375 Here are some silly examples using @code{min}:
1376
1377 @example
1378 min(, b)        @expansion{} ((   ) < (b) ? (   ) : (b))
1379 min(a, )        @expansion{} ((a  ) < ( ) ? (a  ) : ( ))
1380 min(,)          @expansion{} ((   ) < ( ) ? (   ) : ( ))
1381 min((,),)       @expansion{} (((,)) < ( ) ? ((,)) : ( ))
1382
1383 min()      @error{} macro "min" requires 2 arguments, but only 1 given
1384 min(,,)    @error{} macro "min" passed 3 arguments, but takes just 2
1385 @end example
1386
1387 Whitespace is not a preprocessing token, so if a macro @code{foo} takes
1388 one argument, @code{@w{foo ()}} and @code{@w{foo ( )}} both supply it an
1389 empty argument.  Previous GNU preprocessor implementations and
1390 documentation were incorrect on this point, insisting that a
1391 function-like macro that takes a single argument be passed a space if an
1392 empty argument was required.
1393
1394 Macro parameters appearing inside string literals are not replaced by
1395 their corresponding actual arguments.
1396
1397 @example
1398 #define foo(x) x, "x"
1399 foo(bar)        @expansion{} bar, "x"
1400 @end example
1401
1402 @node Stringification
1403 @section Stringification
1404 @cindex stringification
1405 @cindex @samp{#} operator
1406
1407 Sometimes you may want to convert a macro argument into a string
1408 constant.  Parameters are not replaced inside string constants, but you
1409 can use the @samp{#} preprocessing operator instead.  When a macro
1410 parameter is used with a leading @samp{#}, the preprocessor replaces it
1411 with the literal text of the actual argument, converted to a string
1412 constant.  Unlike normal parameter replacement, the argument is not
1413 macro-expanded first.  This is called @dfn{stringification}.
1414
1415 There is no way to combine an argument with surrounding text and
1416 stringify it all together.  Instead, you can write a series of adjacent
1417 string constants and stringified arguments.  The preprocessor will
1418 replace the stringified arguments with string constants.  The C
1419 compiler will then combine all the adjacent string constants into one
1420 long string.
1421
1422 Here is an example of a macro definition that uses stringification:
1423
1424 @example
1425 @group
1426 #define WARN_IF(EXP) \
1427 do @{ if (EXP) \
1428         fprintf (stderr, "Warning: " #EXP "\n"); @} \
1429 while (0)
1430 WARN_IF (x == 0);
1431      @expansion{} do @{ if (x == 0)
1432            fprintf (stderr, "Warning: " "x == 0" "\n"); @} while (0);
1433 @end group
1434 @end example
1435
1436 @noindent
1437 The argument for @code{EXP} is substituted once, as-is, into the
1438 @code{if} statement, and once, stringified, into the argument to
1439 @code{fprintf}.  If @code{x} were a macro, it would be expanded in the
1440 @code{if} statement, but not in the string.
1441
1442 The @code{do} and @code{while (0)} are a kludge to make it possible to
1443 write @code{WARN_IF (@var{arg});}, which the resemblance of
1444 @code{WARN_IF} to a function would make C programmers want to do; see
1445 @ref{Swallowing the Semicolon}.
1446
1447 Stringification in C involves more than putting double-quote characters
1448 around the fragment.  The preprocessor backslash-escapes the quotes
1449 surrounding embedded string constants, and all backslashes within string and
1450 character constants, in order to get a valid C string constant with the
1451 proper contents.  Thus, stringifying @code{@w{p = "foo\n";}} results in
1452 @t{@w{"p = \"foo\\n\";"}}.  However, backslashes that are not inside string
1453 or character constants are not duplicated: @samp{\n} by itself
1454 stringifies to @t{"\n"}.
1455
1456 All leading and trailing whitespace in text being stringified is
1457 ignored.  Any sequence of whitespace in the middle of the text is
1458 converted to a single space in the stringified result.  Comments are
1459 replaced by whitespace long before stringification happens, so they
1460 never appear in stringified text.
1461
1462 There is no way to convert a macro argument into a character constant.
1463
1464 If you want to stringify the result of expansion of a macro argument,
1465 you have to use two levels of macros.
1466
1467 @example
1468 #define xstr(s) str(s)
1469 #define str(s) #s
1470 #define foo 4
1471 str (foo)
1472      @expansion{} "foo"
1473 xstr (foo)
1474      @expansion{} xstr (4)
1475      @expansion{} str (4)
1476      @expansion{} "4"
1477 @end example
1478
1479 @code{s} is stringified when it is used in @code{str}, so it is not
1480 macro-expanded first.  But @code{s} is an ordinary argument to
1481 @code{xstr}, so it is completely macro-expanded before @code{xstr}
1482 itself is expanded (@pxref{Argument Prescan}).  Therefore, by the time
1483 @code{str} gets to its argument, it has already been macro-expanded.
1484
1485 @node Concatenation
1486 @section Concatenation
1487 @cindex concatenation
1488 @cindex token pasting
1489 @cindex token concatenation
1490 @cindex @samp{##} operator
1491
1492 It is often useful to merge two tokens into one while expanding macros.
1493 This is called @dfn{token pasting} or @dfn{token concatenation}.  The
1494 @samp{##} preprocessing operator performs token pasting.  When a macro
1495 is expanded, the two tokens on either side of each @samp{##} operator
1496 are combined into a single token, which then replaces the @samp{##} and
1497 the two original tokens in the macro expansion.  Usually both will be
1498 identifiers, or one will be an identifier and the other a preprocessing
1499 number.  When pasted, they make a longer identifier.  This isn't the
1500 only valid case.  It is also possible to concatenate two numbers (or a
1501 number and a name, such as @code{1.5} and @code{e3}) into a number.
1502 Also, multi-character operators such as @code{+=} can be formed by
1503 token pasting.
1504
1505 However, two tokens that don't together form a valid token cannot be
1506 pasted together.  For example, you cannot concatenate @code{x} with
1507 @code{+} in either order.  If you try, the preprocessor issues a warning
1508 and emits the two tokens.  Whether it puts white space between the
1509 tokens is undefined.  It is common to find unnecessary uses of @samp{##}
1510 in complex macros.  If you get this warning, it is likely that you can
1511 simply remove the @samp{##}.
1512
1513 Both the tokens combined by @samp{##} could come from the macro body,
1514 but you could just as well write them as one token in the first place.
1515 Token pasting is most useful when one or both of the tokens comes from a
1516 macro argument.  If either of the tokens next to an @samp{##} is a
1517 parameter name, it is replaced by its actual argument before @samp{##}
1518 executes.  As with stringification, the actual argument is not
1519 macro-expanded first.  If the argument is empty, that @samp{##} has no
1520 effect.
1521
1522 Keep in mind that the C preprocessor converts comments to whitespace
1523 before macros are even considered.  Therefore, you cannot create a
1524 comment by concatenating @samp{/} and @samp{*}.  You can put as much
1525 whitespace between @samp{##} and its operands as you like, including
1526 comments, and you can put comments in arguments that will be
1527 concatenated.  However, it is an error if @samp{##} appears at either
1528 end of a macro body.
1529
1530 Consider a C program that interprets named commands.  There probably
1531 needs to be a table of commands, perhaps an array of structures declared
1532 as follows:
1533
1534 @example
1535 @group
1536 struct command
1537 @{
1538   char *name;
1539   void (*function) (void);
1540 @};
1541 @end group
1542
1543 @group
1544 struct command commands[] =
1545 @{
1546   @{ "quit", quit_command @},
1547   @{ "help", help_command @},
1548   @dots{}
1549 @};
1550 @end group
1551 @end example
1552
1553 It would be cleaner not to have to give each command name twice, once in
1554 the string constant and once in the function name.  A macro which takes the
1555 name of a command as an argument can make this unnecessary.  The string
1556 constant can be created with stringification, and the function name by
1557 concatenating the argument with @samp{_command}.  Here is how it is done:
1558
1559 @example
1560 #define COMMAND(NAME)  @{ #NAME, NAME ## _command @}
1561
1562 struct command commands[] =
1563 @{
1564   COMMAND (quit),
1565   COMMAND (help),
1566   @dots{}
1567 @};
1568 @end example
1569
1570 @node Variadic Macros
1571 @section Variadic Macros
1572 @cindex variable number of arguments
1573 @cindex macros with variable arguments
1574 @cindex variadic macros
1575
1576 A macro can be declared to accept a variable number of arguments much as
1577 a function can.  The syntax for defining the macro is similar to that of
1578 a function.  Here is an example:
1579
1580 @example
1581 #define eprintf(@dots{}) fprintf (stderr, __VA_ARGS__)
1582 @end example
1583
1584 This kind of macro is called @dfn{variadic}.  When the macro is invoked,
1585 all the tokens in its argument list after the last named argument (this
1586 macro has none), including any commas, become the @dfn{variable
1587 argument}.  This sequence of tokens replaces the identifier
1588 @code{@w{__VA_ARGS__}} in the macro body wherever it appears.  Thus, we
1589 have this expansion:
1590
1591 @example
1592 eprintf ("%s:%d: ", input_file, lineno)
1593      @expansion{}  fprintf (stderr, "%s:%d: ", input_file, lineno)
1594 @end example
1595
1596 The variable argument is completely macro-expanded before it is inserted
1597 into the macro expansion, just like an ordinary argument.  You may use
1598 the @samp{#} and @samp{##} operators to stringify the variable argument
1599 or to paste its leading or trailing token with another token.  (But see
1600 below for an important special case for @samp{##}.)
1601
1602 If your macro is complicated, you may want a more descriptive name for
1603 the variable argument than @code{@w{__VA_ARGS__}}.  GNU CPP permits
1604 this, as an extension.  You may write an argument name immediately
1605 before the @samp{@dots{}}; that name is used for the variable argument.
1606 The @code{eprintf} macro above could be written
1607
1608 @example
1609 #define eprintf(args@dots{}) fprintf (stderr, args)
1610 @end example
1611
1612 @noindent
1613 using this extension.  You cannot use @code{__VA_ARGS__} and this
1614 extension in the same macro.
1615
1616 You can have named arguments as well as variable arguments in a variadic
1617 macro.  We could define @code{eprintf} like this, instead:
1618
1619 @example
1620 #define eprintf(format, @dots{}) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
1621 @end example
1622
1623 @noindent
1624 This formulation looks more descriptive, but unfortunately it is less
1625 flexible: you must now supply at least one argument after the format
1626 string.  In standard C, you cannot omit the comma separating the named
1627 argument from the variable arguments.  Furthermore, if you leave the
1628 variable argument empty, you will get a syntax error, because
1629 there will be an extra comma after the format string.
1630
1631 @example
1632 eprintf("success!\n", );
1633      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
1634 @end example
1635
1636 GNU CPP has a pair of extensions which deal with this problem.  First,
1637 you are allowed to leave the variable argument out entirely:
1638
1639 @example
1640 eprintf ("success!\n")
1641      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
1642 @end example
1643
1644 @noindent
1645 Second, the @samp{##} token paste operator has a special meaning when
1646 placed between a comma and a variable argument.  If you write
1647
1648 @example
1649 #define eprintf(format, @dots{}) fprintf (stderr, format, ##__VA_ARGS__)
1650 @end example
1651
1652 @noindent
1653 and the variable argument is left out when the @code{eprintf} macro is
1654 used, then the comma before the @samp{##} will be deleted.  This does
1655 @emph{not} happen if you pass an empty argument, nor does it happen if
1656 the token preceding @samp{##} is anything other than a comma.
1657
1658 @example
1659 eprintf ("success!\n")
1660      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n");
1661 @end example
1662
1663 C99 mandates that the only place the identifier @code{@w{__VA_ARGS__}}
1664 can appear is in the replacement list of a variadic macro.  It may not
1665 be used as a macro name, macro argument name, or within a different type
1666 of macro.  It may also be forbidden in open text; the standard is
1667 ambiguous.  We recommend you avoid using it except for its defined
1668 purpose.
1669
1670 Variadic macros are a new feature in C99.  GNU CPP has supported them
1671 for a long time, but only with a named variable argument
1672 (@samp{args@dots{}}, not @samp{@dots{}} and @code{@w{__VA_ARGS__}}).  If you are
1673 concerned with portability to previous versions of GCC, you should use
1674 only named variable arguments.  On the other hand, if you are concerned
1675 with portability to other conforming implementations of C99, you should
1676 use only @code{@w{__VA_ARGS__}}.
1677
1678 Previous versions of GNU CPP implemented the comma-deletion extension
1679 much more generally.  We have restricted it in this release to minimize
1680 the differences from C99.  To get the same effect with both this and
1681 previous versions of GCC, the token preceding the special @samp{##} must
1682 be a comma, and there must be white space between that comma and
1683 whatever comes immediately before it:
1684
1685 @example
1686 #define eprintf(format, args@dots{}) fprintf (stderr, format , ##args)
1687 @end example
1688
1689 @noindent
1690 @xref{Differences from previous versions}, for the gory details.
1691
1692 @node Predefined Macros
1693 @section Predefined Macros
1694
1695 @cindex predefined macros
1696 Several object-like macros are predefined; you use them without
1697 supplying their definitions.  They fall into three classes: standard,
1698 common, and system-specific.
1699
1700 In C++, there is a fourth category, the named operators.  They act like
1701 predefined macros, but you cannot undefine them.
1702
1703 @menu
1704 * Standard Predefined Macros::
1705 * Common Predefined Macros::
1706 * System-specific Predefined Macros::
1707 * C++ Named Operators::
1708 @end menu
1709
1710 @node Standard Predefined Macros
1711 @subsection Standard Predefined Macros
1712 @cindex standard predefined macros.
1713
1714 The standard predefined macros are specified by the C and/or C++
1715 language standards, so they are available with all compilers that
1716 implement those standards.  Older compilers may not provide all of
1717 them.  Their names all start with double underscores.
1718
1719 @table @code
1720 @item __FILE__
1721 This macro expands to the name of the current input file, in the form of
1722 a C string constant.  This is the path by which the preprocessor opened
1723 the file, not the short name specified in @samp{#include} or as the
1724 input file name argument.  For example,
1725 @code{"/usr/local/include/myheader.h"} is a possible expansion of this
1726 macro.
1727
1728 @item __LINE__
1729 This macro expands to the current input line number, in the form of a
1730 decimal integer constant.  While we call it a predefined macro, it's
1731 a pretty strange macro, since its ``definition'' changes with each
1732 new line of source code.
1733 @end table
1734
1735 @code{__FILE__} and @code{__LINE__} are useful in generating an error
1736 message to report an inconsistency detected by the program; the message
1737 can state the source line at which the inconsistency was detected.  For
1738 example,
1739
1740 @example
1741 fprintf (stderr, "Internal error: "
1742                  "negative string length "
1743                  "%d at %s, line %d.",
1744          length, __FILE__, __LINE__);
1745 @end example
1746
1747 An @samp{#include} directive changes the expansions of @code{__FILE__}
1748 and @code{__LINE__} to correspond to the included file.  At the end of
1749 that file, when processing resumes on the input file that contained
1750 the @samp{#include} directive, the expansions of @code{__FILE__} and
1751 @code{__LINE__} revert to the values they had before the
1752 @samp{#include} (but @code{__LINE__} is then incremented by one as
1753 processing moves to the line after the @samp{#include}).
1754
1755 A @samp{#line} directive changes @code{__LINE__}, and may change
1756 @code{__FILE__} as well.  @xref{Line Control}.
1757
1758 C99 introduces @code{__func__}, and GCC has provided @code{__FUNCTION__}
1759 for a long time.  Both of these are strings containing the name of the
1760 current function (there are slight semantic differences; see the GCC
1761 manual).  Neither of them is a macro; the preprocessor does not know the
1762 name of the current function.  They tend to be useful in conjunction
1763 with @code{__FILE__} and @code{__LINE__}, though.
1764
1765 @table @code
1766
1767 @item __DATE__
1768 This macro expands to a string constant that describes the date on which
1769 the preprocessor is being run.  The string constant contains eleven
1770 characters and looks like @code{@w{"Feb 12 1996"}}.  If the day of the
1771 month is less than 10, it is padded with a space on the left.
1772
1773 @item __TIME__
1774 This macro expands to a string constant that describes the time at
1775 which the preprocessor is being run.  The string constant contains
1776 eight characters and looks like @code{"23:59:01"}.
1777
1778 @item __STDC__
1779 In normal operation, this macro expands to the constant 1, to signify
1780 that this compiler conforms to ISO Standard C@.  If GNU CPP is used with
1781 a compiler other than GCC, this is not necessarily true; however, the
1782 preprocessor always conforms to the standard, unless the
1783 @option{-traditional} option is used.
1784
1785 This macro is not defined if the @option{-traditional} option is used.
1786
1787 On some hosts, the system compiler uses a different convention, where
1788 @code{__STDC__} is normally 0, but is 1 if the user specifies strict
1789 conformance to the C Standard.  GNU CPP follows the host convention when
1790 processing system header files, but when processing user files
1791 @code{__STDC__} is always 1.  This has been reported to cause problems;
1792 for instance, some versions of Solaris provide X Windows headers that
1793 expect @code{__STDC__} to be either undefined or 1.  You may be able to
1794 work around this sort of problem by using an @option{-I} option to
1795 cancel treatment of those headers as system headers.  @xref{Invocation}.
1796
1797 @item __STDC_VERSION__
1798 This macro expands to the C Standard's version number, a long integer
1799 constant of the form @code{@var{yyyy}@var{mm}L} where @var{yyyy} and
1800 @var{mm} are the year and month of the Standard version.  This signifies
1801 which version of the C Standard the compiler conforms to.  Like
1802 @code{__STDC__}, this is not necessarily accurate for the entire
1803 implementation, unless GNU CPP is being used with GCC@.
1804
1805 The value @code{199409L} signifies the 1989 C standard as amended in
1806 1994, which is the current default; the value @code{199901L} signifies
1807 the 1999 revision of the C standard.  Support for the 1999 revision is
1808 not yet complete.
1809
1810 This macro is not defined if the @option{-traditional} option is used, nor
1811 when compiling C++ or Objective-C@.
1812
1813 @item __STDC_HOSTED__
1814 This macro is defined, with value 1, if the compiler's target is a
1815 @dfn{hosted environment}.  A hosted environment has the complete
1816 facilities of the standard C library available.
1817
1818 @item __cplusplus
1819 This macro is defined when the C++ compiler is in use.  You can use
1820 @code{__cplusplus} to test whether a header is compiled by a C compiler
1821 or a C++ compiler.  This macro is similar to @code{__STDC_VERSION__}, in
1822 that it expands to a version number.  A fully conforming implementation
1823 of the 1998 C++ standard will define this macro to @code{199711L}.  The
1824 GNU C++ compiler is not yet fully conforming, so it uses @code{1}
1825 instead.  We hope to complete our implementation in the near future.
1826
1827 @end table
1828
1829 @node Common Predefined Macros
1830 @subsection Common Predefined Macros
1831 @cindex common predefined macros
1832
1833 The common predefined macros are GNU C extensions.  They are available
1834 with the same meanings regardless of the machine or operating system on
1835 which you are using GNU C@.  Their names all start with double
1836 underscores.
1837
1838 @table @code
1839
1840 @item __GNUC__
1841 @itemx __GNUC_MINOR__
1842 @itemx __GNUC_PATCHLEVEL__
1843 These macros are defined by all GNU compilers that use the C
1844 preprocessor: C, C++, and Objective-C@.  Their values are the major
1845 version, minor version, and patch level of the compiler, as integer
1846 constants.  For example, GCC 3.2.1 will define @code{__GNUC__} to 3,
1847 @code{__GNUC_MINOR__} to 2, and @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} to 1.  They
1848 are defined only when the entire compiler is in use; if you invoke the
1849 preprocessor directly, they are not defined.
1850
1851 @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} is new to GCC 3.0; it is also present in the
1852 widely-used development snapshots leading up to 3.0 (which identify
1853 themselves as GCC 2.96 or 2.97, depending on which snapshot you have).
1854
1855 If all you need to know is whether or not your program is being compiled
1856 by GCC, you can simply test @code{__GNUC__}.  If you need to write code
1857 which depends on a specific version, you must be more careful.  Each
1858 time the minor version is increased, the patch level is reset to zero;
1859 each time the major version is increased (which happens rarely), the
1860 minor version and patch level are reset.  If you wish to use the
1861 predefined macros directly in the conditional, you will need to write it
1862 like this:
1863
1864 @example
1865 /* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
1866 #if __GNUC__ > 3 || \
1867     (__GNUC__ == 3 && (__GNUC_MINOR__ > 2 || \
1868                        (__GNUC_MINOR__ == 2 && \
1869                         __GNUC_PATCHLEVEL__ > 0))
1870 @end example
1871
1872 @noindent
1873 Another approach is to use the predefined macros to
1874 calculate a single number, then compare that against a threshold:
1875
1876 @example
1877 #define GCC_VERSION (__GNUC__ * 10000 \
1878                      + __GNUC_MINOR__ * 100 \
1879                      + __GNUC_PATCHLEVEL__)
1880 @dots{}
1881 /* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
1882 #if GCC_VERSION > 30200
1883 @end example
1884
1885 @noindent
1886 Many people find this form easier to understand.
1887
1888 @item __OBJC__
1889 This macro is defined, with value 1, when the Objective-C compiler is in
1890 use.  You can use @code{__OBJC__} to test whether a header is compiled
1891 by a C compiler or a Objective-C compiler.
1892
1893 @item __GNUG__
1894 The GNU C++ compiler defines this.  Testing it is equivalent to
1895 testing @code{@w{(__GNUC__ && __cplusplus)}}.
1896
1897 @item __STRICT_ANSI__
1898 GCC defines this macro if and only if the @option{-ansi} switch, or a
1899 @option{-std} switch specifying strict conformance to some version of ISO C,
1900 was specified when GCC was invoked.  It is defined to @samp{1}.
1901 This macro exists primarily to direct GNU libc's header files to
1902 restrict their definitions to the minimal set found in the 1989 C
1903 standard.
1904
1905 @item __BASE_FILE__
1906 This macro expands to the name of the main input file, in the form
1907 of a C string constant.  This is the source file that was specified
1908 on the command line of the preprocessor or C compiler.
1909
1910 @item __INCLUDE_LEVEL__
1911 This macro expands to a decimal integer constant that represents the
1912 depth of nesting in include files.  The value of this macro is
1913 incremented on every @samp{#include} directive and decremented at the
1914 end of every included file.  It starts out at 0, it's value within the
1915 base file specified on the command line.
1916
1917 @item __VERSION__
1918 This macro expands to a string constant which describes the version of
1919 the compiler in use.  You should not rely on its contents having any
1920 particular form, but it can be counted on to contain at least the
1921 release number.
1922
1923 @item __OPTIMIZE__
1924 @itemx __OPTIMIZE_SIZE__
1925 @itemx __NO_INLINE__
1926 These macros describe the compilation mode.  @code{__OPTIMIZE__} is
1927 defined in all optimizing compilations.  @code{__OPTIMIZE_SIZE__} is
1928 defined if the compiler is optimizing for size, not speed.
1929 @code{__NO_INLINE__} is defined if no functions will be inlined into
1930 their callers (when not optimizing, or when inlining has been
1931 specifically disabled by @option{-fno-inline}).
1932
1933 These macros cause certain GNU header files to provide optimized
1934 definitions, using macros or inline functions, of system library
1935 functions.  You should not use these macros in any way unless you make
1936 sure that programs will execute with the same effect whether or not they
1937 are defined.  If they are defined, their value is 1.
1938
1939 @item __CHAR_UNSIGNED__
1940 GCC defines this macro if and only if the data type @code{char} is
1941 unsigned on the target machine.  It exists to cause the standard header
1942 file @file{limits.h} to work correctly.  You should not use this macro
1943 yourself; instead, refer to the standard macros defined in @file{limits.h}.
1944
1945 @item __REGISTER_PREFIX__
1946 This macro expands to a single token (not a string constant) which is
1947 the prefix applied to CPU register names in assembly language for this
1948 target.  You can use it to write assembly that is usable in multiple
1949 environments.  For example, in the @code{m68k-aout} environment it
1950 expands to nothing, but in the @code{m68k-coff} environment it expands
1951 to a single @samp{%}.
1952
1953 @item __USER_LABEL_PREFIX__
1954 This macro expands to a single token which is the prefix applied to
1955 user labels (symbols visible to C code) in assembly.  For example, in
1956 the @code{m68k-aout} environment it expands to an @samp{_}, but in the
1957 @code{m68k-coff} environment it expands to nothing.
1958
1959 This macro will have the correct definition even if
1960 @option{-f(no-)underscores} is in use, but it will not be correct if
1961 target-specific options that adjust this prefix are used (e.g.@: the
1962 OSF/rose @option{-mno-underscores} option).
1963
1964 @item __SIZE_TYPE__
1965 @itemx __PTRDIFF_TYPE__
1966 @itemx __WCHAR_TYPE__
1967 @itemx __WINT_TYPE__
1968 These macros are defined to the correct underlying types for the
1969 @code{size_t}, @code{ptrdiff_t}, @code{wchar_t}, and @code{wint_t}
1970 typedefs, respectively.  They exist to make the standard header files
1971 @file{stddef.h} and @file{wchar.h} work correctly.  You should not use
1972 these macros directly; instead, include the appropriate headers and use
1973 the typedefs.
1974
1975 @item __USING_SJLJ_EXCEPTIONS__
1976 This macro is defined, with value 1, if the compiler uses the old
1977 mechanism based on @code{setjmp} and @code{longjmp} for exception
1978 handling.
1979 @end table
1980
1981 @node System-specific Predefined Macros
1982 @subsection System-specific Predefined Macros
1983
1984 @cindex system-specific predefined macros
1985 @cindex predefined macros, system-specific
1986 @cindex reserved namespace
1987
1988 The C preprocessor normally predefines several macros that indicate what
1989 type of system and machine is in use.  They are obviously different on
1990 each target supported by GCC@.  This manual, being for all systems and
1991 machines, cannot tell you what their names are, but you can use
1992 @command{cpp -dM} to see them all.  @xref{Invocation}.  All system-specific
1993 predefined macros expand to the constant 1, so you can test them with
1994 either @samp{#ifdef} or @samp{#if}.
1995
1996 The C standard requires that all system-specific macros be part of the
1997 @dfn{reserved namespace}.  All names which begin with two underscores,
1998 or an underscore and a capital letter, are reserved for the compiler and
1999 library to use as they wish.  However, historically system-specific
2000 macros have had names with no special prefix; for instance, it is common
2001 to find @code{unix} defined on Unix systems.  For all such macros, GCC
2002 provides a parallel macro with two underscores added at the beginning
2003 and the end.  If @code{unix} is defined, @code{__unix__} will be defined
2004 too.  There will never be more than two underscores; the parallel of
2005 @code{_mips} is @code{__mips__}.
2006
2007 When the @option{-ansi} option, or any @option{-std} option that
2008 requests strict conformance, is given to the compiler, all the
2009 system-specific predefined macros outside the reserved namespace are
2010 suppressed.  The parallel macros, inside the reserved namespace, remain
2011 defined.
2012
2013 We are slowly phasing out all predefined macros which are outside the
2014 reserved namespace.  You should never use them in new programs, and we
2015 encourage you to correct older code to use the parallel macros whenever
2016 you find it.  We don't recommend you use the system-specific macros that
2017 are in the reserved namespace, either.  It is better in the long run to
2018 check specifically for features you need, using a tool such as
2019 @command{autoconf}.
2020
2021 @node C++ Named Operators
2022 @subsection C++ Named Operators
2023 @cindex named operators
2024 @cindex C++ named operators
2025 @cindex iso646.h
2026
2027 In C++, there are eleven keywords which are simply alternate spellings
2028 of operators normally written with punctuation.  These keywords are
2029 treated as such even in the preprocessor.  They function as operators in
2030 @samp{#if}, and they cannot be defined as macros or poisoned.  In C, you
2031 can request that those keywords take their C++ meaning by including
2032 @file{iso646.h}.  That header defines each one as a normal object-like
2033 macro expanding to the appropriate punctuator.
2034
2035 These are the named operators and their corresponding punctuators:
2036
2037 @multitable {Named Operator} {Punctuator}
2038 @item Named Operator @tab Punctuator
2039 @item @code{and}    @tab @code{&&}
2040 @item @code{and_eq} @tab @code{&=}
2041 @item @code{bitand} @tab @code{&}
2042 @item @code{bitor}  @tab @code{|}
2043 @item @code{compl}  @tab @code{~}
2044 @item @code{not}    @tab @code{!}
2045 @item @code{not_eq} @tab @code{!=}
2046 @item @code{or}     @tab @code{||}
2047 @item @code{or_eq}  @tab @code{|=}
2048 @item @code{xor}    @tab @code{^}
2049 @item @code{xor_eq} @tab @code{^=}
2050 @end multitable
2051
2052 @node Undefining and Redefining Macros
2053 @section Undefining and Redefining Macros
2054 @cindex undefining macros
2055 @cindex redefining macros
2056 @findex #undef
2057
2058 If a macro ceases to be useful, it may be @dfn{undefined} with the
2059 @samp{#undef} directive.  @samp{#undef} takes a single argument, the
2060 name of the macro to undefine.  You use the bare macro name, even if the
2061 macro is function-like.  It is an error if anything appears on the line
2062 after the macro name.  @samp{#undef} has no effect if the name is not a
2063 macro.
2064
2065 @example
2066 #define FOO 4
2067 x = FOO;        @expansion{} x = 4;
2068 #undef FOO
2069 x = FOO;        @expansion{} x = FOO;
2070 @end example
2071
2072 Once a macro has been undefined, that identifier may be @dfn{redefined}
2073 as a macro by a subsequent @samp{#define} directive.  The new definition
2074 need not have any resemblance to the old definition.
2075
2076 However, if an identifier which is currently a macro is redefined, then
2077 the new definition must be @dfn{effectively the same} as the old one.
2078 Two macro definitions are effectively the same if:
2079 @itemize @bullet
2080 @item Both are the same type of macro (object- or function-like).
2081 @item All the tokens of the replacement list are the same.
2082 @item If there are any parameters, they are the same.
2083 @item Whitespace appears in the same places in both.  It need not be
2084 exactly the same amount of whitespace, though.  Remember that comments
2085 count as whitespace.
2086 @end itemize
2087
2088 @noindent
2089 These definitions are effectively the same:
2090 @example
2091 #define FOUR (2 + 2)
2092 #define FOUR         (2    +    2)
2093 #define FOUR (2 /* two */ + 2)
2094 @end example
2095 @noindent
2096 but these are not:
2097 @example
2098 #define FOUR (2 + 2)
2099 #define FOUR ( 2+2 )
2100 #define FOUR (2 * 2)
2101 #define FOUR(score,and,seven,years,ago) (2 + 2)
2102 @end example
2103
2104 If a macro is redefined with a definition that is not effectively the
2105 same as the old one, the preprocessor issues a warning and changes the
2106 macro to use the new definition.  If the new definition is effectively
2107 the same, the redefinition is silently ignored.  This allows, for
2108 instance, two different headers to define a common macro.  The
2109 preprocessor will only complain if the definitions do not match.
2110
2111 @node Directives Within Macro Arguments
2112 @section Directives Within Macro Arguments
2113 @cindex macro arguments and directives
2114
2115 Occasionally it is convenient to use preprocessor directives within
2116 the arguments of a macro.  The C and C++ standards declare that
2117 behavior in these cases is undefined.
2118
2119 Versions of GNU CPP prior to 3.2 would reject such constructs with an
2120 error message.  This was the only syntactic difference between normal
2121 functions and function-like macros, so it seemed attractive to remove
2122 this limitation, and people would often be surprised that they could
2123 not use macros in this way.  Moreover, sometimes people would use
2124 conditional compilation in the argument list to a normal library
2125 function like @samp{printf}, only to find that after a library upgrade
2126 @samp{printf} had changed to be a function-like macro, and their code
2127 would no longer compile.  So from version 3.2 we changed CPP to
2128 successfully process arbitrary directives within macro arguments in
2129 exactly the same way as it would have processed the directive were the
2130 function-like macro invocation not present.
2131
2132 If, within a macro invocation, that macro is redefined, then the new
2133 definition takes effect in time for argument pre-expansion, but the
2134 original definition is still used for argument replacement.  Here is a
2135 pathological example:
2136
2137 @smallexample
2138 #define f(x) x x
2139 f (1
2140 #undef f
2141 #define f 2
2142 f)
2143 @end smallexample
2144
2145 @noindent which expands to
2146
2147 @smallexample
2148 1 2 1 2
2149 @end smallexample
2150
2151 @noindent with the semantics described above.
2152
2153 @node Macro Pitfalls
2154 @section Macro Pitfalls
2155 @cindex problems with macros
2156 @cindex pitfalls of macros
2157
2158 In this section we describe some special rules that apply to macros and
2159 macro expansion, and point out certain cases in which the rules have
2160 counter-intuitive consequences that you must watch out for.
2161
2162 @menu
2163 * Misnesting::
2164 * Operator Precedence Problems::
2165 * Swallowing the Semicolon::
2166 * Duplication of Side Effects::
2167 * Self-Referential Macros::
2168 * Argument Prescan::
2169 * Newlines in Arguments::
2170 @end menu
2171
2172 @node Misnesting
2173 @subsection Misnesting
2174
2175 When a macro is called with arguments, the arguments are substituted
2176 into the macro body and the result is checked, together with the rest of
2177 the input file, for more macro calls.  It is possible to piece together
2178 a macro call coming partially from the macro body and partially from the
2179 arguments.  For example,
2180
2181 @example
2182 #define twice(x) (2*(x))
2183 #define call_with_1(x) x(1)
2184 call_with_1 (twice)
2185      @expansion{} twice(1)
2186      @expansion{} (2*(1))
2187 @end example
2188
2189 Macro definitions do not have to have balanced parentheses.  By writing
2190 an unbalanced open parenthesis in a macro body, it is possible to create
2191 a macro call that begins inside the macro body but ends outside of it.
2192 For example,
2193
2194 @example
2195 #define strange(file) fprintf (file, "%s %d",
2196 @dots{}
2197 strange(stderr) p, 35)
2198      @expansion{} fprintf (stderr, "%s %d", p, 35)
2199 @end example
2200
2201 The ability to piece together a macro call can be useful, but the use of
2202 unbalanced open parentheses in a macro body is just confusing, and
2203 should be avoided.
2204
2205 @node Operator Precedence Problems
2206 @subsection Operator Precedence Problems
2207 @cindex parentheses in macro bodies
2208
2209 You may have noticed that in most of the macro definition examples shown
2210 above, each occurrence of a macro argument name had parentheses around
2211 it.  In addition, another pair of parentheses usually surround the
2212 entire macro definition.  Here is why it is best to write macros that
2213 way.
2214
2215 Suppose you define a macro as follows,
2216
2217 @example
2218 #define ceil_div(x, y) (x + y - 1) / y
2219 @end example
2220
2221 @noindent
2222 whose purpose is to divide, rounding up.  (One use for this operation is
2223 to compute how many @code{int} objects are needed to hold a certain
2224 number of @code{char} objects.)  Then suppose it is used as follows:
2225
2226 @example
2227 a = ceil_div (b & c, sizeof (int));
2228      @expansion{} a = (b & c + sizeof (int) - 1) / sizeof (int);
2229 @end example
2230
2231 @noindent
2232 This does not do what is intended.  The operator-precedence rules of
2233 C make it equivalent to this:
2234
2235 @example
2236 a = (b & (c + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
2237 @end example
2238
2239 @noindent
2240 What we want is this:
2241
2242 @example
2243 a = ((b & c) + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
2244 @end example
2245
2246 @noindent
2247 Defining the macro as
2248
2249 @example
2250 #define ceil_div(x, y) ((x) + (y) - 1) / (y)
2251 @end example
2252
2253 @noindent
2254 provides the desired result.
2255
2256 Unintended grouping can result in another way.  Consider @code{sizeof
2257 ceil_div(1, 2)}.  That has the appearance of a C expression that would
2258 compute the size of the type of @code{ceil_div (1, 2)}, but in fact it
2259 means something very different.  Here is what it expands to:
2260
2261 @example
2262 sizeof ((1) + (2) - 1) / (2)
2263 @end example
2264
2265 @noindent
2266 This would take the size of an integer and divide it by two.  The
2267 precedence rules have put the division outside the @code{sizeof} when it
2268 was intended to be inside.
2269
2270 Parentheses around the entire macro definition prevent such problems.
2271 Here, then, is the recommended way to define @code{ceil_div}:
2272
2273 @example
2274 #define ceil_div(x, y) (((x) + (y) - 1) / (y))
2275 @end example
2276
2277 @node Swallowing the Semicolon
2278 @subsection Swallowing the Semicolon
2279 @cindex semicolons (after macro calls)
2280
2281 Often it is desirable to define a macro that expands into a compound
2282 statement.  Consider, for example, the following macro, that advances a
2283 pointer (the argument @code{p} says where to find it) across whitespace
2284 characters:
2285
2286 @example
2287 #define SKIP_SPACES(p, limit)  \
2288 @{ char *lim = (limit);         \
2289   while (p < lim) @{            \
2290     if (*p++ != ' ') @{         \
2291       p--; break; @}@}@}
2292 @end example
2293
2294 @noindent
2295 Here backslash-newline is used to split the macro definition, which must
2296 be a single logical line, so that it resembles the way such code would
2297 be laid out if not part of a macro definition.
2298
2299 A call to this macro might be @code{SKIP_SPACES (p, lim)}.  Strictly
2300 speaking, the call expands to a compound statement, which is a complete
2301 statement with no need for a semicolon to end it.  However, since it
2302 looks like a function call, it minimizes confusion if you can use it
2303 like a function call, writing a semicolon afterward, as in
2304 @code{SKIP_SPACES (p, lim);}
2305
2306 This can cause trouble before @code{else} statements, because the
2307 semicolon is actually a null statement.  Suppose you write
2308
2309 @example
2310 if (*p != 0)
2311   SKIP_SPACES (p, lim);
2312 else @dots{}
2313 @end example
2314
2315 @noindent
2316 The presence of two statements---the compound statement and a null
2317 statement---in between the @code{if} condition and the @code{else}
2318 makes invalid C code.
2319
2320 The definition of the macro @code{SKIP_SPACES} can be altered to solve
2321 this problem, using a @code{do @dots{} while} statement.  Here is how:
2322
2323 @example
2324 #define SKIP_SPACES(p, limit)     \
2325 do @{ char *lim = (limit);         \
2326      while (p < lim) @{            \
2327        if (*p++ != ' ') @{         \
2328          p--; break; @}@}@}          \
2329 while (0)
2330 @end example
2331
2332 Now @code{SKIP_SPACES (p, lim);} expands into
2333
2334 @example
2335 do @{@dots{}@} while (0);
2336 @end example
2337
2338 @noindent
2339 which is one statement.  The loop executes exactly once; most compilers
2340 generate no extra code for it.
2341
2342 @node Duplication of Side Effects
2343 @subsection Duplication of Side Effects
2344
2345 @cindex side effects (in macro arguments)
2346 @cindex unsafe macros
2347 Many C programs define a macro @code{min}, for ``minimum'', like this:
2348
2349 @example
2350 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
2351 @end example
2352
2353 When you use this macro with an argument containing a side effect,
2354 as shown here,
2355
2356 @example
2357 next = min (x + y, foo (z));
2358 @end example
2359
2360 @noindent
2361 it expands as follows:
2362
2363 @example
2364 next = ((x + y) < (foo (z)) ? (x + y) : (foo (z)));
2365 @end example
2366
2367 @noindent
2368 where @code{x + y} has been substituted for @code{X} and @code{foo (z)}
2369 for @code{Y}.
2370
2371 The function @code{foo} is used only once in the statement as it appears
2372 in the program, but the expression @code{foo (z)} has been substituted
2373 twice into the macro expansion.  As a result, @code{foo} might be called
2374 two times when the statement is executed.  If it has side effects or if
2375 it takes a long time to compute, the results might not be what you
2376 intended.  We say that @code{min} is an @dfn{unsafe} macro.
2377
2378 The best solution to this problem is to define @code{min} in a way that
2379 computes the value of @code{foo (z)} only once.  The C language offers
2380 no standard way to do this, but it can be done with GNU extensions as
2381 follows:
2382
2383 @example
2384 #define min(X, Y)                \
2385 (@{ typeof (X) x_ = (X);          \
2386    typeof (Y) y_ = (Y);          \
2387    (x_ < y_) ? x_ : y_; @})
2388 @end example
2389
2390 The @samp{(@{ @dots{} @})} notation produces a compound statement that
2391 acts as an expression.  Its value is the value of its last statement.
2392 This permits us to define local variables and assign each argument to
2393 one.  The local variables have underscores after their names to reduce
2394 the risk of conflict with an identifier of wider scope (it is impossible
2395 to avoid this entirely).  Now each argument is evaluated exactly once.
2396
2397 If you do not wish to use GNU C extensions, the only solution is to be
2398 careful when @emph{using} the macro @code{min}.  For example, you can
2399 calculate the value of @code{foo (z)}, save it in a variable, and use
2400 that variable in @code{min}:
2401
2402 @example
2403 @group
2404 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
2405 @dots{}
2406 @{
2407   int tem = foo (z);
2408   next = min (x + y, tem);
2409 @}
2410 @end group
2411 @end example
2412
2413 @noindent
2414 (where we assume that @code{foo} returns type @code{int}).
2415
2416 @node Self-Referential Macros
2417 @subsection Self-Referential Macros
2418 @cindex self-reference
2419
2420 A @dfn{self-referential} macro is one whose name appears in its
2421 definition.  Recall that all macro definitions are rescanned for more
2422 macros to replace.  If the self-reference were considered a use of the
2423 macro, it would produce an infinitely large expansion.  To prevent this,
2424 the self-reference is not considered a macro call.  It is passed into
2425 the preprocessor output unchanged.  Let's consider an example:
2426
2427 @example
2428 #define foo (4 + foo)
2429 @end example
2430
2431 @noindent
2432 where @code{foo} is also a variable in your program.
2433
2434 Following the ordinary rules, each reference to @code{foo} will expand
2435 into @code{(4 + foo)}; then this will be rescanned and will expand into
2436 @code{(4 + (4 + foo))}; and so on until the computer runs out of memory.
2437
2438 The self-reference rule cuts this process short after one step, at
2439 @code{(4 + foo)}.  Therefore, this macro definition has the possibly
2440 useful effect of causing the program to add 4 to the value of @code{foo}
2441 wherever @code{foo} is referred to.
2442
2443 In most cases, it is a bad idea to take advantage of this feature.  A
2444 person reading the program who sees that @code{foo} is a variable will
2445 not expect that it is a macro as well.  The reader will come across the
2446 identifier @code{foo} in the program and think its value should be that
2447 of the variable @code{foo}, whereas in fact the value is four greater.
2448
2449 One common, useful use of self-reference is to create a macro which
2450 expands to itself.  If you write
2451
2452 @example
2453 #define EPERM EPERM
2454 @end example
2455
2456 @noindent
2457 then the macro @code{EPERM} expands to @code{EPERM}.  Effectively, it is
2458 left alone by the preprocessor whenever it's used in running text.  You
2459 can tell that it's a macro with @samp{#ifdef}.  You might do this if you
2460 want to define numeric constants with an @code{enum}, but have
2461 @samp{#ifdef} be true for each constant.
2462
2463 If a macro @code{x} expands to use a macro @code{y}, and the expansion of
2464 @code{y} refers to the macro @code{x}, that is an @dfn{indirect
2465 self-reference} of @code{x}.  @code{x} is not expanded in this case
2466 either.  Thus, if we have
2467
2468 @example
2469 #define x (4 + y)
2470 #define y (2 * x)
2471 @end example
2472
2473 @noindent
2474 then @code{x} and @code{y} expand as follows:
2475
2476 @example
2477 @group
2478 x    @expansion{} (4 + y)
2479      @expansion{} (4 + (2 * x))
2480
2481 y    @expansion{} (2 * x)
2482      @expansion{} (2 * (4 + y))
2483 @end group
2484 @end example
2485
2486 @noindent
2487 Each macro is expanded when it appears in the definition of the other
2488 macro, but not when it indirectly appears in its own definition.
2489
2490 @node Argument Prescan
2491 @subsection Argument Prescan
2492 @cindex expansion of arguments
2493 @cindex macro argument expansion
2494 @cindex prescan of macro arguments
2495
2496 Macro arguments are completely macro-expanded before they are
2497 substituted into a macro body, unless they are stringified or pasted
2498 with other tokens.  After substitution, the entire macro body, including
2499 the substituted arguments, is scanned again for macros to be expanded.
2500 The result is that the arguments are scanned @emph{twice} to expand
2501 macro calls in them.
2502
2503 Most of the time, this has no effect.  If the argument contained any
2504 macro calls, they are expanded during the first scan.  The result
2505 therefore contains no macro calls, so the second scan does not change
2506 it.  If the argument were substituted as given, with no prescan, the
2507 single remaining scan would find the same macro calls and produce the
2508 same results.
2509
2510 You might expect the double scan to change the results when a
2511 self-referential macro is used in an argument of another macro
2512 (@pxref{Self-Referential Macros}): the self-referential macro would be
2513 expanded once in the first scan, and a second time in the second scan.
2514 However, this is not what happens.  The self-references that do not
2515 expand in the first scan are marked so that they will not expand in the
2516 second scan either.
2517
2518 You might wonder, ``Why mention the prescan, if it makes no difference?
2519 And why not skip it and make the preprocessor faster?''  The answer is
2520 that the prescan does make a difference in three special cases:
2521
2522 @itemize @bullet
2523 @item
2524 Nested calls to a macro.
2525
2526 We say that @dfn{nested} calls to a macro occur when a macro's argument
2527 contains a call to that very macro.  For example, if @code{f} is a macro
2528 that expects one argument, @code{f (f (1))} is a nested pair of calls to
2529 @code{f}.  The desired expansion is made by expanding @code{f (1)} and
2530 substituting that into the definition of @code{f}.  The prescan causes
2531 the expected result to happen.  Without the prescan, @code{f (1)} itself
2532 would be substituted as an argument, and the inner use of @code{f} would
2533 appear during the main scan as an indirect self-reference and would not
2534 be expanded.
2535
2536 @item
2537 Macros that call other macros that stringify or concatenate.
2538
2539 If an argument is stringified or concatenated, the prescan does not
2540 occur.  If you @emph{want} to expand a macro, then stringify or
2541 concatenate its expansion, you can do that by causing one macro to call
2542 another macro that does the stringification or concatenation.  For
2543 instance, if you have
2544
2545 @example
2546 #define AFTERX(x) X_ ## x
2547 #define XAFTERX(x) AFTERX(x)
2548 #define TABLESIZE 1024
2549 #define BUFSIZE TABLESIZE
2550 @end example
2551
2552 then @code{AFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_BUFSIZE}, and
2553 @code{XAFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_1024}.  (Not to
2554 @code{X_TABLESIZE}.  Prescan always does a complete expansion.)
2555
2556 @item
2557 Macros used in arguments, whose expansions contain unshielded commas.
2558
2559 This can cause a macro expanded on the second scan to be called with the
2560 wrong number of arguments.  Here is an example:
2561
2562 @example
2563 #define foo  a,b
2564 #define bar(x) lose(x)
2565 #define lose(x) (1 + (x))
2566 @end example
2567
2568 We would like @code{bar(foo)} to turn into @code{(1 + (foo))}, which
2569 would then turn into @code{(1 + (a,b))}.  Instead, @code{bar(foo)}
2570 expands into @code{lose(a,b)}, and you get an error because @code{lose}
2571 requires a single argument.  In this case, the problem is easily solved
2572 by the same parentheses that ought to be used to prevent misnesting of
2573 arithmetic operations:
2574
2575 @example
2576 #define foo (a,b)
2577 @exdent or
2578 #define bar(x) lose((x))
2579 @end example
2580
2581 The extra pair of parentheses prevents the comma in @code{foo}'s
2582 definition from being interpreted as an argument separator.
2583
2584 @end itemize
2585
2586 @node Newlines in Arguments
2587 @subsection Newlines in Arguments
2588 @cindex newlines in macro arguments
2589
2590 The invocation of a function-like macro can extend over many logical
2591 lines.  However, in the present implementation, the entire expansion
2592 comes out on one line.  Thus line numbers emitted by the compiler or
2593 debugger refer to the line the invocation started on, which might be
2594 different to the line containing the argument causing the problem.
2595
2596 Here is an example illustrating this:
2597
2598 @example
2599 #define ignore_second_arg(a,b,c) a; c
2600
2601 ignore_second_arg (foo (),
2602                    ignored (),
2603                    syntax error);
2604 @end example
2605
2606 @noindent
2607 The syntax error triggered by the tokens @code{syntax error} results in
2608 an error message citing line three---the line of ignore_second_arg---
2609 even though the problematic code comes from line five.
2610
2611 We consider this a bug, and intend to fix it in the near future.
2612
2613 @node Conditionals
2614 @chapter Conditionals
2615 @cindex conditionals
2616
2617 A @dfn{conditional} is a directive that instructs the preprocessor to
2618 select whether or not to include a chunk of code in the final token
2619 stream passed to the compiler.  Preprocessor conditionals can test
2620 arithmetic expressions, or whether a name is defined as a macro, or both
2621 simultaneously using the special @code{defined} operator.
2622
2623 A conditional in the C preprocessor resembles in some ways an @code{if}
2624 statement in C, but it is important to understand the difference between
2625 them.  The condition in an @code{if} statement is tested during the
2626 execution of your program.  Its purpose is to allow your program to
2627 behave differently from run to run, depending on the data it is
2628 operating on.  The condition in a preprocessing conditional directive is
2629 tested when your program is compiled.  Its purpose is to allow different
2630 code to be included in the program depending on the situation at the
2631 time of compilation.
2632
2633 However, the distinction is becoming less clear.  Modern compilers often
2634 do test @code{if} statements when a program is compiled, if their
2635 conditions are known not to vary at run time, and eliminate code which
2636 can never be executed.  If you can count on your compiler to do this,
2637 you may find that your program is more readable if you use @code{if}
2638 statements with constant conditions (perhaps determined by macros).  Of
2639 course, you can only use this to exclude code, not type definitions or
2640 other preprocessing directives, and you can only do it if the code
2641 remains syntactically valid when it is not to be used.
2642
2643 GCC version 3 eliminates this kind of never-executed code even when
2644 not optimizing.  Older versions did it only when optimizing.
2645
2646 @menu
2647 * Conditional Uses::
2648 * Conditional Syntax::
2649 * Deleted Code::
2650 @end menu
2651
2652 @node Conditional Uses
2653 @section Conditional Uses
2654
2655 There are three general reasons to use a conditional.
2656
2657 @itemize @bullet
2658 @item
2659 A program may need to use different code depending on the machine or
2660 operating system it is to run on.  In some cases the code for one
2661 operating system may be erroneous on another operating system; for
2662 example, it might refer to data types or constants that do not exist on
2663 the other system.  When this happens, it is not enough to avoid
2664 executing the invalid code.  Its mere presence will cause the compiler
2665 to reject the program.  With a preprocessing conditional, the offending
2666 code can be effectively excised from the program when it is not valid.
2667
2668 @item
2669 You may want to be able to compile the same source file into two
2670 different programs.  One version might make frequent time-consuming
2671 consistency checks on its intermediate data, or print the values of
2672 those data for debugging, and the other not.
2673
2674 @item
2675 A conditional whose condition is always false is one way to exclude code
2676 from the program but keep it as a sort of comment for future reference.
2677 @end itemize
2678
2679 Simple programs that do not need system-specific logic or complex
2680 debugging hooks generally will not need to use preprocessing
2681 conditionals.
2682
2683 @node Conditional Syntax
2684 @section Conditional Syntax
2685
2686 @findex #if
2687 A conditional in the C preprocessor begins with a @dfn{conditional
2688 directive}: @samp{#if}, @samp{#ifdef} or @samp{#ifndef}.
2689
2690 @menu
2691 * Ifdef::
2692 * If::
2693 * Defined::
2694 * Else::
2695 * Elif::
2696 @end menu
2697
2698 @node Ifdef
2699 @subsection Ifdef
2700 @findex #ifdef
2701 @findex #endif
2702
2703 The simplest sort of conditional is
2704
2705 @example
2706 @group
2707 #ifdef @var{MACRO}
2708
2709 @var{controlled text}
2710
2711 #endif /* @var{MACRO} */
2712 @end group
2713 @end example
2714
2715 @cindex conditional group
2716 This block is called a @dfn{conditional group}.  @var{controlled text}
2717 will be included in the output of the preprocessor if and only if
2718 @var{MACRO} is defined.  We say that the conditional @dfn{succeeds} if
2719 @var{MACRO} is defined, @dfn{fails} if it is not.
2720
2721 The @var{controlled text} inside of a conditional can include
2722 preprocessing directives.  They are executed only if the conditional
2723 succeeds.  You can nest conditional groups inside other conditional
2724 groups, but they must be completely nested.  In other words,
2725 @samp{#endif} always matches the nearest @samp{#ifdef} (or
2726 @samp{#ifndef}, or @samp{#if}).  Also, you cannot start a conditional
2727 group in one file and end it in another.
2728
2729 Even if a conditional fails, the @var{controlled text} inside it is
2730 still run through initial transformations and tokenization.  Therefore,
2731 it must all be lexically valid C@.  Normally the only way this matters is
2732 that all comments and string literals inside a failing conditional group
2733 must still be properly ended.
2734
2735 The comment following the @samp{#endif} is not required, but it is a
2736 good practice if there is a lot of @var{controlled text}, because it
2737 helps people match the @samp{#endif} to the corresponding @samp{#ifdef}.
2738 Older programs sometimes put @var{MACRO} directly after the
2739 @samp{#endif} without enclosing it in a comment.  This is invalid code
2740 according to the C standard.  GNU CPP accepts it with a warning.  It
2741 never affects which @samp{#ifndef} the @samp{#endif} matches.
2742
2743 @findex #ifndef
2744 Sometimes you wish to use some code if a macro is @emph{not} defined.
2745 You can do this by writing @samp{#ifndef} instead of @samp{#ifdef}.
2746 One common use of @samp{#ifndef} is to include code only the first
2747 time a header file is included.  @xref{Once-Only Headers}.
2748
2749 Macro definitions can vary between compilations for several reasons.
2750 Here are some samples.
2751
2752 @itemize @bullet
2753 @item
2754 Some macros are predefined on each kind of machine
2755 (@pxref{System-specific Predefined Macros}).  This allows you to provide
2756 code specially tuned for a particular machine.
2757
2758 @item
2759 System header files define more macros, associated with the features
2760 they implement.  You can test these macros with conditionals to avoid
2761 using a system feature on a machine where it is not implemented.
2762
2763 @item
2764 Macros can be defined or undefined with the @option{-D} and @option{-U}
2765 command line options when you compile the program.  You can arrange to
2766 compile the same source file into two different programs by choosing a
2767 macro name to specify which program you want, writing conditionals to
2768 test whether or how this macro is defined, and then controlling the
2769 state of the macro with command line options, perhaps set in the
2770 Makefile.  @xref{Invocation}.
2771
2772 @item
2773 Your program might have a special header file (often called
2774 @file{config.h}) that is adjusted when the program is compiled.  It can
2775 define or not define macros depending on the features of the system and
2776 the desired capabilities of the program.  The adjustment can be
2777 automated by a tool such as @command{autoconf}, or done by hand.
2778 @end itemize
2779
2780 @node If
2781 @subsection If
2782
2783 The @samp{#if} directive allows you to test the value of an arithmetic
2784 expression, rather than the mere existence of one macro.  Its syntax is
2785
2786 @example
2787 @group
2788 #if @var{expression}
2789
2790 @var{controlled text}
2791
2792 #endif /* @var{expression} */
2793 @end group
2794 @end example
2795
2796 @var{expression} is a C expression of integer type, subject to stringent
2797 restrictions.  It may contain
2798
2799 @itemize @bullet
2800 @item
2801 Integer constants.
2802
2803 @item
2804 Character constants, which are interpreted as they would be in normal
2805 code.
2806
2807 @item
2808 Arithmetic operators for addition, subtraction, multiplication,
2809 division, bitwise operations, shifts, comparisons, and logical
2810 operations (@code{&&} and @code{||}).  The latter two obey the usual
2811 short-circuiting rules of standard C@.
2812
2813 @item
2814 Macros.  All macros in the expression are expanded before actual
2815 computation of the expression's value begins.
2816
2817 @item
2818 Uses of the @code{defined} operator, which lets you check whether macros
2819 are defined in the middle of an @samp{#if}.
2820
2821 @item
2822 Identifiers that are not macros, which are all considered to be the
2823 number zero.  This allows you to write @code{@w{#if MACRO}} instead of
2824 @code{@w{#ifdef MACRO}}, if you know that MACRO, when defined, will
2825 always have a nonzero value.  Function-like macros used without their
2826 function call parentheses are also treated as zero.
2827
2828 In some contexts this shortcut is undesirable.  The @option{-Wundef}
2829 option causes GCC to warn whenever it encounters an identifier which is
2830 not a macro in an @samp{#if}.
2831 @end itemize
2832
2833 The preprocessor does not know anything about types in the language.
2834 Therefore, @code{sizeof} operators are not recognized in @samp{#if}, and
2835 neither are @code{enum} constants.  They will be taken as identifiers
2836 which are not macros, and replaced by zero.  In the case of
2837 @code{sizeof}, this is likely to cause the expression to be invalid.
2838
2839 The preprocessor calculates the value of @var{expression}.  It carries
2840 out all calculations in the widest integer type known to the compiler;
2841 on most machines supported by GCC this is 64 bits.  This is not the same
2842 rule as the compiler uses to calculate the value of a constant
2843 expression, and may give different results in some cases.  If the value
2844 comes out to be nonzero, the @samp{#if} succeeds and the @var{controlled
2845 text} is included; otherwise it is skipped.
2846
2847 If @var{expression} is not correctly formed, GCC issues an error and
2848 treats the conditional as having failed.
2849
2850 @node Defined
2851 @subsection Defined
2852
2853 @cindex @code{defined}
2854 The special operator @code{defined} is used in @samp{#if} and
2855 @samp{#elif} expressions to test whether a certain name is defined as a
2856 macro.  @code{defined @var{name}} and @code{defined (@var{name})} are
2857 both expressions whose value is 1 if @var{name} is defined as a macro at
2858 the current point in the program, and 0 otherwise.  Thus,  @code{@w{#if
2859 defined MACRO}} is precisely equivalent to @code{@w{#ifdef MACRO}}.
2860
2861 @code{defined} is useful when you wish to test more than one macro for
2862 existence at once.  For example,
2863
2864 @example
2865 #if defined (__vax__) || defined (__ns16000__)
2866 @end example
2867
2868 @noindent
2869 would succeed if either of the names @code{__vax__} or
2870 @code{__ns16000__} is defined as a macro.
2871
2872 Conditionals written like this:
2873
2874 @example
2875 #if defined BUFSIZE && BUFSIZE >= 1024
2876 @end example
2877
2878 @noindent
2879 can generally be simplified to just @code{@w{#if BUFSIZE >= 1024}},
2880 since if @code{BUFSIZE} is not defined, it will be interpreted as having
2881 the value zero.
2882
2883 If the @code{defined} operator appears as a result of a macro expansion,
2884 the C standard says the behavior is undefined.  GNU cpp treats it as a
2885 genuine @code{defined} operator and evaluates it normally.  It will warn
2886 wherever your code uses this feature if you use the command-line option
2887 @option{-pedantic}, since other compilers may handle it differently.
2888
2889 @node Else
2890 @subsection Else
2891
2892 @findex #else
2893 The @samp{#else} directive can be added to a conditional to provide
2894 alternative text to be used if the condition fails.  This is what it
2895 looks like:
2896
2897 @example
2898 @group
2899 #if @var{expression}
2900 @var{text-if-true}
2901 #else /* Not @var{expression} */
2902 @var{text-if-false}
2903 #endif /* Not @var{expression} */
2904 @end group
2905 @end example
2906
2907 @noindent
2908 If @var{expression} is nonzero, the @var{text-if-true} is included and
2909 the @var{text-if-false} is skipped.  If @var{expression} is zero, the
2910 opposite happens.
2911
2912 You can use @samp{#else} with @samp{#ifdef} and @samp{#ifndef}, too.
2913
2914 @node Elif
2915 @subsection Elif
2916
2917 @findex #elif
2918 One common case of nested conditionals is used to check for more than two
2919 possible alternatives.  For example, you might have
2920
2921 @example
2922 #if X == 1
2923 @dots{}
2924 #else /* X != 1 */
2925 #if X == 2
2926 @dots{}
2927 #else /* X != 2 */
2928 @dots{}
2929 #endif /* X != 2 */
2930 #endif /* X != 1 */
2931 @end example
2932
2933 Another conditional directive, @samp{#elif}, allows this to be
2934 abbreviated as follows:
2935
2936 @example
2937 #if X == 1
2938 @dots{}
2939 #elif X == 2
2940 @dots{}
2941 #else /* X != 2 and X != 1*/
2942 @dots{}
2943 #endif /* X != 2 and X != 1*/
2944 @end example
2945
2946 @samp{#elif} stands for ``else if''.  Like @samp{#else}, it goes in the
2947 middle of a conditional group and subdivides it; it does not require a
2948 matching @samp{#endif} of its own.  Like @samp{#if}, the @samp{#elif}
2949 directive includes an expression to be tested.  The text following the
2950 @samp{#elif} is processed only if the original @samp{#if}-condition
2951 failed and the @samp{#elif} condition succeeds.
2952
2953 More than one @samp{#elif} can go in the same conditional group.  Then
2954 the text after each @samp{#elif} is processed only if the @samp{#elif}
2955 condition succeeds after the original @samp{#if} and all previous
2956 @samp{#elif} directives within it have failed.
2957
2958 @samp{#else} is allowed after any number of @samp{#elif} directives, but
2959 @samp{#elif} may not follow @samp{#else}.
2960
2961 @node Deleted Code
2962 @section Deleted Code
2963 @cindex commenting out code
2964
2965 If you replace or delete a part of the program but want to keep the old
2966 code around for future reference, you often cannot simply comment it
2967 out.  Block comments do not nest, so the first comment inside the old
2968 code will end the commenting-out.  The probable result is a flood of
2969 syntax errors.
2970
2971 One way to avoid this problem is to use an always-false conditional
2972 instead.  For instance, put @code{#if 0} before the deleted code and
2973 @code{#endif} after it.  This works even if the code being turned
2974 off contains conditionals, but they must be entire conditionals
2975 (balanced @samp{#if} and @samp{#endif}).
2976
2977 Some people use @code{#ifdef notdef} instead.  This is risky, because
2978 @code{notdef} might be accidentally defined as a macro, and then the
2979 conditional would succeed.  @code{#if 0} can be counted on to fail.
2980
2981 Do not use @code{#if 0} for comments which are not C code.  Use a real
2982 comment, instead.  The interior of @code{#if 0} must consist of complete
2983 tokens; in particular, single-quote characters must balance.  Comments
2984 often contain unbalanced single-quote characters (known in English as
2985 apostrophes).  These confuse @code{#if 0}.  They don't confuse
2986 @samp{/*}.
2987
2988 @node Diagnostics
2989 @chapter Diagnostics
2990 @cindex diagnostic
2991 @cindex reporting errors
2992 @cindex reporting warnings
2993
2994 @findex #error
2995 The directive @samp{#error} causes the preprocessor to report a fatal
2996 error.  The tokens forming the rest of the line following @samp{#error}
2997 are used as the error message.
2998
2999 You would use @samp{#error} inside of a conditional that detects a
3000 combination of parameters which you know the program does not properly
3001 support.  For example, if you know that the program will not run
3002 properly on a VAX, you might write
3003
3004 @example
3005 @group
3006 #ifdef __vax__
3007 #error "Won't work on VAXen.  See comments at get_last_object."
3008 #endif
3009 @end group
3010 @end example
3011
3012 If you have several configuration parameters that must be set up by
3013 the installation in a consistent way, you can use conditionals to detect
3014 an inconsistency and report it with @samp{#error}.  For example,
3015
3016 @example
3017 #if !defined(UNALIGNED_INT_ASM_OP) && defined(DWARF2_DEBUGGING_INFO)
3018 #error "DWARF2_DEBUGGING_INFO requires UNALIGNED_INT_ASM_OP."
3019 #endif
3020 @end example
3021
3022 @findex #warning
3023 The directive @samp{#warning} is like @samp{#error}, but causes the
3024 preprocessor to issue a warning and continue preprocessing.  The tokens
3025 following @samp{#warning} are used as the warning message.
3026
3027 You might use @samp{#warning} in obsolete header files, with a message
3028 directing the user to the header file which should be used instead.
3029
3030 Neither @samp{#error} nor @samp{#warning} macro-expands its argument.
3031 Internal whitespace sequences are each replaced with a single space.
3032 The line must consist of complete tokens.  It is wisest to make the
3033 argument of these directives be a single string constant; this avoids
3034 problems with apostrophes and the like.
3035
3036 @node Line Control
3037 @chapter Line Control
3038 @cindex line control
3039
3040 The C preprocessor informs the C compiler of the location in your source
3041 code where each token came from.  Presently, this is just the file name
3042 and line number.  All the tokens resulting from macro expansion are
3043 reported as having appeared on the line of the source file where the
3044 outermost macro was used.  We intend to be more accurate in the future.
3045
3046 If you write a program which generates source code, such as the
3047 @command{bison} parser generator, you may want to adjust the preprocessor's
3048 notion of the current file name and line number by hand.  Parts of the
3049 output from @command{bison} are generated from scratch, other parts come
3050 from a standard parser file.  The rest are copied verbatim from
3051 @command{bison}'s input.  You would like compiler error messages and
3052 symbolic debuggers to be able to refer to @code{bison}'s input file.
3053
3054 @findex #line
3055 @command{bison} or any such program can arrange this by writing
3056 @samp{#line} directives into the output file.  @samp{#line} is a
3057 directive that specifies the original line number and source file name
3058 for subsequent input in the current preprocessor input file.
3059 @samp{#line} has three variants:
3060
3061 @table @code
3062 @item #line @var{linenum}
3063 @var{linenum} is a non-negative decimal integer constant.  It specifies
3064 the line number which should be reported for the following line of
3065 input.  Subsequent lines are counted from @var{linenum}.
3066
3067 @item #line @var{linenum} @var{filename}
3068 @var{linenum} is the same as for the first form, and has the same
3069 effect.  In addition, @var{filename} is a string constant.  The
3070 following line and all subsequent lines are reported to come from the
3071 file it specifies, until something else happens to change that.
3072 @var{filename} is interpreted according to the normal rules for a string
3073 constant: backslash escapes are interpreted.  This is different from
3074 @samp{#include}.
3075
3076 Previous versions of GNU CPP did not interpret escapes in @samp{#line};
3077 we have changed it because the standard requires they be interpreted,
3078 and most other compilers do.
3079
3080 @item #line @var{anything else}
3081 @var{anything else} is checked for macro calls, which are expanded.
3082 The result should match one of the above two forms.
3083 @end table
3084
3085 @samp{#line} directives alter the results of the @code{__FILE__} and
3086 @code{__LINE__} predefined macros from that point on.  @xref{Standard
3087 Predefined Macros}.  They do not have any effect on @samp{#include}'s
3088 idea of the directory containing the current file.  This is a change
3089 from GCC 2.95.  Previously, a file reading
3090
3091 @smallexample
3092 #line 1 "../src/gram.y"
3093 #include "gram.h"
3094 @end smallexample
3095
3096 would search for @file{gram.h} in @file{../src}, then the @option{-I}
3097 chain; the directory containing the physical source file would not be
3098 searched.  In GCC 3.0 and later, the @samp{#include} is not affected by
3099 the presence of a @samp{#line} referring to a different directory.
3100
3101 We made this change because the old behavior caused problems when
3102 generated source files were transported between machines.  For instance,
3103 it is common practice to ship generated parsers with a source release,
3104 so that people building the distribution do not need to have yacc or
3105 Bison installed.  These files frequently have @samp{#line} directives
3106 referring to the directory tree of the system where the distribution was
3107 created.  If GCC tries to search for headers in those directories, the
3108 build is likely to fail.
3109
3110 The new behavior can cause failures too, if the generated file is not
3111 in the same directory as its source and it attempts to include a header
3112 which would be visible searching from the directory containing the
3113 source file.  However, this problem is easily solved with an additional
3114 @option{-I} switch on the command line.  The failures caused by the old
3115 semantics could sometimes be corrected only by editing the generated
3116 files, which is difficult and error-prone.
3117
3118 @node Pragmas
3119 @chapter Pragmas
3120
3121 The @samp{#pragma} directive is the method specified by the C standard
3122 for providing additional information to the compiler, beyond what is
3123 conveyed in the language itself.  Three forms of this directive
3124 (commonly known as @dfn{pragmas}) are specified by the 1999 C standard.
3125 A C compiler is free to attach any meaning it likes to other pragmas.
3126
3127 GCC has historically preferred to use extensions to the syntax of the
3128 language, such as @code{__attribute__}, for this purpose.  However, GCC
3129 does define a few pragmas of its own.  These mostly have effects on the
3130 entire translation unit or source file.
3131
3132 In GCC version 3, all GNU-defined, supported pragmas have been given a
3133 @code{GCC} prefix.  This is in line with the @code{STDC} prefix on all
3134 pragmas defined by C99.  For backward compatibility, pragmas which were
3135 recognized by previous versions are still recognized without the
3136 @code{GCC} prefix, but that usage is deprecated.  Some older pragmas are
3137 deprecated in their entirety.  They are not recognized with the
3138 @code{GCC} prefix.  @xref{Obsolete Features}.
3139
3140 @cindex @code{_Pragma}
3141 C99 introduces the @code{@w{_Pragma}} operator.  This feature addresses a
3142 major problem with @samp{#pragma}: being a directive, it cannot be
3143 produced as the result of macro expansion.  @code{@w{_Pragma}} is an
3144 operator, much like @code{sizeof} or @code{defined}, and can be embedded
3145 in a macro.
3146
3147 Its syntax is @code{@w{_Pragma (@var{string-literal})}}, where
3148 @var{string-literal} can be either a normal or wide-character string
3149 literal.  It is destringized, by replacing all @samp{\\} with a single
3150 @samp{\} and all @samp{\"} with a @samp{"}.  The result is then
3151 processed as if it had appeared as the right hand side of a
3152 @samp{#pragma} directive.  For example,
3153
3154 @example
3155 _Pragma ("GCC dependency \"parse.y\"")
3156 @end example
3157
3158 @noindent
3159 has the same effect as @code{#pragma GCC dependency "parse.y"}.  The
3160 same effect could be achieved using macros, for example
3161
3162 @example
3163 #define DO_PRAGMA(x) _Pragma (#x)
3164 DO_PRAGMA (GCC dependency "parse.y")
3165 @end example
3166
3167 The standard is unclear on where a @code{_Pragma} operator can appear.
3168 The preprocessor does not accept it within a preprocessing conditional
3169 directive like @samp{#if}.  To be safe, you are probably best keeping it
3170 out of directives other than @samp{#define}, and putting it on a line of
3171 its own.
3172
3173 This manual documents the pragmas which are meaningful to the
3174 preprocessor itself.  Other pragmas are meaningful to the C or C++
3175 compilers.  They are documented in the GCC manual.
3176
3177 @ftable @code
3178 @item #pragma GCC dependency
3179 @code{#pragma GCC dependency} allows you to check the relative dates of
3180 the current file and another file.  If the other file is more recent than
3181 the current file, a warning is issued.  This is useful if the current
3182 file is derived from the other file, and should be regenerated.  The
3183 other file is searched for using the normal include search path.
3184 Optional trailing text can be used to give more information in the
3185 warning message.
3186
3187 @example
3188 #pragma GCC dependency "parse.y"
3189 #pragma GCC dependency "/usr/include/time.h" rerun fixincludes
3190 @end example
3191
3192 @item #pragma GCC poison
3193 Sometimes, there is an identifier that you want to remove completely
3194 from your program, and make sure that it never creeps back in.  To
3195 enforce this, you can @dfn{poison} the identifier with this pragma.
3196 @code{#pragma GCC poison} is followed by a list of identifiers to
3197 poison.  If any of those identifiers appears anywhere in the source
3198 after the directive, it is a hard error.  For example,
3199
3200 @example
3201 #pragma GCC poison printf sprintf fprintf
3202 sprintf(some_string, "hello");
3203 @end example
3204
3205 @noindent
3206 will produce an error.
3207
3208 If a poisoned identifier appears as part of the expansion of a macro
3209 which was defined before the identifier was poisoned, it will @emph{not}
3210 cause an error.  This lets you poison an identifier without worrying
3211 about system headers defining macros that use it.
3212
3213 For example,
3214
3215 @example
3216 #define strrchr rindex
3217 #pragma GCC poison rindex
3218 strrchr(some_string, 'h');
3219 @end example
3220
3221 @noindent
3222 will not produce an error.
3223
3224 @item #pragma GCC system_header
3225 This pragma takes no arguments.  It causes the rest of the code in the
3226 current file to be treated as if it came from a system header.
3227 @xref{System Headers}.
3228
3229 @end ftable
3230
3231 @node Other Directives
3232 @chapter Other Directives
3233
3234 @findex #ident
3235 The @samp{#ident} directive takes one argument, a string constant.  On
3236 some systems, that string constant is copied into a special segment of
3237 the object file.  On other systems, the directive is ignored.
3238
3239 This directive is not part of the C standard, but it is not an official
3240 GNU extension either.  We believe it came from System V@.
3241
3242 @findex #sccs
3243 The @samp{#sccs} directive is recognized on some systems, because it
3244 appears in their header files.  It is a very old, obscure, extension
3245 which we did not invent, and we have been unable to find any
3246 documentation of what it should do, so GCC simply ignores it.
3247
3248 @cindex null directive
3249 The @dfn{null directive} consists of a @samp{#} followed by a newline,
3250 with only whitespace (including comments) in between.  A null directive
3251 is understood as a preprocessing directive but has no effect on the
3252 preprocessor output.  The primary significance of the existence of the
3253 null directive is that an input line consisting of just a @samp{#} will
3254 produce no output, rather than a line of output containing just a
3255 @samp{#}.  Supposedly some old C programs contain such lines.
3256
3257 @node Preprocessor Output
3258 @chapter Preprocessor Output
3259
3260 When the C preprocessor is used with the C, C++, or Objective-C
3261 compilers, it is integrated into the compiler and communicates a stream
3262 of binary tokens directly to the compiler's parser.  However, it can
3263 also be used in the more conventional standalone mode, where it produces
3264 textual output.
3265 @c FIXME: Document the library interface.
3266
3267 @cindex output format
3268 The output from the C preprocessor looks much like the input, except
3269 that all preprocessing directive lines have been replaced with blank
3270 lines and all comments with spaces.  Long runs of blank lines are
3271 discarded.
3272
3273 The ISO standard specifies that it is implementation defined whether a
3274 preprocessor preserves whitespace between tokens, or replaces it with
3275 e.g.@: a single space.  In GNU CPP, whitespace between tokens is collapsed
3276 to become a single space, with the exception that the first token on a
3277 non-directive line is preceded with sufficient spaces that it appears in
3278 the same column in the preprocessed output that it appeared in the
3279 original source file.  This is so the output is easy to read.
3280 @xref{Differences from previous versions}.  CPP does not insert any
3281 whitespace where there was none in the original source, except where
3282 necessary to prevent an accidental token paste.
3283
3284 @cindex linemarkers
3285 Source file name and line number information is conveyed by lines
3286 of the form
3287
3288 @example
3289 # @var{linenum} @var{filename} @var{flags}
3290 @end example
3291
3292 @noindent
3293 These are called @dfn{linemarkers}.  They are inserted as needed into
3294 the output (but never within a string or character constant).  They mean
3295 that the following line originated in file @var{filename} at line
3296 @var{linenum}.  @var{filename} will never contain any non-printing
3297 characters; they are replaced with octal escape sequences.
3298
3299 After the file name comes zero or more flags, which are @samp{1},
3300 @samp{2}, @samp{3}, or @samp{4}.  If there are multiple flags, spaces
3301 separate them.  Here is what the flags mean:
3302
3303 @table @samp
3304 @item 1
3305 This indicates the start of a new file.
3306 @item 2
3307 This indicates returning to a file (after having included another file).
3308 @item 3
3309 This indicates that the following text comes from a system header file,
3310 so certain warnings should be suppressed.
3311 @item 4
3312 This indicates that the following text should be treated as being
3313 wrapped in an implicit @code{extern "C"} block.
3314 @c maybe cross reference NO_IMPLICIT_EXTERN_C
3315 @end table
3316
3317 As an extension, the preprocessor accepts linemarkers in non-assembler
3318 input files.  They are treated like the corresponding @samp{#line}
3319 directive, (@pxref{Line Control}), except that trailing flags are
3320 permitted, and are interpreted with the meanings described above.  If
3321 multiple flags are given, they must be in ascending order.
3322
3323 Some directives may be duplicated in the output of the preprocessor.
3324 These are @samp{#ident} (always), @samp{#pragma} (only if the
3325 preprocessor does not handle the pragma itself), and @samp{#define} and
3326 @samp{#undef} (with certain debugging options).  If this happens, the
3327 @samp{#} of the directive will always be in the first column, and there
3328 will be no space between the @samp{#} and the directive name.  If macro
3329 expansion happens to generate tokens which might be mistaken for a
3330 duplicated directive, a space will be inserted between the @samp{#} and
3331 the directive name.
3332
3333 @node Traditional Mode
3334 @chapter Traditional Mode
3335
3336 Traditional (pre-standard) C preprocessing is rather different from
3337 the preprocessing specified by the standard.  When GCC is given the
3338 @option{-traditional} option, it attempts to emulate a traditional
3339 preprocessor.  We do not guarantee that GCC's behavior under
3340 @option{-traditional} matches any pre-standard preprocessor exactly.
3341
3342 Traditional mode exists only for backward compatibility.  We have no
3343 plans to augment it in any way nor will we change it except to fix
3344 catastrophic bugs.  As of GCC 3.2, traditional mode is not supported for
3345 compilation, only preprocessing.
3346
3347 This is a list of the differences.  It may not be complete, and may not
3348 correspond exactly to the behavior of either GCC or a true traditional
3349 preprocessor.
3350
3351 @itemize @bullet
3352 @item
3353 Traditional macro expansion pays no attention to single-quote or
3354 double-quote characters; macro argument symbols are replaced by the
3355 argument values even when they appear within apparent string or
3356 character constants.
3357
3358 @item
3359 Traditionally, it is permissible for a macro expansion to end in the
3360 middle of a string or character constant.  The constant continues into
3361 the text surrounding the macro call.
3362
3363 @item
3364 However, the end of the line terminates a string or character constant,
3365 with no error.  (This is a kluge.  Traditional mode is commonly used to
3366 preprocess things which are not C, and have a different comment syntax.
3367 Single apostrophes often appear in comments.  This kluge prevents the
3368 traditional preprocessor from issuing errors on such comments.)
3369
3370 @item
3371 Preprocessing directives are recognized in traditional C only when their
3372 leading @samp{#} appears in the first column.  There can be no
3373 whitespace between the beginning of the line and the @samp{#}.
3374
3375 @item
3376 In traditional C, a comment is equivalent to no text at all.  (In ISO
3377 C, a comment counts as whitespace.)  It can be used sort of the same way
3378 that @samp{##} is used in ISO C, to paste macro arguments together.
3379
3380 @item
3381 Traditional C does not have the concept of a preprocessing number.
3382
3383 @item
3384 A macro is not suppressed within its own definition, in traditional C@.
3385 Thus, any macro that is used recursively inevitably causes an error.
3386
3387 @item
3388 The @samp{#} and @samp{##} operators are not available in traditional
3389 C@.
3390
3391 @item
3392 In traditional C, the text at the end of a macro expansion can run
3393 together with the text after the macro call, to produce a single token.
3394 This is impossible in ISO C@.
3395
3396 @item
3397 None of the GNU extensions to the preprocessor are available in
3398 traditional mode, with the exception of a partial implementation of
3399 assertions, and those may be removed in the future.
3400
3401 @item
3402 A true traditional C preprocessor does not recognize @samp{#elif},
3403 @samp{#error}, or @samp{#pragma}.  GCC supports @samp{#elif} and
3404 @samp{#error} even in traditional mode, but not @samp{#pragma}.
3405
3406 @item
3407 Traditional mode is text-based, not token-based, and comments are
3408 stripped after macro expansion.  Therefore, @samp{/**/} can be used to
3409 paste tokens together provided that there is no whitespace between it
3410 and the tokens to be pasted.
3411
3412 @item
3413 Traditional mode preserves the amount and form of whitespace provided by
3414 the user.  Hard tabs remain hard tabs.  This can be useful, e.g.@: if you
3415 are preprocessing a Makefile (which we do not encourage).
3416 @end itemize
3417
3418 You can request warnings about features that did not exist, or worked
3419 differently, in traditional C with the @option{-Wtraditional} option.
3420 This works only if you do @emph{not} specify @option{-traditional}.  GCC
3421 does not warn about features of ISO C which you must use when you are
3422 using a conforming compiler, such as the @samp{#} and @samp{##}
3423 operators.
3424
3425 Presently @option{-Wtraditional} warns about:
3426
3427 @itemize @bullet
3428 @item
3429 Macro parameters that appear within string literals in the macro body.
3430 In traditional C macro replacement takes place within string literals,
3431 but does not in ISO C@.
3432
3433 @item
3434 In traditional C, some preprocessor directives did not exist.
3435 Traditional preprocessors would only consider a line to be a directive
3436 if the @samp{#} appeared in column 1 on the line.  Therefore
3437 @option{-Wtraditional} warns about directives that traditional C
3438 understands but would ignore because the @samp{#} does not appear as the
3439 first character on the line.  It also suggests you hide directives like
3440 @samp{#pragma} not understood by traditional C by indenting them.  Some
3441 traditional implementations would not recognize @samp{#elif}, so it
3442 suggests avoiding it altogether.
3443
3444 @item
3445 A function-like macro that appears without an argument list.  In
3446 traditional C this was an error.  In ISO C it merely means that the
3447 macro is not expanded.
3448
3449 @item
3450 The unary plus operator.  This did not exist in traditional C@.
3451
3452 @item
3453 The @samp{U} and @samp{LL} integer constant suffixes, which were not
3454 available in traditional C@.  (Traditional C does support the @samp{L}
3455 suffix for simple long integer constants.)  You are not warned about
3456 uses of these suffixes in macros defined in system headers.  For
3457 instance, @code{UINT_MAX} may well be defined as @code{4294967295U}, but
3458 you will not be warned if you use @code{UINT_MAX}.
3459
3460 You can usually avoid the warning, and the related warning about
3461 constants which are so large that they are unsigned, by writing the
3462 integer constant in question in hexadecimal, with no U suffix.  Take
3463 care, though, because this gives the wrong result in exotic cases.
3464 @end itemize
3465
3466 @node Implementation Details
3467 @chapter Implementation Details
3468
3469 Here we document details of how the preprocessor's implementation
3470 affects its user-visible behavior.  You should try to avoid undue
3471 reliance on behavior described here, as it is possible that it will
3472 change subtly in future implementations.
3473
3474 Also documented here are obsolete features and changes from previous
3475 versions of GNU CPP@.
3476
3477 @menu
3478 * Implementation-defined behavior::
3479 * Implementation limits::
3480 * Obsolete Features::
3481 * Differences from previous versions::
3482 @end menu
3483
3484 @node Implementation-defined behavior
3485 @section Implementation-defined behavior
3486 @cindex implementation-defined behavior
3487
3488 This is how GNU CPP behaves in all the cases which the C standard
3489 describes as @dfn{implementation-defined}.  This term means that the
3490 implementation is free to do what it likes, but must document its choice
3491 and stick to it.
3492 @c FIXME: Check the C++ standard for more implementation-defined stuff.
3493
3494 @itemize @bullet
3495 @need 1000
3496 @item The mapping of physical source file multi-byte characters to the
3497 execution character set.
3498
3499 Currently, GNU cpp only supports character sets that are strict supersets
3500 of ASCII, and performs no translation of characters.
3501
3502 @item Non-empty sequences of whitespace characters.
3503
3504 In textual output, each whitespace sequence is collapsed to a single
3505 space.  For aesthetic reasons, the first token on each non-directive
3506 line of output is preceded with sufficient spaces that it appears in the
3507 same column as it did in the original source file.
3508
3509 @item The numeric value of character constants in preprocessor expressions.
3510
3511 The preprocessor and compiler interpret character constants in the same
3512 way; escape sequences such as @samp{\a} are given the values they would
3513 have on the target machine.
3514
3515 Multi-character character constants are interpreted a character at a
3516 time, shifting the previous result left by the number of bits per
3517 character on the host, and adding the new character.  For example, 'ab'
3518 on an 8-bit host would be interpreted as @w{'a' * 256 + 'b'}.  If there
3519 are more characters in the constant than can fit in the widest native
3520 integer type on the host, usually a @code{long}, the excess characters
3521 are ignored and a diagnostic is given.
3522
3523 @item Source file inclusion.
3524
3525 For a discussion on how the preprocessor locates header files,
3526 @ref{Include Operation}.
3527
3528 @item Interpretation of the filename resulting from a macro-expanded
3529 @samp{#include} directive.
3530
3531 @xref{Computed Includes}.
3532
3533 @item Treatment of a @samp{#pragma} directive that after macro-expansion
3534 results in a standard pragma.
3535
3536 No macro expansion occurs on any @samp{#pragma} directive line, so the
3537 question does not arise.
3538
3539 Note that GCC does not yet implement any of the standard
3540 pragmas.
3541
3542 @end itemize
3543
3544 @node Implementation limits
3545 @section Implementation limits
3546 @cindex implementation limits
3547
3548 GNU CPP has a small number of internal limits.  This section lists the
3549 limits which the C standard requires to be no lower than some minimum,
3550 and all the others we are aware of.  We intend there to be as few limits
3551 as possible.  If you encounter an undocumented or inconvenient limit,
3552 please report that to us as a bug.  (See the section on reporting bugs in
3553 the GCC manual.)
3554
3555 Where we say something is limited @dfn{only by available memory}, that
3556 means that internal data structures impose no intrinsic limit, and space
3557 is allocated with @code{malloc} or equivalent.  The actual limit will
3558 therefore depend on many things, such as the size of other things
3559 allocated by the compiler at the same time, the amount of memory
3560 consumed by other processes on the same computer, etc.
3561
3562 @itemize @bullet
3563
3564 @item Nesting levels of @samp{#include} files.
3565
3566 We impose an arbitrary limit of 200 levels, to avoid runaway recursion.
3567 The standard requires at least 15 levels.
3568
3569 @item Nesting levels of conditional inclusion.
3570
3571 The C standard mandates this be at least 63.  GNU CPP is limited only by
3572 available memory.
3573
3574 @item Levels of parenthesised expressions within a full expression.
3575
3576 The C standard requires this to be at least 63.  In preprocessor
3577 conditional expressions, it is limited only by available memory.
3578
3579 @item Significant initial characters in an identifier or macro name.
3580
3581 The preprocessor treats all characters as significant.  The C standard
3582 requires only that the first 63 be significant.
3583
3584 @item Number of macros simultaneously defined in a single translation unit.
3585
3586 The standard requires at least 4095 be possible.  GNU CPP is limited only
3587 by available memory.
3588
3589 @item Number of parameters in a macro definition and arguments in a macro call.
3590
3591 We allow @code{USHRT_MAX}, which is no smaller than 65,535.  The minimum
3592 required by the standard is 127.
3593
3594 @item Number of characters on a logical source line.
3595
3596 The C standard requires a minimum of 4096 be permitted.  GNU CPP places
3597 no limits on this, but you may get incorrect column numbers reported in
3598 diagnostics for lines longer than 65,535 characters.
3599
3600 @item Maximum size of a source file.
3601
3602 The standard does not specify any lower limit on the maximum size of a
3603 source file.  GNU cpp maps files into memory, so it is limited by the
3604 available address space.  This is generally at least two gigabytes.
3605 Depending on the operating system, the size of physical memory may or
3606 may not be a limitation.
3607
3608 @end itemize
3609
3610 @node Obsolete Features
3611 @section Obsolete Features
3612
3613 GNU CPP has a number of features which are present mainly for
3614 compatibility with older programs.  We discourage their use in new code.
3615 In some cases, we plan to remove the feature in a future version of GCC@.
3616
3617 @menu
3618 * Assertions::
3619 * Obsolete once-only headers::
3620 * Miscellaneous obsolete features::
3621 @end menu
3622
3623 @node Assertions
3624 @subsection Assertions
3625 @cindex assertions
3626
3627 @dfn{Assertions} are a deprecated alternative to macros in writing
3628 conditionals to test what sort of computer or system the compiled
3629 program will run on.  Assertions are usually predefined, but you can
3630 define them with preprocessing directives or command-line options.
3631
3632 Assertions were intended to provide a more systematic way to describe
3633 the compiler's target system.  However, in practice they are just as
3634 unpredictable as the system-specific predefined macros.  In addition, they
3635 are not part of any standard, and only a few compilers support them.
3636 Therefore, the use of assertions is @strong{less} portable than the use
3637 of system-specific predefined macros.  We recommend you do not use them at
3638 all.
3639
3640 @cindex predicates
3641 An assertion looks like this:
3642
3643 @example
3644 #@var{predicate} (@var{answer})
3645 @end example
3646
3647 @noindent
3648 @var{predicate} must be a single identifier.  @var{answer} can be any
3649 sequence of tokens; all characters are significant except for leading
3650 and trailing whitespace, and differences in internal whitespace
3651 sequences are ignored.  (This is similar to the rules governing macro
3652 redefinition.)  Thus, @code{(x + y)} is different from @code{(x+y)} but
3653 equivalent to @code{@w{( x + y )}}.  Parentheses do not nest inside an
3654 answer.
3655
3656 @cindex testing predicates
3657 To test an assertion, you write it in an @samp{#if}.  For example, this
3658 conditional succeeds if either @code{vax} or @code{ns16000} has been
3659 asserted as an answer for @code{machine}.
3660
3661 @example
3662 #if #machine (vax) || #machine (ns16000)
3663 @end example
3664
3665 @noindent
3666 You can test whether @emph{any} answer is asserted for a predicate by
3667 omitting the answer in the conditional:
3668
3669 @example
3670 #if #machine
3671 @end example
3672
3673 @findex #assert
3674 Assertions are made with the @samp{#assert} directive.  Its sole
3675 argument is the assertion to make, without the leading @samp{#} that
3676 identifies assertions in conditionals.
3677
3678 @example
3679 #assert @var{predicate} (@var{answer})
3680 @end example
3681
3682 @noindent
3683 You may make several assertions with the same predicate and different
3684 answers.  Subsequent assertions do not override previous ones for the
3685 same predicate.  All the answers for any given predicate are
3686 simultaneously true.
3687
3688 @cindex assertions, cancelling
3689 @findex #unassert
3690 Assertions can be cancelled with the @samp{#unassert} directive.  It
3691 has the same syntax as @samp{#assert}.  In that form it cancels only the
3692 answer which was specified on the @samp{#unassert} line; other answers
3693 for that predicate remain true.  You can cancel an entire predicate by
3694 leaving out the answer:
3695
3696 @example
3697 #unassert @var{predicate}
3698 @end example
3699
3700 @noindent
3701 In either form, if no such assertion has been made, @samp{#unassert} has
3702 no effect.
3703
3704 You can also make or cancel assertions using command line options.
3705 @xref{Invocation}.
3706
3707 @node Obsolete once-only headers
3708 @subsection Obsolete once-only headers
3709
3710 GNU CPP supports two more ways of indicating that a header file should be
3711 read only once.  Neither one is as portable as a wrapper @samp{#ifndef},
3712 and we recommend you do not use them in new programs.
3713
3714 @findex #import
3715 In the Objective-C language, there is a variant of @samp{#include}
3716 called @samp{#import} which includes a file, but does so at most once.
3717 If you use @samp{#import} instead of @samp{#include}, then you don't
3718 need the conditionals inside the header file to prevent multiple
3719 inclusion of the contents.  GCC permits the use of @samp{#import} in C
3720 and C++ as well as Objective-C@.  However, it is not in standard C or C++
3721 and should therefore not be used by portable programs.
3722
3723 @samp{#import} is not a well designed feature.  It requires the users of
3724 a header file to know that it should only be included once.  It is much
3725 better for the header file's implementor to write the file so that users
3726 don't need to know this.  Using a wrapper @samp{#ifndef} accomplishes
3727 this goal.
3728
3729 In the present implementation, a single use of @samp{#import} will
3730 prevent the file from ever being read again, by either @samp{#import} or
3731 @samp{#include}.  You should not rely on this; do not use both
3732 @samp{#import} and @samp{#include} to refer to the same header file.
3733
3734 Another way to prevent a header file from being included more than once
3735 is with the @samp{#pragma once} directive.  If @samp{#pragma once} is
3736 seen when scanning a header file, that file will never be read again, no
3737 matter what.
3738
3739 @samp{#pragma once} does not have the problems that @samp{#import} does,
3740 but it is not recognized by all preprocessors, so you cannot rely on it
3741 in a portable program.
3742
3743 @node Miscellaneous obsolete features
3744 @subsection Miscellaneous obsolete features
3745
3746 Here are a few more obsolete features.
3747
3748 @itemize @bullet
3749 @cindex invalid token paste
3750 @item Attempting to paste two tokens which together do not form a valid
3751 preprocessing token.
3752
3753 The preprocessor currently warns about this and outputs the two tokens
3754 adjacently, which is probably the behavior the programmer intends.  It
3755 may not work in future, though.
3756
3757 Most of the time, when you get this warning, you will find that @samp{##}
3758 is being used superstitiously, to guard against whitespace appearing
3759 between two tokens.  It is almost always safe to delete the @samp{##}.
3760
3761 @cindex pragma poison
3762 @item @code{#pragma poison}
3763
3764 This is the same as @code{#pragma GCC poison}.  The version without the
3765 @code{GCC} prefix is deprecated.  @xref{Pragmas}.
3766
3767 @cindex multi-line string constants
3768 @item Multi-line string constants
3769
3770 Older versions of GCC allowed string constants to extend across
3771 multiple logical lines of the source file.  This ill-considered
3772 extension has now been removed.  Instead, make use of ISO C
3773 concatenation of adjacent string literals, or use @samp{\n} followed
3774 by a backslash-newline.
3775
3776 @end itemize
3777
3778 @node Differences from previous versions
3779 @section Differences from previous versions
3780 @cindex differences from previous versions
3781
3782 This section details behavior which has changed from previous versions
3783 of GNU CPP@.  We do not plan to change it again in the near future, but
3784 we do not promise not to, either.
3785
3786 The ``previous versions'' discussed here are 2.95 and before.  The
3787 behavior of GCC 3.0 is mostly the same as the behavior of the widely
3788 used 2.96 and 2.97 development snapshots.  Where there are differences,
3789 they generally represent bugs in the snapshots.
3790
3791 @itemize @bullet
3792
3793 @item Order of evaluation of @samp{#} and @samp{##} operators
3794
3795 The standard does not specify the order of evaluation of a chain of
3796 @samp{##} operators, nor whether @samp{#} is evaluated before, after, or
3797 at the same time as @samp{##}.  You should therefore not write any code
3798 which depends on any specific ordering.  It is possible to guarantee an
3799 ordering, if you need one, by suitable use of nested macros.
3800
3801 An example of where this might matter is pasting the arguments @samp{1},
3802 @samp{e} and @samp{-2}.  This would be fine for left-to-right pasting,
3803 but right-to-left pasting would produce an invalid token @samp{e-2}.
3804
3805 GCC 3.0 evaluates @samp{#} and @samp{##} at the same time and strictly
3806 left to right.  Older versions evaluated all @samp{#} operators first,
3807 then all @samp{##} operators, in an unreliable order.
3808
3809 @item The form of whitespace betwen tokens in preprocessor output
3810
3811 @xref{Preprocessor Output}, for the current textual format.  This is
3812 also the format used by stringification.  Normally, the preprocessor
3813 communicates tokens directly to the compiler's parser, and whitespace
3814 does not come up at all.
3815
3816 Older versions of GCC preserved all whitespace provided by the user and
3817 inserted lots more whitespace of their own, because they could not
3818 accurately predict when extra spaces were needed to prevent accidental
3819 token pasting.
3820
3821 @item Optional argument when invoking rest argument macros
3822
3823 As an extension, GCC permits you to omit the variable arguments entirely
3824 when you use a variable argument macro.  This is forbidden by the 1999 C
3825 standard, and will provoke a pedantic warning with GCC 3.0.  Previous
3826 versions accepted it silently.
3827
3828 @item @samp{##} swallowing preceding text in rest argument macros
3829
3830 Formerly, in a macro expansion, if @samp{##} appeared before a variable
3831 arguments parameter, and the set of tokens specified for that argument
3832 in the macro invocation was empty, previous versions of GNU CPP would
3833 back up and remove the preceding sequence of non-whitespace characters
3834 (@strong{not} the preceding token).  This extension is in direct
3835 conflict with the 1999 C standard and has been drastically pared back.
3836
3837 In the current version of the preprocessor, if @samp{##} appears between
3838 a comma and a variable arguments parameter, and the variable argument is
3839 omitted entirely, the comma will be removed from the expansion.  If the
3840 variable argument is empty, or the token before @samp{##} is not a
3841 comma, then @samp{##} behaves as a normal token paste.
3842
3843 @item Traditional mode and GNU extensions
3844
3845 Traditional mode used to be implemented in the same program as normal
3846 preprocessing.  Therefore, all the GNU extensions to the preprocessor
3847 were still available in traditional mode.  It is now a separate program
3848 and does not implement any of the GNU extensions, except for a partial
3849 implementation of assertions.  Even those may be removed in a future
3850 release.
3851
3852 @item @samp{#line} and @samp{#include}
3853
3854 The @samp{#line} directive used to change GCC's notion of the
3855 ``directory containing the current file,'' used by @samp{#include} with
3856 a double-quoted header file name.  In 3.0 and later, it does not.
3857 @xref{Line Control}, for further explanation.
3858
3859 @item Syntax of @samp{#line}
3860
3861 In GCC 2.95 and previous, the string constant argument to @samp{#line}
3862 was treated the same way as the argument to @samp{#include}: backslash
3863 escapes were not honored, and the string ended at the second @samp{"}.
3864 This is not compliant with the C standard.  In GCC 3.0, an attempt was
3865 made to correct the behavior, so that the string was treated as a real
3866 string constant, but it turned out to be buggy.  In 3.1, the bugs have
3867 been fixed.  (We are not fixing the bugs in 3.0 because they affect
3868 relatively few people and the fix is quite invasive.)
3869
3870 @end itemize
3871
3872 @node Invocation
3873 @chapter Invocation
3874 @cindex invocation
3875 @cindex command line
3876
3877 Most often when you use the C preprocessor you will not have to invoke it
3878 explicitly: the C compiler will do so automatically.  However, the
3879 preprocessor is sometimes useful on its own.  All the options listed
3880 here are also acceptable to the C compiler and have the same meaning,
3881 except that the C compiler has different rules for specifying the output
3882 file.
3883
3884 @strong{Note:} Whether you use the preprocessor by way of @command{gcc}
3885 or @command{cpp}, the @dfn{compiler driver} is run first.  This
3886 program's purpose is to translate your command into invocations of the
3887 programs that do the actual work.  Their command line interfaces are
3888 similar but not identical to the documented interface, and may change
3889 without notice.
3890
3891 @ignore
3892 @c man begin SYNOPSIS
3893 cpp [@option{-D}@var{macro}[=@var{defn}]@dots{}] [@option{-U}@var{macro}]
3894     [@option{-I}@var{dir}@dots{}] [@option{-W}@var{warn}@dots{}]
3895     [@option{-M}|@option{-MM}] [@option{-MG}] [@option{-MF} @var{filename}]
3896     [@option{-MP}] [@option{-MQ} @var{target}@dots{}] [@option{-MT} @var{target}@dots{}]
3897     [@option{-x} @var{language}] [@option{-std=}@var{standard}]
3898     @var{infile} @var{outfile}
3899
3900 Only the most useful options are listed here; see below for the remainder.
3901 @c man end
3902 @c man begin SEEALSO
3903 gpl(7), gfdl(7), fsf-funding(7),
3904 gcc(1), as(1), ld(1), and the Info entries for @file{cpp}, @file{gcc}, and
3905 @file{binutils}.
3906 @c man end
3907 @end ignore
3908
3909 @c man begin OPTIONS
3910 The C preprocessor expects two file names as arguments, @var{infile} and
3911 @var{outfile}.  The preprocessor reads @var{infile} together with any
3912 other files it specifies with @samp{#include}.  All the output generated
3913 by the combined input files is written in @var{outfile}.
3914
3915 Either @var{infile} or @var{outfile} may be @option{-}, which as
3916 @var{infile} means to read from standard input and as @var{outfile}
3917 means to write to standard output.  Also, if either file is omitted, it
3918 means the same as if @option{-} had been specified for that file.
3919
3920 Unless otherwise noted, or the option ends in @samp{=}, all options
3921 which take an argument may have that argument appear either immediately
3922 after the option, or with a space between option and argument:
3923 @option{-Ifoo} and @option{-I foo} have the same effect.
3924
3925 @cindex grouping options
3926 @cindex options, grouping
3927 Many options have multi-letter names; therefore multiple single-letter
3928 options may @emph{not} be grouped: @option{-dM} is very different from
3929 @w{@samp{-d -M}}.
3930
3931 @cindex options
3932 @include cppopts.texi
3933 @c man end
3934
3935 @node Environment Variables
3936 @chapter Environment Variables
3937 @cindex environment variables
3938 @c man begin ENVIRONMENT
3939
3940 This section describes the environment variables that affect how CPP
3941 operates.  You can use them to specify directories or prefixes to use
3942 when searching for include files, or to control dependency output.
3943
3944 Note that you can also specify places to search using options such as
3945 @option{-I}, and control dependency output with options like
3946 @option{-M} (@pxref{Invocation}).  These take precedence over
3947 environment variables, which in turn take precedence over the
3948 configuration of GCC@.
3949  
3950 @include cppenv.texi
3951 @c man end
3952
3953 @page
3954 @include fdl.texi
3955
3956 @page
3957 @node Index of Directives
3958 @unnumbered Index of Directives
3959 @printindex fn
3960
3961 @node Option Index
3962 @unnumbered Option Index
3963 @noindent
3964 CPP's command line options and environment variables are indexed here
3965 without any initial @samp{-} or @samp{--}.
3966 @printindex op
3967
3968 @page
3969 @node Concept Index
3970 @unnumbered Concept Index
3971 @printindex cp
3972
3973 @bye