OSDN Git Service

* Makefile.in (cs-tconfig.h): Don't depend on $(CONFIG_H) or
[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
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 @ifinfo
50 @dircategory Programming
51 @direntry
52 * Cpp: (cpp).                  The GNU C preprocessor.
53 @end direntry
54 @end ifinfo
55
56 @titlepage
57 @title The C Preprocessor
58 @subtitle Last revised April 2001
59 @subtitle for GCC version 3
60 @author Richard M. Stallman
61 @author Zachary Weinberg
62 @page
63 @c There is a fill at the bottom of the page, so we need a filll to
64 @c override it.
65 @vskip 0pt plus 1filll
66 @copyrightnotice{}
67 @covertexts{}
68 @end titlepage
69 @contents
70 @page
71
72 @node Top
73 @top
74 The C preprocessor implements the macro language used to transform C,
75 C++, and Objective-C programs before they are compiled.  It can also be
76 useful on its own.
77
78 @menu
79 * Overview::
80 * Header Files::
81 * Macros::
82 * Conditionals::
83 * Diagnostics::
84 * Line Control::
85 * Pragmas::
86 * Other Directives::
87 * Preprocessor Output::
88 * Traditional Mode::
89 * Implementation Details::
90 * Invocation::
91 * GNU Free Documentation License::
92 * Index of Directives::
93 * Concept Index::
94
95 @detailmenu
96  --- The Detailed Node Listing ---
97
98 Overview
99
100 * Initial processing::
101 * Tokenization::
102 * The preprocessing language::
103
104 Header Files
105
106 * Include Syntax::
107 * Include Operation::
108 * Search Path::
109 * Once-Only Headers::
110 * Computed Includes::
111 * Wrapper Headers::
112 * System Headers::
113
114 Macros
115
116 * Object-like Macros::
117 * Function-like Macros::
118 * Macro Arguments::
119 * Stringification::
120 * Concatenation::
121 * Variadic Macros::
122 * Predefined Macros::
123 * Undefining and Redefining Macros::
124 * Macro Pitfalls::
125
126 Predefined Macros
127
128 * Standard Predefined Macros::
129 * Common Predefined Macros::
130 * System-specific Predefined Macros::
131 * C++ Named Operators::
132
133 Macro Pitfalls
134
135 * Misnesting::
136 * Operator Precedence Problems::
137 * Swallowing the Semicolon::
138 * Duplication of Side Effects::
139 * Self-Referential Macros::
140 * Argument Prescan::
141 * Newlines in Arguments::
142
143 Conditionals
144
145 * Conditional Uses::
146 * Conditional Syntax::
147 * Deleted Code::
148
149 Conditional Syntax
150
151 * Ifdef::
152 * If::
153 * Defined::
154 * Else::
155 * Elif::
156
157 Implementation Details
158
159 * Implementation-defined behavior::
160 * Implementation limits::
161 * Obsolete Features::
162 * Differences from previous versions::
163
164 Obsolete Features
165
166 * Assertions::
167 * Obsolete once-only headers::
168 * Miscellaneous obsolete features::
169
170 @end detailmenu
171 @end menu
172
173 @ifnottex
174 @copyrightnotice{}
175 @covertexts{}
176 @end ifnottex
177
178 @node Overview
179 @chapter Overview
180 @c man begin DESCRIPTION
181 The C preprocessor, often known as @dfn{cpp}, is a @dfn{macro processor}
182 that is used automatically by the C compiler to transform your program
183 before compilation.  It is called a macro processor because it allows
184 you to define @dfn{macros}, which are brief abbreviations for longer
185 constructs.
186
187 The C preprocessor is intended to be used only with C, C++, and
188 Objective-C source code.  In the past, it has been abused as a general
189 text processor.  It will choke on input which does not obey C's lexical
190 rules.  For example, apostrophes will be interpreted as the beginning of
191 character constants, and cause errors.  Also, you cannot rely on it
192 preserving characteristics of the input which are not significant to
193 C-family languages.  If a Makefile is preprocessed, all the hard tabs
194 will be removed, and the Makefile will not work.
195
196 Having said that, you can often get away with using cpp on things which
197 are not C@.  Other Algol-ish programming languages are often safe
198 (Pascal, Ada, etc.) So is assembly, with caution.  @option{-traditional}
199 mode preserves more white space, and is otherwise more permissive.  Many
200 of the problems can be avoided by writing C or C++ style comments
201 instead of native language comments, and keeping macros simple.
202
203 Wherever possible, you should use a preprocessor geared to the language
204 you are writing in.  Modern versions of the GNU assembler have macro
205 facilities.  Most high level programming languages have their own
206 conditional compilation and inclusion mechanism.  If all else fails,
207 try a true general text processor, such as GNU M4.
208
209 C preprocessors vary in some details.  This manual discusses the GNU C
210 preprocessor, which provides a small superset of the features of ISO
211 Standard C@.  In its default mode, the GNU C preprocessor does not do a
212 few things required by the standard.  These are features which are
213 rarely, if ever, used, and may cause surprising changes to the meaning
214 of a program which does not expect them.  To get strict ISO Standard C,
215 you should use the @option{-std=c89} or @option{-std=c99} options, depending
216 on which version of the standard you want.  To get all the mandatory
217 diagnostics, you must also use @option{-pedantic}.  @xref{Invocation}.
218 @c man end
219
220 @menu
221 * Initial processing::
222 * Tokenization::
223 * The preprocessing language::
224 @end menu
225
226 @node Initial processing
227 @section Initial processing
228
229 The preprocessor performs a series of textual transformations on its
230 input.  These happen before all other processing.  Conceptually, they
231 happen in a rigid order, and the entire file is run through each
232 transformation before the next one begins.  GNU CPP actually does them
233 all at once, for performance reasons.  These transformations correspond
234 roughly to the first three ``phases of translation'' described in the C
235 standard.
236
237 @enumerate
238 @item
239 @cindex character sets
240 @cindex line endings
241 The input file is read into memory and broken into lines.
242
243 GNU CPP expects its input to be a text file, that is, an unstructured
244 stream of ASCII characters, with some characters indicating the end of a
245 line of text.  Extended ASCII character sets, such as ISO Latin-1 or
246 Unicode encoded in UTF-8, are also acceptable.  Character sets that are
247 not strict supersets of seven-bit ASCII will not work.  We plan to add
248 complete support for international character sets in a future release.
249
250 Different systems use different conventions to indicate the end of a
251 line.  GCC accepts the ASCII control sequences @kbd{LF}, @kbd{@w{CR
252 LF}}, @kbd{CR}, and @kbd{@w{LF CR}} as end-of-line markers.  The first
253 three are the canonical sequences used by Unix, DOS and VMS, and the
254 classic Mac OS (before OSX) respectively.  You may therefore safely copy
255 source code written on any of those systems to a different one and use
256 it without conversion.  (GCC may lose track of the current line number
257 if a file doesn't consistently use one convention, as sometimes happens
258 when it is edited on computers with different conventions that share a
259 network file system.)  @kbd{@w{LF CR}} is included because it has been
260 reported as an end-of-line marker under exotic conditions.
261
262 If the last line of any input file lacks an end-of-line marker, the end
263 of the file is considered to implicitly supply one.  The C standard says
264 that this condition provokes undefined behavior, so GCC will emit a
265 warning message.
266
267 @item
268 @cindex trigraphs
269 If trigraphs are enabled, they are replaced by their corresponding
270 single characters.
271
272 These are nine three-character sequences, all starting with @samp{??},
273 that are defined by ISO C to stand for single characters.  They permit
274 obsolete systems that lack some of C's punctuation to use C@.  For
275 example, @samp{??/} stands for @samp{\}, so @t{'??/n'} is a character
276 constant for a newline.  By default, GCC ignores trigraphs, but if you
277 request a strictly conforming mode with the @option{-std} option, then
278 it converts them.
279
280 Trigraphs are not popular and many compilers implement them incorrectly.
281 Portable code should not rely on trigraphs being either converted or
282 ignored.  If you use the @option{-Wall} or @option{-Wtrigraphs} options,
283 GCC will warn you when a trigraph would change the meaning of your
284 program if it were converted.
285
286 In a string constant, you can prevent a sequence of question marks from
287 being confused with a trigraph by inserting a backslash between the
288 question marks.  @t{"(??\?)"} is the string @samp{(???)}, not
289 @samp{(?]}.  Traditional C compilers do not recognize this idiom.
290
291 The nine trigraphs and their replacements are
292
293 @example
294 Trigraph:       ??(  ??)  ??<  ??>  ??=  ??/  ??'  ??!  ??-
295 Replacement:      [    ]    @{    @}    #    \    ^    |    ~
296 @end example
297
298 @item
299 @cindex continued lines
300 @cindex backslash-newline
301 Continued lines are merged into one long line.
302
303 A continued line is a line which ends with a backslash, @samp{\}.  The
304 backslash is removed and the following line is joined with the current
305 one.  No space is inserted, so you may split a line anywhere, even in
306 the middle of a word.  (It is generally more readable to split lines
307 only at white space.)
308
309 The trailing backslash on a continued line is commonly referred to as a
310 @dfn{backslash-newline}.
311
312 If there is white space between a backslash and the end of a line, that
313 is still a continued line.  However, as this is usually the result of an
314 editing mistake, and many compilers will not accept it as a continued
315 line, GCC will warn you about it.
316
317 @item
318 @cindex comments
319 @cindex line comments
320 @cindex block comments
321 All comments are replaced with single spaces.
322
323 There are two kinds of comments.  @dfn{Block comments} begin with
324 @samp{/*} and continue until the next @samp{*/}.  Block comments do not
325 nest:
326
327 @example
328 /* @r{this is} /* @r{one comment} */ @r{text outside comment}
329 @end example
330
331 @dfn{Line comments} begin with @samp{//} and continue to the end of the
332 current line.  Line comments do not nest either, but it does not matter,
333 because they would end in the same place anyway.
334
335 @example
336 // @r{this is} // @r{one comment}
337 @r{text outside comment}
338 @end example
339 @end enumerate
340
341 It is safe to put line comments inside block comments, or vice versa.
342
343 @example
344 @group
345 /* @r{block comment}
346    // @r{contains line comment}
347    @r{yet more comment}
348  */ @r{outside comment}
349
350 // @r{line comment} /* @r{contains block comment} */
351 @end group
352 @end example
353
354 But beware of commenting out one end of a block comment with a line
355 comment.
356
357 @example
358 @group
359  // @r{l.c.}  /* @r{block comment begins}
360     @r{oops! this isn't a comment anymore} */
361 @end group
362 @end example
363
364 Comments are not recognized within string literals.  @t{@w{"/* blah
365 */"}} is the string constant @samp{@w{/* blah */}}, not an empty string.
366
367 Line comments are not in the 1989 edition of the C standard, but they
368 are recognized by GCC as an extension.  In C++ and in the 1999 edition
369 of the C standard, they are an official part of the language.
370
371 Since these transformations happen before all other processing, you can
372 split a line mechanically with backslash-newline anywhere.  You can
373 comment out the end of a line.  You can continue a line comment onto the
374 next line with backslash-newline.  You can even split @samp{/*},
375 @samp{*/}, and @samp{//} onto multiple lines with backslash-newline.
376 For example:
377
378 @example
379 @group
380 /\
381 *
382 */ # /*
383 */ defi\
384 ne FO\
385 O 10\
386 20
387 @end group
388 @end example
389
390 @noindent
391 is equivalent to @code{@w{#define FOO 1020}}.  All these tricks are
392 extremely confusing and should not be used in code intended to be
393 readable.
394
395 There is no way to prevent a backslash at the end of a line from being
396 interpreted as a backslash-newline.
397
398 @example
399 "foo\\
400 bar"
401 @end example
402
403 @noindent
404 is equivalent to @code{"foo\bar"}, not to @code{"foo\\bar"}.  To avoid
405 having to worry about this, do not use the deprecated GNU extension
406 which permits multi-line strings.  Instead, use string literal
407 concatenation:
408
409 @example
410    "foo\\"
411    "bar"
412 @end example
413
414 @noindent
415 Your program will be more portable this way, too.
416
417 @node Tokenization
418 @section Tokenization
419
420 @cindex tokens
421 @cindex preprocessing tokens
422 After the textual transformations are finished, the input file is
423 converted into a sequence of @dfn{preprocessing tokens}.  These mostly
424 correspond to the syntactic tokens used by the C compiler, but there are
425 a few differences.  White space separates tokens; it is not itself a
426 token of any kind.  Tokens do not have to be separated by white space,
427 but it is often necessary to avoid ambiguities.
428
429 When faced with a sequence of characters that has more than one possible
430 tokenization, the preprocessor is greedy.  It always makes each token,
431 starting from the left, as big as possible before moving on to the next
432 token.  For instance, @code{a+++++b} is interpreted as
433 @code{@w{a ++ ++ + b}}, not as @code{@w{a ++ + ++ b}}, even though the
434 latter tokenization could be part of a valid C program and the former
435 could not.
436
437 Once the input file is broken into tokens, the token boundaries never
438 change, except when the @samp{##} preprocessing operator is used to paste
439 tokens together.  @xref{Concatenation}.  For example,
440
441 @example
442 @group
443 #define foo() bar
444 foo()baz
445      @expansion{} bar baz
446 @emph{not}
447      @expansion{} barbaz
448 @end group
449 @end example
450
451 The compiler does not re-tokenize the preprocessor's output.  Each
452 preprocessing token becomes one compiler token.
453
454 @cindex identifiers
455 Preprocessing tokens fall into five broad classes: identifiers,
456 preprocessing numbers, string literals, punctuators, and other.  An
457 @dfn{identifier} is the same as an identifier in C: any sequence of
458 letters, digits, or underscores, which begins with a letter or
459 underscore.  Keywords of C have no significance to the preprocessor;
460 they are ordinary identifiers.  You can define a macro whose name is a
461 keyword, for instance.  The only identifier which can be considered a
462 preprocessing keyword is @code{defined}.  @xref{Defined}.
463
464 This is mostly true of other languages which use the C preprocessor.
465 However, a few of the keywords of C++ are significant even in the
466 preprocessor.  @xref{C++ Named Operators}.
467
468 In the 1999 C standard, identifiers may contain letters which are not
469 part of the ``basic source character set,'' at the implementation's
470 discretion (such as accented Latin letters, Greek letters, or Chinese
471 ideograms).  This may be done with an extended character set, or the
472 @samp{\u} and @samp{\U} escape sequences.  GCC does not presently
473 implement either feature in the preprocessor or the compiler.
474
475 As an extension, GCC treats @samp{$} as a letter.  This is for
476 compatibility with some systems, such as VMS, where @samp{$} is commonly
477 used in system-defined function and object names.  @samp{$} is not a
478 letter in strictly conforming mode, or if you specify the @option{-$}
479 option.  @xref{Invocation}.
480
481 @cindex numbers
482 @cindex preprocessing numbers
483 A @dfn{preprocessing number} has a rather bizarre definition.  The
484 category includes all the normal integer and floating point constants
485 one expects of C, but also a number of other things one might not
486 initially recognize as a number.  Formally, preprocessing numbers begin
487 with an optional period, a required decimal digit, and then continue
488 with any sequence of letters, digits, underscores, periods, and
489 exponents.  Exponents are the two-character sequences @samp{e+},
490 @samp{e-}, @samp{E+}, @samp{E-}, @samp{p+}, @samp{p-}, @samp{P+}, and
491 @samp{P-}.  (The exponents that begin with @samp{p} or @samp{P} are new
492 to C99.  They are used for hexadecimal floating-point constants.)
493
494 The purpose of this unusual definition is to isolate the preprocessor
495 from the full complexity of numeric constants.  It does not have to
496 distinguish between lexically valid and invalid floating-point numbers,
497 which is complicated.  The definition also permits you to split an
498 identifier at any position and get exactly two tokens, which can then be
499 pasted back together with the @samp{##} operator.
500
501 It's possible for preprocessing numbers to cause programs to be
502 misinterpreted.  For example, @code{0xE+12} is a preprocessing number
503 which does not translate to any valid numeric constant, therefore a
504 syntax error.  It does not mean @code{@w{0xE + 12}}, which is what you
505 might have intended.
506
507 @cindex string literals
508 @cindex string constants
509 @cindex character constants
510 @cindex header file names
511 @c the @: prevents makeinfo from turning '' into ".
512 @dfn{String literals} are string constants, character constants, and
513 header file names (the argument of @samp{#include}).@footnote{The C
514 standard uses the term @dfn{string literal} to refer only to what we are
515 calling @dfn{string constants}.}  String constants and character
516 constants are straightforward: @t{"@dots{}"} or @t{'@dots{}'}.  In
517 either case embedded quotes should be escaped with a backslash:
518 @t{'\'@:'} is the character constant for @samp{'}.  There is no limit on
519 the length of a character constant, but the value of a character
520 constant that contains more than one character is
521 implementation-defined.  @xref{Implementation Details}.
522
523 Header file names either look like string constants, @t{"@dots{}"}, or are
524 written with angle brackets instead, @t{<@dots{}>}.  In either case,
525 backslash is an ordinary character.  There is no way to escape the
526 closing quote or angle bracket.  The preprocessor looks for the header
527 file in different places depending on which form you use.  @xref{Include
528 Operation}.
529
530 In standard C, no string literal may extend past the end of a line.  GNU
531 CPP accepts multi-line string constants, but not multi-line character
532 constants or header file names.  This extension is deprecated and will
533 be removed in GCC 3.1.  You may use continued lines instead, or string
534 constant concatenation.  @xref{Differences from previous versions}.
535
536 @cindex punctuators
537 @cindex digraphs
538 @cindex alternative tokens
539 @dfn{Punctuators} are all the usual bits of punctuation which are
540 meaningful to C and C++.  All but three of the punctuation characters in
541 ASCII are C punctuators.  The exceptions are @samp{@@}, @samp{$}, and
542 @samp{`}.  In addition, all the two- and three-character operators are
543 punctuators.  There are also six @dfn{digraphs}, which the C++ standard
544 calls @dfn{alternative tokens}, which are merely alternate ways to spell
545 other punctuators.  This is a second attempt to work around missing
546 punctuation in obsolete systems.  It has no negative side effects,
547 unlike trigraphs, but does not cover as much ground.  The digraphs and
548 their corresponding normal punctuators are:
549
550 @example
551 Digraph:        <%  %>  <:  :>  %:  %:%:
552 Punctuator:      @{   @}   [   ]   #    ##
553 @end example
554
555 @cindex other tokens
556 Any other single character is considered ``other.'' It is passed on to
557 the preprocessor's output unmolested.  The C compiler will almost
558 certainly reject source code containing ``other'' tokens.  In ASCII, the
559 only other characters are @samp{@@}, @samp{$}, @samp{`}, and control
560 characters other than NUL (all bits zero).  (Note that @samp{$} is
561 normally considered a letter.)  All characters with the high bit set
562 (numeric range 0x7F--0xFF) are also ``other'' in the present
563 implementation.  This will change when proper support for international
564 character sets is added to GCC@.
565
566 NUL is a special case because of the high probability that its
567 appearance is accidental, and because it may be invisible to the user
568 (many terminals do not display NUL at all).  Within comments, NULs are
569 silently ignored, just as any other character would be.  In running
570 text, NUL is considered white space.  For example, these two directives
571 have the same meaning.
572
573 @example
574 #define X^@@1
575 #define X 1
576 @end example
577
578 @noindent
579 (where @samp{^@@} is ASCII NUL)@.  Within string or character constants,
580 NULs are preserved.  In the latter two cases the preprocessor emits a
581 warning message.
582
583 @node The preprocessing language
584 @section The preprocessing language
585 @cindex directives
586 @cindex preprocessing directives
587 @cindex directive line
588 @cindex directive name
589
590 After tokenization, the stream of tokens may simply be passed straight
591 to the compiler's parser.  However, if it contains any operations in the
592 @dfn{preprocessing language}, it will be transformed first.  This stage
593 corresponds roughly to the standard's ``translation phase 4'' and is
594 what most people think of as the preprocessor's job.
595
596 The preprocessing language consists of @dfn{directives} to be executed
597 and @dfn{macros} to be expanded.  Its primary capabilities are:
598
599 @itemize @bullet
600 @item
601 Inclusion of header files.  These are files of declarations that can be
602 substituted into your program.
603
604 @item
605 Macro expansion.  You can define @dfn{macros}, which are abbreviations
606 for arbitrary fragments of C code.  The preprocessor will replace the
607 macros with their definitions throughout the program.  Some macros are
608 automatically defined for you.
609
610 @item
611 Conditional compilation.  You can include or exclude parts of the
612 program according to various conditions.
613
614 @item
615 Line control.  If you use a program to combine or rearrange source files
616 into an intermediate file which is then compiled, you can use line
617 control to inform the compiler where each source line originally came
618 from.
619
620 @item
621 Diagnostics.  You can detect problems at compile time and issue errors
622 or warnings.
623 @end itemize
624
625 There are a few more, less useful, features.
626
627 Except for expansion of predefined macros, all these operations are
628 triggered with @dfn{preprocessing directives}.  Preprocessing directives
629 are lines in your program that start with @samp{#}.  Whitespace is
630 allowed before and after the @samp{#}.  The @samp{#} is followed by an
631 identifier, the @dfn{directive name}.  It specifies the operation to
632 perform.  Directives are commonly referred to as @samp{#@var{name}}
633 where @var{name} is the directive name.  For example, @samp{#define} is
634 the directive that defines a macro.
635
636 The @samp{#} which begins a directive cannot come from a macro
637 expansion.  Also, the directive name is not macro expanded.  Thus, if
638 @code{foo} is defined as a macro expanding to @code{define}, that does
639 not make @samp{#foo} a valid preprocessing directive.
640
641 The set of valid directive names is fixed.  Programs cannot define new
642 preprocessing directives.
643
644 Some directives require arguments; these make up the rest of the
645 directive line and must be separated from the directive name by
646 whitespace.  For example, @samp{#define} must be followed by a macro
647 name and the intended expansion of the macro.
648
649 A preprocessing directive cannot cover more than one line.  The line
650 may, however, be continued with backslash-newline, or by a block comment
651 which extends past the end of the line.  In either case, when the
652 directive is processed, the continuations have already been merged with
653 the first line to make one long line.
654
655 @node Header Files
656 @chapter Header Files
657
658 @cindex header file
659 A header file is a file containing C declarations and macro definitions
660 (@pxref{Macros}) to be shared between several source files.  You request
661 the use of a header file in your program by @dfn{including} it, with the
662 C preprocessing directive @samp{#include}.
663
664 Header files serve two purposes.
665
666 @itemize @bullet
667 @item
668 @cindex system header files
669 System header files declare the interfaces to parts of the operating
670 system.  You include them in your program to supply the definitions and
671 declarations you need to invoke system calls and libraries.
672
673 @item
674 Your own header files contain declarations for interfaces between the
675 source files of your program.  Each time you have a group of related
676 declarations and macro definitions all or most of which are needed in
677 several different source files, it is a good idea to create a header
678 file for them.
679 @end itemize
680
681 Including a header file produces the same results as copying the header
682 file into each source file that needs it.  Such copying would be
683 time-consuming and error-prone.  With a header file, the related
684 declarations appear in only one place.  If they need to be changed, they
685 can be changed in one place, and programs that include the header file
686 will automatically use the new version when next recompiled.  The header
687 file eliminates the labor of finding and changing all the copies as well
688 as the risk that a failure to find one copy will result in
689 inconsistencies within a program.
690
691 In C, the usual convention is to give header files names that end with
692 @file{.h}.  It is most portable to use only letters, digits, dashes, and
693 underscores in header file names, and at most one dot.
694
695 @menu
696 * Include Syntax::
697 * Include Operation::
698 * Search Path::
699 * Once-Only Headers::
700 * Computed Includes::
701 * Wrapper Headers::
702 * System Headers::
703 @end menu
704
705 @node Include Syntax
706 @section Include Syntax
707
708 @findex #include
709 Both user and system header files are included using the preprocessing
710 directive @samp{#include}.  It has two variants:
711
712 @table @code
713 @item #include <@var{file}>
714 This variant is used for system header files.  It searches for a file
715 named @var{file} in a standard list of system directories.  You can prepend
716 directories to this list with the @option{-I} option (@pxref{Invocation}).
717
718 @item #include "@var{file}"
719 This variant is used for header files of your own program.  It searches
720 for a file named @var{file} first in the directory containing the
721 current file, then in the same directories used for @code{<@var{file}>}.
722 @end table
723
724 The argument of @samp{#include}, whether delimited with quote marks or
725 angle brackets, behaves like a string constant in that comments are not
726 recognized, and macro names are not expanded.  Thus, @code{@w{#include
727 <x/*y>}} specifies inclusion of a system header file named @file{x/*y}.
728
729 However, if backslashes occur within @var{file}, they are considered
730 ordinary text characters, not escape characters.  None of the character
731 escape sequences appropriate to string constants in C are processed.
732 Thus, @code{@w{#include "x\n\\y"}} specifies a filename containing three
733 backslashes.  (Some systems interpret @samp{\} as a pathname separator.
734 All of these also interpret @samp{/} the same way.  It is most portable
735 to use only @samp{/}.)
736
737 It is an error if there is anything (other than comments) on the line
738 after the file name.
739
740 @node Include Operation
741 @section Include Operation
742
743 The @samp{#include} directive works by directing the C preprocessor to
744 scan the specified file as input before continuing with the rest of the
745 current file.  The output from the preprocessor contains the output
746 already generated, followed by the output resulting from the included
747 file, followed by the output that comes from the text after the
748 @samp{#include} directive.  For example, if you have a header file
749 @file{header.h} as follows,
750
751 @example
752 char *test (void);
753 @end example
754
755 @noindent
756 and a main program called @file{program.c} that uses the header file,
757 like this,
758
759 @example
760 int x;
761 #include "header.h"
762
763 int
764 main (void)
765 @{
766   puts (test ());
767 @}
768 @end example
769
770 @noindent
771 the compiler will see the same token stream as it would if
772 @file{program.c} read
773
774 @example
775 int x;
776 char *test (void);
777
778 int
779 main (void)
780 @{
781   puts (test ());
782 @}
783 @end example
784
785 Included files are not limited to declarations and macro definitions;
786 those are merely the typical uses.  Any fragment of a C program can be
787 included from another file.  The include file could even contain the
788 beginning of a statement that is concluded in the containing file, or
789 the end of a statement that was started in the including file.  However,
790 a comment or a string or character constant may not start in the
791 included file and finish in the including file.  An unterminated
792 comment, string constant or character constant in an included file is
793 considered to end (with an error message) at the end of the file.
794
795 To avoid confusion, it is best if header files contain only complete
796 syntactic units---function declarations or definitions, type
797 declarations, etc.
798
799 The line following the @samp{#include} directive is always treated as a
800 separate line by the C preprocessor, even if the included file lacks a
801 final newline.
802
803 @node Search Path
804 @section Search Path
805
806 GCC looks in several different places for headers.  On a normal Unix
807 system, if you do not instruct it otherwise, it will look for headers
808 requested with @code{@w{#include <@var{file}>}} in:
809
810 @example
811 /usr/local/include
812 /usr/lib/gcc-lib/@var{target}/@var{version}/include
813 /usr/@var{target}/include
814 /usr/include
815 @end example
816
817 For C++ programs, it will also look in @file{/usr/include/g++-v3},
818 first.  In the above, @var{target} is the canonical name of the system
819 GCC was configured to compile code for; often but not always the same as
820 the canonical name of the system it runs on.  @var{version} is the
821 version of GCC in use.
822
823 You can add to this list with the @option{-I@var{dir}} command line
824 option.  All the directories named by @option{-I} are searched, in
825 left-to-right order, @emph{before} the default directories.  You can
826 also prevent GCC from searching any of the default directories with the
827 @option{-nostdinc} option.  This is useful when you are compiling an
828 operating system kernel or some other program that does not use the
829 standard C library facilities, or the standard C library itself.
830
831 GCC looks for headers requested with @code{@w{#include "@var{file}"}}
832 first in the directory containing the current file, then in the same
833 places it would have looked for a header requested with angle brackets.
834 For example, if @file{/usr/include/sys/stat.h} contains
835 @code{@w{#include "types.h"}}, GCC looks for @file{types.h} first in
836 @file{/usr/include/sys}, then in its usual search path.
837
838 If you name a search directory with @option{-I@var{dir}} that is also a
839 system include directory, the @option{-I} wins; the directory will be
840 searched according to the @option{-I} ordering, and it will not be
841 treated as a system include directory. GCC will warn you when a system
842 include directory is hidden in this way.
843
844 @samp{#line} (@pxref{Line Control}) does not change GCC's idea of the
845 directory containing the current file.
846
847 You may put @option{-I-} at any point in your list of @option{-I} options.
848 This has two effects.  First, directories appearing before the
849 @option{-I-} in the list are searched only for headers requested with
850 quote marks.  Directories after @option{-I-} are searched for all
851 headers.  Second, the directory containing the current file is not
852 searched for anything, unless it happens to be one of the directories
853 named by an @option{-I} switch.
854
855 @option{-I. -I-} is not the same as no @option{-I} options at all, and does
856 not cause the same behavior for @samp{<>} includes that @samp{""}
857 includes get with no special options.  @option{-I.} searches the
858 compiler's current working directory for header files.  That may or may
859 not be the same as the directory containing the current file.
860
861 If you need to look for headers in a directory named @file{-}, write
862 @option{-I./-}.
863
864 There are several more ways to adjust the header search path.  They are
865 generally less useful.  @xref{Invocation}.
866
867 @node Once-Only Headers
868 @section Once-Only Headers
869 @cindex repeated inclusion
870 @cindex including just once
871 @cindex wrapper @code{#ifndef}
872
873 If a header file happens to be included twice, the compiler will process
874 its contents twice.  This is very likely to cause an error, e.g.@: when the
875 compiler sees the same structure definition twice.  Even if it does not,
876 it will certainly waste time.
877
878 The standard way to prevent this is to enclose the entire real contents
879 of the file in a conditional, like this:
880
881 @example
882 @group
883 /* File foo.  */
884 #ifndef FILE_FOO_SEEN
885 #define FILE_FOO_SEEN
886
887 @var{the entire file}
888
889 #endif /* !FILE_FOO_SEEN */
890 @end group
891 @end example
892
893 This construct is commonly known as a @dfn{wrapper #ifndef}.
894 When the header is included again, the conditional will be false,
895 because @code{FILE_FOO_SEEN} is defined.  The preprocessor will skip
896 over the entire contents of the file, and the compiler will not see it
897 twice.
898
899 GNU CPP optimizes even further.  It remembers when a header file has a
900 wrapper @samp{#ifndef}.  If a subsequent @samp{#include} specifies that
901 header, and the macro in the @samp{#ifndef} is still defined, it does
902 not bother to rescan the file at all.
903
904 You can put comments outside the wrapper.  They will not interfere with
905 this optimization.
906
907 @cindex controlling macro
908 @cindex guard macro
909 The macro @code{FILE_FOO_SEEN} is called the @dfn{controlling macro} or
910 @dfn{guard macro}.  In a user header file, the macro name should not
911 begin with @samp{_}.  In a system header file, it should begin with
912 @samp{__} to avoid conflicts with user programs.  In any kind of header
913 file, the macro name should contain the name of the file and some
914 additional text, to avoid conflicts with other header files.
915
916 @node Computed Includes
917 @section Computed Includes
918 @cindex computed includes
919 @cindex macros in include
920
921 Sometimes it is necessary to select one of several different header
922 files to be included into your program.  They might specify
923 configuration parameters to be used on different sorts of operating
924 systems, for instance.  You could do this with a series of conditionals,
925
926 @example
927 #if SYSTEM_1
928 # include "system_1.h"
929 #elif SYSTEM_2
930 # include "system_2.h"
931 #elif SYSTEM_3
932 @dots{}
933 #endif
934 @end example
935
936 That rapidly becomes tedious.  Instead, the preprocessor offers the
937 ability to use a macro for the header name.  This is called a
938 @dfn{computed include}.  Instead of writing a header name as the direct
939 argument of @samp{#include}, you simply put a macro name there instead:
940
941 @example
942 #define SYSTEM_H "system_1.h"
943 @dots{}
944 #include SYSTEM_H
945 @end example
946
947 @noindent
948 @code{SYSTEM_H} will be expanded, and the preprocessor will look for
949 @file{system_1.h} as if the @samp{#include} had been written that way
950 originally.  @code{SYSTEM_H} could be defined by your Makefile with a
951 @option{-D} option.
952
953 You must be careful when you define the macro.  @samp{#define} saves
954 tokens, not text.  The preprocessor has no way of knowing that the macro
955 will be used as the argument of @samp{#include}, so it generates
956 ordinary tokens, not a header name.  This is unlikely to cause problems
957 if you use double-quote includes, which are close enough to string
958 constants.  If you use angle brackets, however, you may have trouble.
959
960 The syntax of a computed include is actually a bit more general than the
961 above.  If the first non-whitespace character after @samp{#include} is
962 not @samp{"} or @samp{<}, then the entire line is macro-expanded
963 like running text would be.
964
965 If the line expands to a single string constant, the contents of that
966 string constant are the file to be included.  CPP does not re-examine the
967 string for embedded quotes, but neither does it process backslash
968 escapes in the string.  Therefore
969
970 @example
971 #define HEADER "a\"b"
972 #include HEADER
973 @end example
974
975 @noindent
976 looks for a file named @file{a\"b}.  CPP searches for the file according
977 to the rules for double-quoted includes.
978
979 If the line expands to a token stream beginning with a @samp{<} token
980 and including a @samp{>} token, then the tokens between the @samp{<} and
981 the first @samp{>} are combined to form the filename to be included.
982 Any whitespace between tokens is reduced to a single space; then any
983 space after the initial @samp{<} is retained, but a trailing space
984 before the closing @samp{>} is ignored.  CPP searches for the file
985 according to the rules for angle-bracket includes.
986
987 In either case, if there are any tokens on the line after the file name,
988 an error occurs and the directive is not processed.  It is also an error
989 if the result of expansion does not match either of the two expected
990 forms.
991
992 These rules are implementation-defined behavior according to the C
993 standard.  To minimize the risk of different compilers interpreting your
994 computed includes differently, we recommend you use only a single
995 object-like macro which expands to a string constant.  This will also
996 minimize confusion for people reading your program.
997
998 @node Wrapper Headers
999 @section Wrapper Headers
1000 @cindex wrapper headers
1001 @cindex overriding a header file
1002 @findex #include_next
1003
1004 Sometimes it is necessary to adjust the contents of a system-provided
1005 header file without editing it directly.  GCC's @command{fixincludes}
1006 operation does this, for example.  One way to do that would be to create
1007 a new header file with the same name and insert it in the search path
1008 before the original header.  That works fine as long as you're willing
1009 to replace the old header entirely.  But what if you want to refer to
1010 the old header from the new one?
1011
1012 You cannot simply include the old header with @samp{#include}.  That
1013 will start from the beginning, and find your new header again.  If your
1014 header is not protected from multiple inclusion (@pxref{Once-Only
1015 Headers}), it will recurse infinitely and cause a fatal error.
1016
1017 You could include the old header with an absolute pathname:
1018 @example
1019 #include "/usr/include/old-header.h"
1020 @end example
1021 @noindent
1022 This works, but is not clean; should the system headers ever move, you
1023 would have to edit the new headers to match.
1024
1025 There is no way to solve this problem within the C standard, but you can
1026 use the GNU extension @samp{#include_next}.  It means, ``Include the
1027 @emph{next} file with this name.''  This directive works like
1028 @samp{#include} except in searching for the specified file: it starts
1029 searching the list of header file directories @emph{after} the directory
1030 in which the current file was found.
1031
1032 Suppose you specify @option{-I /usr/local/include}, and the list of
1033 directories to search also includes @file{/usr/include}; and suppose
1034 both directories contain @file{signal.h}.  Ordinary @code{@w{#include
1035 <signal.h>}} finds the file under @file{/usr/local/include}.  If that
1036 file contains @code{@w{#include_next <signal.h>}}, it starts searching
1037 after that directory, and finds the file in @file{/usr/include}.
1038
1039 @samp{#include_next} does not distinguish between @code{<@var{file}>}
1040 and @code{"@var{file}"} inclusion, nor does it check that the file you
1041 specify has the same name as the current file.  It simply looks for the
1042 file named, starting with the directory in the search path after the one
1043 where the current file was found.
1044
1045 The use of @samp{#include_next} can lead to great confusion.  We
1046 recommend it be used only when there is no other alternative.  In
1047 particular, it should not be used in the headers belonging to a specific
1048 program; it should be used only to make global corrections along the
1049 lines of @command{fixincludes}.
1050
1051 @node System Headers
1052 @section System Headers
1053 @cindex system header files
1054
1055 The header files declaring interfaces to the operating system and
1056 runtime libraries often cannot be written in strictly conforming C@.
1057 Therefore, GCC gives code found in @dfn{system headers} special
1058 treatment.  All warnings, other than those generated by @samp{#warning}
1059 (@pxref{Diagnostics}), are suppressed while GCC is processing a system
1060 header.  Macros defined in a system header are immune to a few warnings
1061 wherever they are expanded.  This immunity is granted on an ad-hoc
1062 basis, when we find that a warning generates lots of false positives
1063 because of code in macros defined in system headers.
1064
1065 Normally, only the headers found in specific directories are considered
1066 system headers.  These directories are determined when GCC is compiled.
1067 There are, however, two ways to make normal headers into system headers.
1068
1069 The @option{-isystem} command line option adds its argument to the list of
1070 directories to search for headers, just like @option{-I}.  Any headers
1071 found in that directory will be considered system headers.
1072
1073 All directories named by @option{-isystem} are searched @emph{after} all
1074 directories named by @option{-I}, no matter what their order was on the
1075 command line.  If the same directory is named by both @option{-I} and
1076 @option{-isystem}, @option{-I} wins; it is as if the @option{-isystem} option
1077 had never been specified at all. GCC warns you when this happens.
1078
1079 @findex #pragma GCC system_header
1080 There is also a directive, @code{@w{#pragma GCC system_header}}, which
1081 tells GCC to consider the rest of the current include file a system
1082 header, no matter where it was found.  Code that comes before the
1083 @samp{#pragma} in the file will not be affected.  @code{@w{#pragma GCC
1084 system_header}} has no effect in the primary source file.
1085
1086 On very old systems, some of the pre-defined system header directories
1087 get even more special treatment.  GNU C++ considers code in headers
1088 found in those directories to be surrounded by an @code{@w{extern "C"}}
1089 block.  There is no way to request this behavior with a @samp{#pragma},
1090 or from the command line.
1091
1092 @node Macros
1093 @chapter Macros
1094
1095 A @dfn{macro} is a fragment of code which has been given a name.
1096 Whenever the name is used, it is replaced by the contents of the macro.
1097 There are two kinds of macros.  They differ mostly in what they look
1098 like when they are used.  @dfn{Object-like} macros resemble data objects
1099 when used, @dfn{function-like} macros resemble function calls.
1100
1101 You may define any valid identifier as a macro, even if it is a C
1102 keyword.  The preprocessor does not know anything about keywords.  This
1103 can be useful if you wish to hide a keyword such as @code{const} from an
1104 older compiler that does not understand it.  However, the preprocessor
1105 operator @code{defined} (@pxref{Defined}) can never be defined as a
1106 macro, and C++'s named operators (@pxref{C++ Named Operators}) cannot be
1107 macros when you are compiling C++.
1108
1109 @menu
1110 * Object-like Macros::
1111 * Function-like Macros::
1112 * Macro Arguments::
1113 * Stringification::
1114 * Concatenation::
1115 * Variadic Macros::
1116 * Predefined Macros::
1117 * Undefining and Redefining Macros::
1118 * Macro Pitfalls::
1119 @end menu
1120
1121 @node Object-like Macros
1122 @section Object-like Macros
1123 @cindex object-like macro
1124 @cindex symbolic constants
1125 @cindex manifest constants
1126
1127 An @dfn{object-like macro} is a simple identifier which will be replaced
1128 by a code fragment.  It is called object-like because it looks like a
1129 data object in code that uses it.  They are most commonly used to give
1130 symbolic names to numeric constants.
1131
1132 @findex #define
1133 You create macros with the @samp{#define} directive.  @samp{#define} is
1134 followed by the name of the macro and then the token sequence it should
1135 be an abbreviation for, which is variously referred to as the macro's
1136 @dfn{body}, @dfn{expansion} or @dfn{replacement list}.  For example,
1137
1138 @example
1139 #define BUFFER_SIZE 1024
1140 @end example
1141
1142 @noindent
1143 defines a macro named @code{BUFFER_SIZE} as an abbreviation for the
1144 token @code{1024}.  If somewhere after this @samp{#define} directive
1145 there comes a C statement of the form
1146
1147 @example
1148 foo = (char *) malloc (BUFFER_SIZE);
1149 @end example
1150
1151 @noindent
1152 then the C preprocessor will recognize and @dfn{expand} the macro
1153 @code{BUFFER_SIZE}.  The C compiler will see the same tokens as it would
1154 if you had written
1155
1156 @example
1157 foo = (char *) malloc (1024);
1158 @end example
1159
1160 By convention, macro names are written in upper case.  Programs are
1161 easier to read when it is possible to tell at a glance which names are
1162 macros.
1163
1164 The macro's body ends at the end of the @samp{#define} line.  You may
1165 continue the definition onto multiple lines, if necessary, using
1166 backslash-newline.  When the macro is expanded, however, it will all
1167 come out on one line.  For example,
1168
1169 @example
1170 #define NUMBERS 1, \
1171                 2, \
1172                 3
1173 int x[] = @{ NUMBERS @};
1174      @expansion{} int x[] = @{ 1, 2, 3 @};
1175 @end example
1176
1177 @noindent
1178 The most common visible consequence of this is surprising line numbers
1179 in error messages.
1180
1181 There is no restriction on what can go in a macro body provided it
1182 decomposes into valid preprocessing tokens.  Parentheses need not
1183 balance, and the body need not resemble valid C code.  (If it does not,
1184 you may get error messages from the C compiler when you use the macro.)
1185
1186 The C preprocessor scans your program sequentially.  Macro definitions
1187 take effect at the place you write them.  Therefore, the following input
1188 to the C preprocessor
1189
1190 @example
1191 foo = X;
1192 #define X 4
1193 bar = X;
1194 @end example
1195
1196 @noindent
1197 produces
1198
1199 @example
1200 foo = X;
1201 bar = 4;
1202 @end example
1203
1204 When the preprocessor expands a macro name, the macro's expansion
1205 replaces the macro invocation, then the expansion is examined for more
1206 macros to expand.  For example,
1207
1208 @example
1209 @group
1210 #define TABLESIZE BUFSIZE
1211 #define BUFSIZE 1024
1212 TABLESIZE
1213      @expansion{} BUFSIZE
1214      @expansion{} 1024
1215 @end group
1216 @end example
1217
1218 @noindent
1219 @code{TABLESIZE} is expanded first to produce @code{BUFSIZE}, then that
1220 macro is expanded to produce the final result, @code{1024}.
1221
1222 Notice that @code{BUFSIZE} was not defined when @code{TABLESIZE} was
1223 defined.  The @samp{#define} for @code{TABLESIZE} uses exactly the
1224 expansion you specify---in this case, @code{BUFSIZE}---and does not
1225 check to see whether it too contains macro names.  Only when you
1226 @emph{use} @code{TABLESIZE} is the result of its expansion scanned for
1227 more macro names.
1228
1229 This makes a difference if you change the definition of @code{BUFSIZE}
1230 at some point in the source file.  @code{TABLESIZE}, defined as shown,
1231 will always expand using the definition of @code{BUFSIZE} that is
1232 currently in effect:
1233
1234 @example
1235 #define BUFSIZE 1020
1236 #define TABLESIZE BUFSIZE
1237 #undef BUFSIZE
1238 #define BUFSIZE 37
1239 @end example
1240
1241 @noindent
1242 Now @code{TABLESIZE} expands (in two stages) to @code{37}.
1243
1244 If the expansion of a macro contains its own name, either directly or
1245 via intermediate macros, it is not expanded again when the expansion is
1246 examined for more macros.  This prevents infinite recursion.
1247 @xref{Self-Referential Macros}, for the precise details.
1248
1249 @node Function-like Macros
1250 @section Function-like Macros
1251 @cindex function-like macros
1252
1253 You can also define macros whose use looks like a function call.  These
1254 are called @dfn{function-like macros}.  To define a function-like macro,
1255 you use the same @samp{#define} directive, but you put a pair of
1256 parentheses immediately after the macro name.  For example,
1257
1258 @example
1259 #define lang_init()  c_init()
1260 lang_init()
1261      @expansion{} c_init()
1262 @end example
1263
1264 A function-like macro is only expanded if its name appears with a pair
1265 of parentheses after it.  If you write just the name, it is left alone.
1266 This can be useful when you have a function and a macro of the same
1267 name, and you wish to use the function sometimes.
1268
1269 @example
1270 extern void foo(void);
1271 #define foo() /* optimized inline version */
1272 @dots{}
1273   foo();
1274   funcptr = foo;
1275 @end example
1276
1277 Here the call to @code{foo()} will use the macro, but the function
1278 pointer will get the address of the real function.  If the macro were to
1279 be expanded, it would cause a syntax error.
1280
1281 If you put spaces between the macro name and the parentheses in the
1282 macro definition, that does not define a function-like macro, it defines
1283 an object-like macro whose expansion happens to begin with a pair of
1284 parentheses.
1285
1286 @example
1287 #define lang_init ()    c_init()
1288 lang_init()
1289      @expansion{} () c_init()()
1290 @end example
1291
1292 The first two pairs of parentheses in this expansion come from the
1293 macro.  The third is the pair that was originally after the macro
1294 invocation.  Since @code{lang_init} is an object-like macro, it does not
1295 consume those parentheses.
1296
1297 @node Macro Arguments
1298 @section Macro Arguments
1299 @cindex arguments
1300 @cindex macros with arguments
1301 @cindex arguments in macro definitions
1302
1303 Function-like macros can take @dfn{arguments}, just like true functions.
1304 To define a macro that uses arguments, you insert @dfn{parameters}
1305 between the pair of parentheses in the macro definition that make the
1306 macro function-like.  The parameters must be valid C identifiers,
1307 separated by commas and optionally whitespace.
1308
1309 To invoke a macro that takes arguments, you write the name of the macro
1310 followed by a list of @dfn{actual arguments} in parentheses, separated
1311 by commas.  The invocation of the macro need not be restricted to a
1312 single logical line---it can cross as many lines in the source file as
1313 you wish.  The number of arguments you give must match the number of
1314 parameters in the macro definition.  When the macro is expanded, each
1315 use of a parameter in its body is replaced by the tokens of the
1316 corresponding argument.  (You need not use all of the parameters in the
1317 macro body.)
1318
1319 As an example, here is a macro that computes the minimum of two numeric
1320 values, as it is defined in many C programs, and some uses.
1321
1322 @example
1323 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
1324   x = min(a, b);          @expansion{}  x = ((a) < (b) ? (a) : (b));
1325   y = min(1, 2);          @expansion{}  y = ((1) < (2) ? (1) : (2));
1326   z = min(a + 28, *p);    @expansion{}  z = ((a + 28) < (*p) ? (a + 28) : (*p));
1327 @end example
1328
1329 @noindent
1330 (In this small example you can already see several of the dangers of
1331 macro arguments.  @xref{Macro Pitfalls}, for detailed explanations.)
1332
1333 Leading and trailing whitespace in each argument is dropped, and all
1334 whitespace between the tokens of an argument is reduced to a single
1335 space.  Parentheses within each argument must balance; a comma within
1336 such parentheses does not end the argument.  However, there is no
1337 requirement for square brackets or braces to balance, and they do not
1338 prevent a comma from separating arguments.  Thus,
1339
1340 @example
1341 macro (array[x = y, x + 1])
1342 @end example
1343
1344 @noindent
1345 passes two arguments to @code{macro}: @code{array[x = y} and @code{x +
1346 1]}.  If you want to supply @code{array[x = y, x + 1]} as an argument,
1347 you can write it as @code{array[(x = y, x + 1)]}, which is equivalent C
1348 code.
1349
1350 All arguments to a macro are completely macro-expanded before they are
1351 substituted into the macro body.  After substitution, the complete text
1352 is scanned again for macros to expand, including the arguments.  This rule
1353 may seem strange, but it is carefully designed so you need not worry
1354 about whether any function call is actually a macro invocation.  You can
1355 run into trouble if you try to be too clever, though.  @xref{Argument
1356 Prescan}, for detailed discussion.
1357
1358 For example, @code{min (min (a, b), c)} is first expanded to
1359
1360 @example
1361   min (((a) < (b) ? (a) : (b)), (c))
1362 @end example
1363
1364 @noindent
1365 and then to
1366
1367 @example
1368 @group
1369 ((((a) < (b) ? (a) : (b))) < (c)
1370  ? (((a) < (b) ? (a) : (b)))
1371  : (c))
1372 @end group
1373 @end example
1374
1375 @noindent
1376 (Line breaks shown here for clarity would not actually be generated.)
1377
1378 @cindex empty macro arguments
1379 You can leave macro arguments empty; this is not an error to the
1380 preprocessor (but many macros will then expand to invalid code).
1381 You cannot leave out arguments entirely; if a macro takes two arguments,
1382 there must be exactly one comma at the top level of its argument list.
1383 Here are some silly examples using @code{min}:
1384
1385 @example
1386 min(, b)        @expansion{} ((   ) < (b) ? (   ) : (b))
1387 min(a, )        @expansion{} ((a  ) < ( ) ? (a  ) : ( ))
1388 min(,)          @expansion{} ((   ) < ( ) ? (   ) : ( ))
1389 min((,),)       @expansion{} (((,)) < ( ) ? ((,)) : ( ))
1390
1391 min()      @error{} macro "min" requires 2 arguments, but only 1 given
1392 min(,,)    @error{} macro "min" passed 3 arguments, but takes just 2
1393 @end example
1394
1395 Whitespace is not a preprocessing token, so if a macro @code{foo} takes
1396 one argument, @code{@w{foo ()}} and @code{@w{foo ( )}} both supply it an
1397 empty argument.  Previous GNU preprocessor implementations and
1398 documentation were incorrect on this point, insisting that a
1399 function-like macro that takes a single argument be passed a space if an
1400 empty argument was required.
1401
1402 Macro parameters appearing inside string literals are not replaced by
1403 their corresponding actual arguments.
1404
1405 @example
1406 #define foo(x) x, "x"
1407 foo(bar)        @expansion{} bar, "x"
1408 @end example
1409
1410 @node Stringification
1411 @section Stringification
1412 @cindex stringification
1413 @cindex @samp{#} operator
1414
1415 Sometimes you may want to convert a macro argument into a string
1416 constant.  Parameters are not replaced inside string constants, but you
1417 can use the @samp{#} preprocessing operator instead.  When a macro
1418 parameter is used with a leading @samp{#}, the preprocessor replaces it
1419 with the literal text of the actual argument, converted to a string
1420 constant.  Unlike normal parameter replacement, the argument is not
1421 macro-expanded first.  This is called @dfn{stringification}.
1422
1423 There is no way to combine an argument with surrounding text and
1424 stringify it all together.  Instead, you can write a series of adjacent
1425 string constants and stringified arguments.  The preprocessor will
1426 replace the stringified arguments with string constants.  The C
1427 compiler will then combine all the adjacent string constants into one
1428 long string.
1429
1430 Here is an example of a macro definition that uses stringification:
1431
1432 @example
1433 @group
1434 #define WARN_IF(EXP) \
1435 do @{ if (EXP) \
1436         fprintf (stderr, "Warning: " #EXP "\n"); @} \
1437 while (0)
1438 WARN_IF (x == 0);
1439      @expansion{} do @{ if (x == 0)
1440            fprintf (stderr, "Warning: " "x == 0" "\n"); @} while (0);
1441 @end group
1442 @end example
1443
1444 @noindent
1445 The argument for @code{EXP} is substituted once, as-is, into the
1446 @code{if} statement, and once, stringified, into the argument to
1447 @code{fprintf}.  If @code{x} were a macro, it would be expanded in the
1448 @code{if} statement, but not in the string.
1449
1450 The @code{do} and @code{while (0)} are a kludge to make it possible to
1451 write @code{WARN_IF (@var{arg});}, which the resemblance of
1452 @code{WARN_IF} to a function would make C programmers want to do; see
1453 @ref{Swallowing the Semicolon}.
1454
1455 Stringification in C involves more than putting double-quote characters
1456 around the fragment.  The preprocessor backslash-escapes the quotes
1457 surrounding embedded string constants, and all backslashes within string and
1458 character constants, in order to get a valid C string constant with the
1459 proper contents.  Thus, stringifying @code{@w{p = "foo\n";}} results in
1460 @t{@w{"p = \"foo\\n\";"}}.  However, backslashes that are not inside string
1461 or character constants are not duplicated: @samp{\n} by itself
1462 stringifies to @t{"\n"}.
1463
1464 All leading and trailing whitespace in text being stringified is
1465 ignored.  Any sequence of whitespace in the middle of the text is
1466 converted to a single space in the stringified result.  Comments are
1467 replaced by whitespace long before stringification happens, so they
1468 never appear in stringified text.
1469
1470 There is no way to convert a macro argument into a character constant.
1471
1472 If you want to stringify the result of expansion of a macro argument,
1473 you have to use two levels of macros.
1474
1475 @example
1476 #define xstr(s) str(s)
1477 #define str(s) #s
1478 #define foo 4
1479 str (foo)
1480      @expansion{} "foo"
1481 xstr (foo)
1482      @expansion{} xstr (4)
1483      @expansion{} str (4)
1484      @expansion{} "4"
1485 @end example
1486
1487 @code{s} is stringified when it is used in @code{str}, so it is not
1488 macro-expanded first.  But @code{s} is an ordinary argument to
1489 @code{xstr}, so it is completely macro-expanded before @code{xstr}
1490 itself is expanded (@pxref{Argument Prescan}).  Therefore, by the time
1491 @code{str} gets to its argument, it has already been macro-expanded.
1492
1493 @node Concatenation
1494 @section Concatenation
1495 @cindex concatenation
1496 @cindex token pasting
1497 @cindex token concatenation
1498 @cindex @samp{##} operator
1499
1500 It is often useful to merge two tokens into one while expanding macros.
1501 This is called @dfn{token pasting} or @dfn{token concatenation}.  The
1502 @samp{##} preprocessing operator performs token pasting.  When a macro
1503 is expanded, the two tokens on either side of each @samp{##} operator
1504 are combined into a single token, which then replaces the @samp{##} and
1505 the two original tokens in the macro expansion.  Usually both will be
1506 identifiers, or one will be an identifier and the other a preprocessing
1507 number.  When pasted, they make a longer identifier.  This isn't the
1508 only valid case.  It is also possible to concatenate two numbers (or a
1509 number and a name, such as @code{1.5} and @code{e3}) into a number.
1510 Also, multi-character operators such as @code{+=} can be formed by
1511 token pasting.
1512
1513 However, two tokens that don't together form a valid token cannot be
1514 pasted together.  For example, you cannot concatenate @code{x} with
1515 @code{+} in either order.  If you try, the preprocessor issues a warning
1516 and emits the two tokens.  Whether it puts white space between the
1517 tokens is undefined.  It is common to find unnecessary uses of @samp{##}
1518 in complex macros.  If you get this warning, it is likely that you can
1519 simply remove the @samp{##}.
1520
1521 Both the tokens combined by @samp{##} could come from the macro body,
1522 but you could just as well write them as one token in the first place.
1523 Token pasting is most useful when one or both of the tokens comes from a
1524 macro argument.  If either of the tokens next to an @samp{##} is a
1525 parameter name, it is replaced by its actual argument before @samp{##}
1526 executes.  As with stringification, the actual argument is not
1527 macro-expanded first.  If the argument is empty, that @samp{##} has no
1528 effect.
1529
1530 Keep in mind that the C preprocessor converts comments to whitespace
1531 before macros are even considered.  Therefore, you cannot create a
1532 comment by concatenating @samp{/} and @samp{*}.  You can put as much
1533 whitespace between @samp{##} and its operands as you like, including
1534 comments, and you can put comments in arguments that will be
1535 concatenated.  However, it is an error if @samp{##} appears at either
1536 end of a macro body.
1537
1538 Consider a C program that interprets named commands.  There probably
1539 needs to be a table of commands, perhaps an array of structures declared
1540 as follows:
1541
1542 @example
1543 @group
1544 struct command
1545 @{
1546   char *name;
1547   void (*function) (void);
1548 @};
1549 @end group
1550
1551 @group
1552 struct command commands[] =
1553 @{
1554   @{ "quit", quit_command @},
1555   @{ "help", help_command @},
1556   @dots{}
1557 @};
1558 @end group
1559 @end example
1560
1561 It would be cleaner not to have to give each command name twice, once in
1562 the string constant and once in the function name.  A macro which takes the
1563 name of a command as an argument can make this unnecessary.  The string
1564 constant can be created with stringification, and the function name by
1565 concatenating the argument with @samp{_command}.  Here is how it is done:
1566
1567 @example
1568 #define COMMAND(NAME)  @{ #NAME, NAME ## _command @}
1569
1570 struct command commands[] =
1571 @{
1572   COMMAND (quit),
1573   COMMAND (help),
1574   @dots{}
1575 @};
1576 @end example
1577
1578 @node Variadic Macros
1579 @section Variadic Macros
1580 @cindex variable number of arguments
1581 @cindex macros with variable arguments
1582 @cindex variadic macros
1583
1584 A macro can be declared to accept a variable number of arguments much as
1585 a function can.  The syntax for defining the macro is similar to that of
1586 a function.  Here is an example:
1587
1588 @example
1589 #define eprintf(@dots{}) fprintf (stderr, __VA_ARGS__)
1590 @end example
1591
1592 This kind of macro is called @dfn{variadic}.  When the macro is invoked,
1593 all the tokens in its argument list after the last named argument (this
1594 macro has none), including any commas, become the @dfn{variable
1595 argument}.  This sequence of tokens replaces the identifier
1596 @code{@w{__VA_ARGS__}} in the macro body wherever it appears.  Thus, we
1597 have this expansion:
1598
1599 @example
1600 eprintf ("%s:%d: ", input_file, lineno)
1601      @expansion{}  fprintf (stderr, "%s:%d: ", input_file, lineno)
1602 @end example
1603
1604 The variable argument is completely macro-expanded before it is inserted
1605 into the macro expansion, just like an ordinary argument.  You may use
1606 the @samp{#} and @samp{##} operators to stringify the variable argument
1607 or to paste its leading or trailing token with another token.  (But see
1608 below for an important special case for @samp{##}.)
1609
1610 If your macro is complicated, you may want a more descriptive name for
1611 the variable argument than @code{@w{__VA_ARGS__}}.  GNU CPP permits
1612 this, as an extension.  You may write an argument name immediately
1613 before the @samp{@dots{}}; that name is used for the variable argument.
1614 The @code{eprintf} macro above could be written
1615
1616 @example
1617 #define eprintf(args@dots{}) fprintf (stderr, args)
1618 @end example
1619
1620 @noindent
1621 using this extension.  You cannot use @code{__VA_ARGS__} and this
1622 extension in the same macro.
1623
1624 You can have named arguments as well as variable arguments in a variadic
1625 macro.  We could define @code{eprintf} like this, instead:
1626
1627 @example
1628 #define eprintf(format, @dots{}) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
1629 @end example
1630
1631 @noindent
1632 This formulation looks more descriptive, but unfortunately it is less
1633 flexible: you must now supply at least one argument after the format
1634 string.  In standard C, you cannot omit the comma separating the named
1635 argument from the variable arguments.  Furthermore, if you leave the
1636 variable argument empty, you will get a syntax error, because
1637 there will be an extra comma after the format string.
1638
1639 @example
1640 eprintf("success!\n", );
1641      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
1642 @end example
1643
1644 GNU CPP has a pair of extensions which deal with this problem.  First,
1645 you are allowed to leave the variable argument out entirely:
1646
1647 @example
1648 eprintf ("success!\n")
1649      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
1650 @end example
1651
1652 @noindent
1653 Second, the @samp{##} token paste operator has a special meaning when
1654 placed between a comma and a variable argument.  If you write
1655
1656 @example
1657 #define eprintf(format, @dots{}) fprintf (stderr, format, ##__VA_ARGS__)
1658 @end example
1659
1660 @noindent
1661 and the variable argument is left out when the @code{eprintf} macro is
1662 used, then the comma before the @samp{##} will be deleted.  This does
1663 @emph{not} happen if you pass an empty argument, nor does it happen if
1664 the token preceding @samp{##} is anything other than a comma.
1665
1666 @example
1667 eprintf ("success!\n")
1668      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n");
1669 @end example
1670
1671 C99 mandates that the only place the identifier @code{@w{__VA_ARGS__}}
1672 can appear is in the replacement list of a variadic macro.  It may not
1673 be used as a macro name, macro argument name, or within a different type
1674 of macro.  It may also be forbidden in open text; the standard is
1675 ambiguous.  We recommend you avoid using it except for its defined
1676 purpose.
1677
1678 Variadic macros are a new feature in C99.  GNU CPP has supported them
1679 for a long time, but only with a named variable argument
1680 (@samp{args@dots{}}, not @samp{@dots{}} and @code{@w{__VA_ARGS__}}).  If you are
1681 concerned with portability to previous versions of GCC, you should use
1682 only named variable arguments.  On the other hand, if you are concerned
1683 with portability to other conforming implementations of C99, you should
1684 use only @code{@w{__VA_ARGS__}}.
1685
1686 Previous versions of GNU CPP implemented the comma-deletion extension
1687 much more generally.  We have restricted it in this release to minimize
1688 the differences from C99.  To get the same effect with both this and
1689 previous versions of GCC, the token preceding the special @samp{##} must
1690 be a comma, and there must be white space between that comma and
1691 whatever comes immediately before it:
1692
1693 @example
1694 #define eprintf(format, args@dots{}) fprintf (stderr, format , ##args)
1695 @end example
1696
1697 @noindent
1698 @xref{Differences from previous versions}, for the gory details.
1699
1700 @node Predefined Macros
1701 @section Predefined Macros
1702
1703 @cindex predefined macros
1704 Several object-like macros are predefined; you use them without
1705 supplying their definitions.  They fall into three classes: standard,
1706 common, and system-specific.
1707
1708 In C++, there is a fourth category, the named operators.  They act like
1709 predefined macros, but you cannot undefine them.
1710
1711 @menu
1712 * Standard Predefined Macros::
1713 * Common Predefined Macros::
1714 * System-specific Predefined Macros::
1715 * C++ Named Operators::
1716 @end menu
1717
1718 @node Standard Predefined Macros
1719 @subsection Standard Predefined Macros
1720 @cindex standard predefined macros.
1721
1722 The standard predefined macros are specified by the C and/or C++
1723 language standards, so they are available with all compilers that
1724 implement those standards.  Older compilers may not provide all of
1725 them.  Their names all start with double underscores.
1726
1727 @table @code
1728 @item __FILE__
1729 This macro expands to the name of the current input file, in the form of
1730 a C string constant.  This is the path by which the preprocessor opened
1731 the file, not the short name specified in @samp{#include} or as the
1732 input file name argument.  For example,
1733 @code{"/usr/local/include/myheader.h"} is a possible expansion of this
1734 macro.
1735
1736 @item __LINE__
1737 This macro expands to the current input line number, in the form of a
1738 decimal integer constant.  While we call it a predefined macro, it's
1739 a pretty strange macro, since its ``definition'' changes with each
1740 new line of source code.
1741 @end table
1742
1743 @code{__FILE__} and @code{__LINE__} are useful in generating an error
1744 message to report an inconsistency detected by the program; the message
1745 can state the source line at which the inconsistency was detected.  For
1746 example,
1747
1748 @example
1749 fprintf (stderr, "Internal error: "
1750                  "negative string length "
1751                  "%d at %s, line %d.",
1752          length, __FILE__, __LINE__);
1753 @end example
1754
1755 An @samp{#include} directive changes the expansions of @code{__FILE__}
1756 and @code{__LINE__} to correspond to the included file.  At the end of
1757 that file, when processing resumes on the input file that contained
1758 the @samp{#include} directive, the expansions of @code{__FILE__} and
1759 @code{__LINE__} revert to the values they had before the
1760 @samp{#include} (but @code{__LINE__} is then incremented by one as
1761 processing moves to the line after the @samp{#include}).
1762
1763 A @samp{#line} directive changes @code{__LINE__}, and may change
1764 @code{__FILE__} as well.  @xref{Line Control}.
1765
1766 C99 introduces @code{__func__}, and GCC has provided @code{__FUNCTION__}
1767 for a long time.  Both of these are strings containing the name of the
1768 current function (there are slight semantic differences; see the GCC
1769 manual).  Neither of them is a macro; the preprocessor does not know the
1770 name of the current function.  They tend to be useful in conjunction
1771 with @code{__FILE__} and @code{__LINE__}, though.
1772
1773 @table @code
1774
1775 @item __DATE__
1776 This macro expands to a string constant that describes the date on which
1777 the preprocessor is being run.  The string constant contains eleven
1778 characters and looks like @code{@w{"Feb 12 1996"}}.  If the day of the
1779 month is less than 10, it is padded with a space on the left.
1780
1781 @item __TIME__
1782 This macro expands to a string constant that describes the time at
1783 which the preprocessor is being run.  The string constant contains
1784 eight characters and looks like @code{"23:59:01"}.
1785
1786 @item __STDC__
1787 In normal operation, this macro expands to the constant 1, to signify
1788 that this compiler conforms to ISO Standard C@.  If GNU CPP is used with
1789 a compiler other than GCC, this is not necessarily true; however, the
1790 preprocessor always conforms to the standard, unless the
1791 @option{-traditional} option is used.
1792
1793 This macro is not defined if the @option{-traditional} option is used.
1794
1795 On some hosts, the system compiler uses a different convention, where
1796 @code{__STDC__} is normally 0, but is 1 if the user specifies strict
1797 conformance to the C Standard.  GNU CPP follows the host convention when
1798 processing system header files, but when processing user files
1799 @code{__STDC__} is always 1.  This has been reported to cause problems;
1800 for instance, some versions of Solaris provide X Windows headers that
1801 expect @code{__STDC__} to be either undefined or 1.  You may be able to
1802 work around this sort of problem by using an @option{-I} option to
1803 cancel treatment of those headers as system headers.  @xref{Invocation}.
1804
1805 @item __STDC_VERSION__
1806 This macro expands to the C Standard's version number, a long integer
1807 constant of the form @code{@var{yyyy}@var{mm}L} where @var{yyyy} and
1808 @var{mm} are the year and month of the Standard version.  This signifies
1809 which version of the C Standard the compiler conforms to.  Like
1810 @code{__STDC__}, this is not necessarily accurate for the entire
1811 implementation, unless GNU CPP is being used with GCC@.
1812
1813 The value @code{199409L} signifies the 1989 C standard as amended in
1814 1994, which is the current default; the value @code{199901L} signifies
1815 the 1999 revision of the C standard.  Support for the 1999 revision is
1816 not yet complete.
1817
1818 This macro is not defined if the @option{-traditional} option is used, nor
1819 when compiling C++ or Objective-C@.
1820
1821 @item __STDC_HOSTED__
1822 This macro is defined, with value 1, if the compiler's target is a
1823 @dfn{hosted environment}.  A hosted environment has the complete
1824 facilities of the standard C library available.
1825
1826 @item __cplusplus
1827 This macro is defined when the C++ compiler is in use.  You can use
1828 @code{__cplusplus} to test whether a header is compiled by a C compiler
1829 or a C++ compiler.  This macro is similar to @code{__STDC_VERSION__}, in
1830 that it expands to a version number.  A fully conforming implementation
1831 of the 1998 C++ standard will define this macro to @code{199711L}.  The
1832 GNU C++ compiler is not yet fully conforming, so it uses @code{1}
1833 instead.  We hope to complete our implementation in the near future.
1834
1835 @end table
1836
1837 @node Common Predefined Macros
1838 @subsection Common Predefined Macros
1839 @cindex common predefined macros
1840
1841 The common predefined macros are GNU C extensions.  They are available
1842 with the same meanings regardless of the machine or operating system on
1843 which you are using GNU C@.  Their names all start with double
1844 underscores.
1845
1846 @table @code
1847
1848 @item __GNUC__
1849 @itemx __GNUC_MINOR__
1850 @itemx __GNUC_PATCHLEVEL__
1851 These macros are defined by all GNU compilers that use the C
1852 preprocessor: C, C++, and Objective-C@.  Their values are the major
1853 version, minor version, and patch level of the compiler, as integer
1854 constants.  For example, GCC 3.2.1 will define @code{__GNUC__} to 3,
1855 @code{__GNUC_MINOR__} to 2, and @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} to 1.  They
1856 are defined only when the entire compiler is in use; if you invoke the
1857 preprocessor directly, they are not defined.
1858
1859 @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} is new to GCC 3.0; it is also present in the
1860 widely-used development snapshots leading up to 3.0 (which identify
1861 themselves as GCC 2.96 or 2.97, depending on which snapshot you have).
1862
1863 If all you need to know is whether or not your program is being compiled
1864 by GCC, you can simply test @code{__GNUC__}.  If you need to write code
1865 which depends on a specific version, you must be more careful.  Each
1866 time the minor version is increased, the patch level is reset to zero;
1867 each time the major version is increased (which happens rarely), the
1868 minor version and patch level are reset.  If you wish to use the
1869 predefined macros directly in the conditional, you will need to write it
1870 like this:
1871
1872 @example
1873 /* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
1874 #if __GNUC__ > 3 || \
1875     (__GNUC__ == 3 && (__GNUC_MINOR__ > 2 || \
1876                        (__GNUC_MINOR__ == 2 && \
1877                         __GNUC_PATCHLEVEL__ > 0))
1878 @end example
1879
1880 @noindent
1881 Another approach is to use the predefined macros to
1882 calculate a single number, then compare that against a threshold:
1883
1884 @example
1885 #define GCC_VERSION (__GNUC__ * 10000 \
1886                      + __GNUC_MINOR__ * 100 \
1887                      + __GNUC_PATCHLEVEL__)
1888 @dots{}
1889 /* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
1890 #if GCC_VERSION > 30200
1891 @end example
1892
1893 @noindent
1894 Many people find this form easier to understand.
1895
1896 @item __GNUG__
1897 The GNU C++ compiler defines this.  Testing it is equivalent to
1898 testing @code{@w{(__GNUC__ && __cplusplus)}}.
1899
1900 @item __STRICT_ANSI__
1901 GCC defines this macro if and only if the @option{-ansi} switch, or a
1902 @option{-std} switch specifying strict conformance to some version of ISO C,
1903 was specified when GCC was invoked.  It is defined to @samp{1}.
1904 This macro exists primarily to direct GNU libc's header files to
1905 restrict their definitions to the minimal set found in the 1989 C
1906 standard.
1907
1908 @item __BASE_FILE__
1909 This macro expands to the name of the main input file, in the form
1910 of a C string constant.  This is the source file that was specified
1911 on the command line of the preprocessor or C compiler.
1912
1913 @item __INCLUDE_LEVEL__
1914 This macro expands to a decimal integer constant that represents the
1915 depth of nesting in include files.  The value of this macro is
1916 incremented on every @samp{#include} directive and decremented at the
1917 end of every included file.  It starts out at 0, it's value within the
1918 base file specified on the command line.
1919
1920 @item __VERSION__
1921 This macro expands to a string constant which describes the version of
1922 the compiler in use.  You should not rely on its contents having any
1923 particular form, but it can be counted on to contain at least the
1924 release number.
1925
1926 @item __OPTIMIZE__
1927 @itemx __OPTIMIZE_SIZE__
1928 @itemx __NO_INLINE__
1929 These macros describe the compilation mode.  @code{__OPTIMIZE__} is
1930 defined in all optimizing compilations.  @code{__OPTIMIZE_SIZE__} is
1931 defined if the compiler is optimizing for size, not speed.
1932 @code{__NO_INLINE__} is defined if no functions will be inlined into
1933 their callers (when not optimizing, or when inlining has been
1934 specifically disabled by @option{-fno-inline}).
1935
1936 These macros cause certain GNU header files to provide optimized
1937 definitions, using macros or inline functions, of system library
1938 functions.  You should not use these macros in any way unless you make
1939 sure that programs will execute with the same effect whether or not they
1940 are defined.  If they are defined, their value is 1.
1941
1942 @item __CHAR_UNSIGNED__
1943 GCC defines this macro if and only if the data type @code{char} is
1944 unsigned on the target machine.  It exists to cause the standard header
1945 file @file{limits.h} to work correctly.  You should not use this macro
1946 yourself; instead, refer to the standard macros defined in @file{limits.h}.
1947
1948 @item __REGISTER_PREFIX__
1949 This macro expands to a single token (not a string constant) which is
1950 the prefix applied to CPU register names in assembly language for this
1951 target.  You can use it to write assembly that is usable in multiple
1952 environments.  For example, in the @code{m68k-aout} environment it
1953 expands to nothing, but in the @code{m68k-coff} environment it expands
1954 to a single @samp{%}.
1955
1956 @item __USER_LABEL_PREFIX__
1957 This macro expands to a single token which is the prefix applied to
1958 user labels (symbols visible to C code) in assembly.  For example, in
1959 the @code{m68k-aout} environment it expands to an @samp{_}, but in the
1960 @code{m68k-coff} environment it expands to nothing.
1961
1962 This macro will have the correct definition even if
1963 @option{-f(no-)underscores} is in use, but it will not be correct if
1964 target-specific options that adjust this prefix are used (e.g.@: the
1965 OSF/rose @option{-mno-underscores} option).
1966
1967 @item __SIZE_TYPE__
1968 @itemx __PTRDIFF_TYPE__
1969 @itemx __WCHAR_TYPE__
1970 @itemx __WINT_TYPE__
1971 These macros are defined to the correct underlying types for the
1972 @code{size_t}, @code{ptrdiff_t}, @code{wchar_t}, and @code{wint_t}
1973 typedefs, respectively.  They exist to make the standard header files
1974 @file{stddef.h} and @file{wchar.h} work correctly.  You should not use
1975 these macros directly; instead, include the appropriate headers and use
1976 the typedefs.
1977
1978 @item __USING_SJLJ_EXCEPTIONS__
1979 This macro is defined, with value 1, if the compiler uses the old
1980 mechanism based on @code{setjmp} and @code{longjmp} for exception
1981 handling.
1982 @end table
1983
1984 @node System-specific Predefined Macros
1985 @subsection System-specific Predefined Macros
1986
1987 @cindex system-specific predefined macros
1988 @cindex predefined macros, system-specific
1989 @cindex reserved namespace
1990
1991 The C preprocessor normally predefines several macros that indicate what
1992 type of system and machine is in use.  They are obviously different on
1993 each target supported by GCC@.  This manual, being for all systems and
1994 machines, cannot tell you what their names are, but you can use
1995 @command{cpp -dM} to see them all.  @xref{Invocation}.  All system-specific
1996 predefined macros expand to the constant 1, so you can test them with
1997 either @samp{#ifdef} or @samp{#if}.
1998
1999 The C standard requires that all system-specific macros be part of the
2000 @dfn{reserved namespace}.  All names which begin with two underscores,
2001 or an underscore and a capital letter, are reserved for the compiler and
2002 library to use as they wish.  However, historically system-specific
2003 macros have had names with no special prefix; for instance, it is common
2004 to find @code{unix} defined on Unix systems.  For all such macros, GCC
2005 provides a parallel macro with two underscores added at the beginning
2006 and the end.  If @code{unix} is defined, @code{__unix__} will be defined
2007 too.  There will never be more than two underscores; the parallel of
2008 @code{_mips} is @code{__mips__}.
2009
2010 When the @option{-ansi} option, or any @option{-std} option that
2011 requests strict conformance, is given to the compiler, all the
2012 system-specific predefined macros outside the reserved namespace are
2013 suppressed.  The parallel macros, inside the reserved namespace, remain
2014 defined.
2015
2016 We are slowly phasing out all predefined macros which are outside the
2017 reserved namespace.  You should never use them in new programs, and we
2018 encourage you to correct older code to use the parallel macros whenever
2019 you find it.  We don't recommend you use the system-specific macros that
2020 are in the reserved namespace, either.  It is better in the long run to
2021 check specifically for features you need, using a tool such as
2022 @command{autoconf}.
2023
2024 @node C++ Named Operators
2025 @subsection C++ Named Operators
2026 @cindex named operators
2027 @cindex C++ named operators
2028 @cindex iso646.h
2029
2030 In C++, there are eleven keywords which are simply alternate spellings
2031 of operators normally written with punctuation.  These keywords are
2032 treated as such even in the preprocessor.  They function as operators in
2033 @samp{#if}, and they cannot be defined as macros or poisoned.  In C, you
2034 can request that those keywords take their C++ meaning by including
2035 @file{iso646.h}.  That header defines each one as a normal object-like
2036 macro expanding to the appropriate punctuator.
2037
2038 These are the named operators and their corresponding punctuators:
2039
2040 @multitable {Named Operator} {Punctuator}
2041 @item Named Operator @tab Punctuator
2042 @item @code{and}    @tab @code{&&}
2043 @item @code{and_eq} @tab @code{&=}
2044 @item @code{bitand} @tab @code{&}
2045 @item @code{bitor}  @tab @code{|}
2046 @item @code{compl}  @tab @code{~}
2047 @item @code{not}    @tab @code{!}
2048 @item @code{not_eq} @tab @code{!=}
2049 @item @code{or}     @tab @code{||}
2050 @item @code{or_eq}  @tab @code{|=}
2051 @item @code{xor}    @tab @code{^}
2052 @item @code{xor_eq} @tab @code{^=}
2053 @end multitable
2054
2055 @node Undefining and Redefining Macros
2056 @section Undefining and Redefining Macros
2057 @cindex undefining macros
2058 @cindex redefining macros
2059 @findex #undef
2060
2061 If a macro ceases to be useful, it may be @dfn{undefined} with the
2062 @samp{#undef} directive.  @samp{#undef} takes a single argument, the
2063 name of the macro to undefine.  You use the bare macro name, even if the
2064 macro is function-like.  It is an error if anything appears on the line
2065 after the macro name.  @samp{#undef} has no effect if the name is not a
2066 macro.
2067
2068 @example
2069 #define FOO 4
2070 x = FOO;        @expansion{} x = 4;
2071 #undef FOO
2072 x = FOO;        @expansion{} x = FOO;
2073 @end example
2074
2075 Once a macro has been undefined, that identifier may be @dfn{redefined}
2076 as a macro by a subsequent @samp{#define} directive.  The new definition
2077 need not have any resemblance to the old definition.
2078
2079 However, if an identifier which is currently a macro is redefined, then
2080 the new definition must be @dfn{effectively the same} as the old one.
2081 Two macro definitions are effectively the same if:
2082 @itemize @bullet
2083 @item Both are the same type of macro (object- or function-like).
2084 @item All the tokens of the replacement list are the same.
2085 @item If there are any parameters, they are the same.
2086 @item Whitespace appears in the same places in both.  It need not be
2087 exactly the same amount of whitespace, though.  Remember that comments
2088 count as whitespace.
2089 @end itemize
2090
2091 @noindent
2092 These definitions are effectively the same:
2093 @example
2094 #define FOUR (2 + 2)
2095 #define FOUR         (2    +    2)
2096 #define FOUR (2 /* two */ + 2)
2097 @end example
2098 @noindent
2099 but these are not:
2100 @example
2101 #define FOUR (2 + 2)
2102 #define FOUR ( 2+2 )
2103 #define FOUR (2 * 2)
2104 #define FOUR(score,and,seven,years,ago) (2 + 2)
2105 @end example
2106
2107 If a macro is redefined with a definition that is not effectively the
2108 same as the old one, the preprocessor issues a warning and changes the
2109 macro to use the new definition.  If the new definition is effectively
2110 the same, the redefinition is silently ignored.  This allows, for
2111 instance, two different headers to define a common macro.  The
2112 preprocessor will only complain if the definitions do not match.
2113
2114 @node Macro Pitfalls
2115 @section Macro Pitfalls
2116 @cindex problems with macros
2117 @cindex pitfalls of macros
2118
2119 In this section we describe some special rules that apply to macros and
2120 macro expansion, and point out certain cases in which the rules have
2121 counter-intuitive consequences that you must watch out for.
2122
2123 @menu
2124 * Misnesting::
2125 * Operator Precedence Problems::
2126 * Swallowing the Semicolon::
2127 * Duplication of Side Effects::
2128 * Self-Referential Macros::
2129 * Argument Prescan::
2130 * Newlines in Arguments::
2131 @end menu
2132
2133 @node Misnesting
2134 @subsection Misnesting
2135
2136 When a macro is called with arguments, the arguments are substituted
2137 into the macro body and the result is checked, together with the rest of
2138 the input file, for more macro calls.  It is possible to piece together
2139 a macro call coming partially from the macro body and partially from the
2140 arguments.  For example,
2141
2142 @example
2143 #define twice(x) (2*(x))
2144 #define call_with_1(x) x(1)
2145 call_with_1 (twice)
2146      @expansion{} twice(1)
2147      @expansion{} (2*(1))
2148 @end example
2149
2150 Macro definitions do not have to have balanced parentheses.  By writing
2151 an unbalanced open parenthesis in a macro body, it is possible to create
2152 a macro call that begins inside the macro body but ends outside of it.
2153 For example,
2154
2155 @example
2156 #define strange(file) fprintf (file, "%s %d",
2157 @dots{}
2158 strange(stderr) p, 35)
2159      @expansion{} fprintf (stderr, "%s %d", p, 35)
2160 @end example
2161
2162 The ability to piece together a macro call can be useful, but the use of
2163 unbalanced open parentheses in a macro body is just confusing, and
2164 should be avoided.
2165
2166 @node Operator Precedence Problems
2167 @subsection Operator Precedence Problems
2168 @cindex parentheses in macro bodies
2169
2170 You may have noticed that in most of the macro definition examples shown
2171 above, each occurrence of a macro argument name had parentheses around
2172 it.  In addition, another pair of parentheses usually surround the
2173 entire macro definition.  Here is why it is best to write macros that
2174 way.
2175
2176 Suppose you define a macro as follows,
2177
2178 @example
2179 #define ceil_div(x, y) (x + y - 1) / y
2180 @end example
2181
2182 @noindent
2183 whose purpose is to divide, rounding up.  (One use for this operation is
2184 to compute how many @code{int} objects are needed to hold a certain
2185 number of @code{char} objects.)  Then suppose it is used as follows:
2186
2187 @example
2188 a = ceil_div (b & c, sizeof (int));
2189      @expansion{} a = (b & c + sizeof (int) - 1) / sizeof (int);
2190 @end example
2191
2192 @noindent
2193 This does not do what is intended.  The operator-precedence rules of
2194 C make it equivalent to this:
2195
2196 @example
2197 a = (b & (c + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
2198 @end example
2199
2200 @noindent
2201 What we want is this:
2202
2203 @example
2204 a = ((b & c) + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
2205 @end example
2206
2207 @noindent
2208 Defining the macro as
2209
2210 @example
2211 #define ceil_div(x, y) ((x) + (y) - 1) / (y)
2212 @end example
2213
2214 @noindent
2215 provides the desired result.
2216
2217 Unintended grouping can result in another way.  Consider @code{sizeof
2218 ceil_div(1, 2)}.  That has the appearance of a C expression that would
2219 compute the size of the type of @code{ceil_div (1, 2)}, but in fact it
2220 means something very different.  Here is what it expands to:
2221
2222 @example
2223 sizeof ((1) + (2) - 1) / (2)
2224 @end example
2225
2226 @noindent
2227 This would take the size of an integer and divide it by two.  The
2228 precedence rules have put the division outside the @code{sizeof} when it
2229 was intended to be inside.
2230
2231 Parentheses around the entire macro definition prevent such problems.
2232 Here, then, is the recommended way to define @code{ceil_div}:
2233
2234 @example
2235 #define ceil_div(x, y) (((x) + (y) - 1) / (y))
2236 @end example
2237
2238 @node Swallowing the Semicolon
2239 @subsection Swallowing the Semicolon
2240 @cindex semicolons (after macro calls)
2241
2242 Often it is desirable to define a macro that expands into a compound
2243 statement.  Consider, for example, the following macro, that advances a
2244 pointer (the argument @code{p} says where to find it) across whitespace
2245 characters:
2246
2247 @example
2248 #define SKIP_SPACES(p, limit)  \
2249 @{ char *lim = (limit);         \
2250   while (p < lim) @{            \
2251     if (*p++ != ' ') @{         \
2252       p--; break; @}@}@}
2253 @end example
2254
2255 @noindent
2256 Here backslash-newline is used to split the macro definition, which must
2257 be a single logical line, so that it resembles the way such code would
2258 be laid out if not part of a macro definition.
2259
2260 A call to this macro might be @code{SKIP_SPACES (p, lim)}.  Strictly
2261 speaking, the call expands to a compound statement, which is a complete
2262 statement with no need for a semicolon to end it.  However, since it
2263 looks like a function call, it minimizes confusion if you can use it
2264 like a function call, writing a semicolon afterward, as in
2265 @code{SKIP_SPACES (p, lim);}
2266
2267 This can cause trouble before @code{else} statements, because the
2268 semicolon is actually a null statement.  Suppose you write
2269
2270 @example
2271 if (*p != 0)
2272   SKIP_SPACES (p, lim);
2273 else @dots{}
2274 @end example
2275
2276 @noindent
2277 The presence of two statements---the compound statement and a null
2278 statement---in between the @code{if} condition and the @code{else}
2279 makes invalid C code.
2280
2281 The definition of the macro @code{SKIP_SPACES} can be altered to solve
2282 this problem, using a @code{do @dots{} while} statement.  Here is how:
2283
2284 @example
2285 #define SKIP_SPACES(p, limit)     \
2286 do @{ char *lim = (limit);         \
2287      while (p < lim) @{            \
2288        if (*p++ != ' ') @{         \
2289          p--; break; @}@}@}          \
2290 while (0)
2291 @end example
2292
2293 Now @code{SKIP_SPACES (p, lim);} expands into
2294
2295 @example
2296 do @{@dots{}@} while (0);
2297 @end example
2298
2299 @noindent
2300 which is one statement.  The loop executes exactly once; most compilers
2301 generate no extra code for it.
2302
2303 @node Duplication of Side Effects
2304 @subsection Duplication of Side Effects
2305
2306 @cindex side effects (in macro arguments)
2307 @cindex unsafe macros
2308 Many C programs define a macro @code{min}, for ``minimum'', like this:
2309
2310 @example
2311 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
2312 @end example
2313
2314 When you use this macro with an argument containing a side effect,
2315 as shown here,
2316
2317 @example
2318 next = min (x + y, foo (z));
2319 @end example
2320
2321 @noindent
2322 it expands as follows:
2323
2324 @example
2325 next = ((x + y) < (foo (z)) ? (x + y) : (foo (z)));
2326 @end example
2327
2328 @noindent
2329 where @code{x + y} has been substituted for @code{X} and @code{foo (z)}
2330 for @code{Y}.
2331
2332 The function @code{foo} is used only once in the statement as it appears
2333 in the program, but the expression @code{foo (z)} has been substituted
2334 twice into the macro expansion.  As a result, @code{foo} might be called
2335 two times when the statement is executed.  If it has side effects or if
2336 it takes a long time to compute, the results might not be what you
2337 intended.  We say that @code{min} is an @dfn{unsafe} macro.
2338
2339 The best solution to this problem is to define @code{min} in a way that
2340 computes the value of @code{foo (z)} only once.  The C language offers
2341 no standard way to do this, but it can be done with GNU extensions as
2342 follows:
2343
2344 @example
2345 #define min(X, Y)                \
2346 (@{ typeof (X) x_ = (X);          \
2347    typeof (Y) y_ = (Y);          \
2348    (x_ < y_) ? x_ : y_; @})
2349 @end example
2350
2351 The @samp{(@{ @dots{} @})} notation produces a compound statement that
2352 acts as an expression.  Its value is the value of its last statement.
2353 This permits us to define local variables and assign each argument to
2354 one.  The local variables have underscores after their names to reduce
2355 the risk of conflict with an identifier of wider scope (it is impossible
2356 to avoid this entirely).  Now each argument is evaluated exactly once.
2357
2358 If you do not wish to use GNU C extensions, the only solution is to be
2359 careful when @emph{using} the macro @code{min}.  For example, you can
2360 calculate the value of @code{foo (z)}, save it in a variable, and use
2361 that variable in @code{min}:
2362
2363 @example
2364 @group
2365 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
2366 @dots{}
2367 @{
2368   int tem = foo (z);
2369   next = min (x + y, tem);
2370 @}
2371 @end group
2372 @end example
2373
2374 @noindent
2375 (where we assume that @code{foo} returns type @code{int}).
2376
2377 @node Self-Referential Macros
2378 @subsection Self-Referential Macros
2379 @cindex self-reference
2380
2381 A @dfn{self-referential} macro is one whose name appears in its
2382 definition.  Recall that all macro definitions are rescanned for more
2383 macros to replace.  If the self-reference were considered a use of the
2384 macro, it would produce an infinitely large expansion.  To prevent this,
2385 the self-reference is not considered a macro call.  It is passed into
2386 the preprocessor output unchanged.  Let's consider an example:
2387
2388 @example
2389 #define foo (4 + foo)
2390 @end example
2391
2392 @noindent
2393 where @code{foo} is also a variable in your program.
2394
2395 Following the ordinary rules, each reference to @code{foo} will expand
2396 into @code{(4 + foo)}; then this will be rescanned and will expand into
2397 @code{(4 + (4 + foo))}; and so on until the computer runs out of memory.
2398
2399 The self-reference rule cuts this process short after one step, at
2400 @code{(4 + foo)}.  Therefore, this macro definition has the possibly
2401 useful effect of causing the program to add 4 to the value of @code{foo}
2402 wherever @code{foo} is referred to.
2403
2404 In most cases, it is a bad idea to take advantage of this feature.  A
2405 person reading the program who sees that @code{foo} is a variable will
2406 not expect that it is a macro as well.  The reader will come across the
2407 identifier @code{foo} in the program and think its value should be that
2408 of the variable @code{foo}, whereas in fact the value is four greater.
2409
2410 One common, useful use of self-reference is to create a macro which
2411 expands to itself.  If you write
2412
2413 @example
2414 #define EPERM EPERM
2415 @end example
2416
2417 @noindent
2418 then the macro @code{EPERM} expands to @code{EPERM}.  Effectively, it is
2419 left alone by the preprocessor whenever it's used in running text.  You
2420 can tell that it's a macro with @samp{#ifdef}.  You might do this if you
2421 want to define numeric constants with an @code{enum}, but have
2422 @samp{#ifdef} be true for each constant.
2423
2424 If a macro @code{x} expands to use a macro @code{y}, and the expansion of
2425 @code{y} refers to the macro @code{x}, that is an @dfn{indirect
2426 self-reference} of @code{x}.  @code{x} is not expanded in this case
2427 either.  Thus, if we have
2428
2429 @example
2430 #define x (4 + y)
2431 #define y (2 * x)
2432 @end example
2433
2434 @noindent
2435 then @code{x} and @code{y} expand as follows:
2436
2437 @example
2438 @group
2439 x    @expansion{} (4 + y)
2440      @expansion{} (4 + (2 * x))
2441
2442 y    @expansion{} (2 * x)
2443      @expansion{} (2 * (4 + y))
2444 @end group
2445 @end example
2446
2447 @noindent
2448 Each macro is expanded when it appears in the definition of the other
2449 macro, but not when it indirectly appears in its own definition.
2450
2451 @node Argument Prescan
2452 @subsection Argument Prescan
2453 @cindex expansion of arguments
2454 @cindex macro argument expansion
2455 @cindex prescan of macro arguments
2456
2457 Macro arguments are completely macro-expanded before they are
2458 substituted into a macro body, unless they are stringified or pasted
2459 with other tokens.  After substitution, the entire macro body, including
2460 the substituted arguments, is scanned again for macros to be expanded.
2461 The result is that the arguments are scanned @emph{twice} to expand
2462 macro calls in them.
2463
2464 Most of the time, this has no effect.  If the argument contained any
2465 macro calls, they are expanded during the first scan.  The result
2466 therefore contains no macro calls, so the second scan does not change
2467 it.  If the argument were substituted as given, with no prescan, the
2468 single remaining scan would find the same macro calls and produce the
2469 same results.
2470
2471 You might expect the double scan to change the results when a
2472 self-referential macro is used in an argument of another macro
2473 (@pxref{Self-Referential Macros}): the self-referential macro would be
2474 expanded once in the first scan, and a second time in the second scan.
2475 However, this is not what happens.  The self-references that do not
2476 expand in the first scan are marked so that they will not expand in the
2477 second scan either.
2478
2479 You might wonder, ``Why mention the prescan, if it makes no difference?
2480 And why not skip it and make the preprocessor faster?''  The answer is
2481 that the prescan does make a difference in three special cases:
2482
2483 @itemize @bullet
2484 @item
2485 Nested calls to a macro.
2486
2487 We say that @dfn{nested} calls to a macro occur when a macro's argument
2488 contains a call to that very macro.  For example, if @code{f} is a macro
2489 that expects one argument, @code{f (f (1))} is a nested pair of calls to
2490 @code{f}.  The desired expansion is made by expanding @code{f (1)} and
2491 substituting that into the definition of @code{f}.  The prescan causes
2492 the expected result to happen.  Without the prescan, @code{f (1)} itself
2493 would be substituted as an argument, and the inner use of @code{f} would
2494 appear during the main scan as an indirect self-reference and would not
2495 be expanded.
2496
2497 @item
2498 Macros that call other macros that stringify or concatenate.
2499
2500 If an argument is stringified or concatenated, the prescan does not
2501 occur.  If you @emph{want} to expand a macro, then stringify or
2502 concatenate its expansion, you can do that by causing one macro to call
2503 another macro that does the stringification or concatenation.  For
2504 instance, if you have
2505
2506 @example
2507 #define AFTERX(x) X_ ## x
2508 #define XAFTERX(x) AFTERX(x)
2509 #define TABLESIZE 1024
2510 #define BUFSIZE TABLESIZE
2511 @end example
2512
2513 then @code{AFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_BUFSIZE}, and
2514 @code{XAFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_1024}.  (Not to
2515 @code{X_TABLESIZE}.  Prescan always does a complete expansion.)
2516
2517 @item
2518 Macros used in arguments, whose expansions contain unshielded commas.
2519
2520 This can cause a macro expanded on the second scan to be called with the
2521 wrong number of arguments.  Here is an example:
2522
2523 @example
2524 #define foo  a,b
2525 #define bar(x) lose(x)
2526 #define lose(x) (1 + (x))
2527 @end example
2528
2529 We would like @code{bar(foo)} to turn into @code{(1 + (foo))}, which
2530 would then turn into @code{(1 + (a,b))}.  Instead, @code{bar(foo)}
2531 expands into @code{lose(a,b)}, and you get an error because @code{lose}
2532 requires a single argument.  In this case, the problem is easily solved
2533 by the same parentheses that ought to be used to prevent misnesting of
2534 arithmetic operations:
2535
2536 @example
2537 #define foo (a,b)
2538 @exdent or
2539 #define bar(x) lose((x))
2540 @end example
2541
2542 The extra pair of parentheses prevents the comma in @code{foo}'s
2543 definition from being interpreted as an argument separator.
2544
2545 @end itemize
2546
2547 @node Newlines in Arguments
2548 @subsection Newlines in Arguments
2549 @cindex newlines in macro arguments
2550
2551 The invocation of a function-like macro can extend over many logical
2552 lines.  However, in the present implementation, the entire expansion
2553 comes out on one line.  Thus line numbers emitted by the compiler or
2554 debugger refer to the line the invocation started on, which might be
2555 different to the line containing the argument causing the problem.
2556
2557 Here is an example illustrating this:
2558
2559 @example
2560 #define ignore_second_arg(a,b,c) a; c
2561
2562 ignore_second_arg (foo (),
2563                    ignored (),
2564                    syntax error);
2565 @end example
2566
2567 @noindent
2568 The syntax error triggered by the tokens @code{syntax error} results in
2569 an error message citing line three---the line of ignore_second_arg---
2570 even though the problematic code comes from line five.
2571
2572 We consider this a bug, and intend to fix it in the near future.
2573
2574 @node Conditionals
2575 @chapter Conditionals
2576 @cindex conditionals
2577
2578 A @dfn{conditional} is a directive that instructs the preprocessor to
2579 select whether or not to include a chunk of code in the final token
2580 stream passed to the compiler.  Preprocessor conditionals can test
2581 arithmetic expressions, or whether a name is defined as a macro, or both
2582 simultaneously using the special @code{defined} operator.
2583
2584 A conditional in the C preprocessor resembles in some ways an @code{if}
2585 statement in C, but it is important to understand the difference between
2586 them.  The condition in an @code{if} statement is tested during the
2587 execution of your program.  Its purpose is to allow your program to
2588 behave differently from run to run, depending on the data it is
2589 operating on.  The condition in a preprocessing conditional directive is
2590 tested when your program is compiled.  Its purpose is to allow different
2591 code to be included in the program depending on the situation at the
2592 time of compilation.
2593
2594 However, the distinction is becoming less clear.  Modern compilers often
2595 do test @code{if} statements when a program is compiled, if their
2596 conditions are known not to vary at run time, and eliminate code which
2597 can never be executed.  If you can count on your compiler to do this,
2598 you may find that your program is more readable if you use @code{if}
2599 statements with constant conditions (perhaps determined by macros).  Of
2600 course, you can only use this to exclude code, not type definitions or
2601 other preprocessing directives, and you can only do it if the code
2602 remains syntactically valid when it is not to be used.
2603
2604 GCC version 3 eliminates this kind of never-executed code even when
2605 not optimizing.  Older versions did it only when optimizing.
2606
2607 @menu
2608 * Conditional Uses::
2609 * Conditional Syntax::
2610 * Deleted Code::
2611 @end menu
2612
2613 @node Conditional Uses
2614 @section Conditional Uses
2615
2616 There are three general reasons to use a conditional.
2617
2618 @itemize @bullet
2619 @item
2620 A program may need to use different code depending on the machine or
2621 operating system it is to run on.  In some cases the code for one
2622 operating system may be erroneous on another operating system; for
2623 example, it might refer to data types or constants that do not exist on
2624 the other system.  When this happens, it is not enough to avoid
2625 executing the invalid code.  Its mere presence will cause the compiler
2626 to reject the program.  With a preprocessing conditional, the offending
2627 code can be effectively excised from the program when it is not valid.
2628
2629 @item
2630 You may want to be able to compile the same source file into two
2631 different programs.  One version might make frequent time-consuming
2632 consistency checks on its intermediate data, or print the values of
2633 those data for debugging, and the other not.
2634
2635 @item
2636 A conditional whose condition is always false is one way to exclude code
2637 from the program but keep it as a sort of comment for future reference.
2638 @end itemize
2639
2640 Simple programs that do not need system-specific logic or complex
2641 debugging hooks generally will not need to use preprocessing
2642 conditionals.
2643
2644 @node Conditional Syntax
2645 @section Conditional Syntax
2646
2647 @findex #if
2648 A conditional in the C preprocessor begins with a @dfn{conditional
2649 directive}: @samp{#if}, @samp{#ifdef} or @samp{#ifndef}.
2650
2651 @menu
2652 * Ifdef::
2653 * If::
2654 * Defined::
2655 * Else::
2656 * Elif::
2657 @end menu
2658
2659 @node Ifdef
2660 @subsection Ifdef
2661 @findex #ifdef
2662 @findex #endif
2663
2664 The simplest sort of conditional is
2665
2666 @example
2667 @group
2668 #ifdef @var{MACRO}
2669
2670 @var{controlled text}
2671
2672 #endif /* @var{MACRO} */
2673 @end group
2674 @end example
2675
2676 @cindex conditional group
2677 This block is called a @dfn{conditional group}.  @var{controlled text}
2678 will be included in the output of the preprocessor if and only if
2679 @var{MACRO} is defined.  We say that the conditional @dfn{succeeds} if
2680 @var{MACRO} is defined, @dfn{fails} if it is not.
2681
2682 The @var{controlled text} inside of a conditional can include
2683 preprocessing directives.  They are executed only if the conditional
2684 succeeds.  You can nest conditional groups inside other conditional
2685 groups, but they must be completely nested.  In other words,
2686 @samp{#endif} always matches the nearest @samp{#ifdef} (or
2687 @samp{#ifndef}, or @samp{#if}).  Also, you cannot start a conditional
2688 group in one file and end it in another.
2689
2690 Even if a conditional fails, the @var{controlled text} inside it is
2691 still run through initial transformations and tokenization.  Therefore,
2692 it must all be lexically valid C@.  Normally the only way this matters is
2693 that all comments and string literals inside a failing conditional group
2694 must still be properly ended.
2695
2696 The comment following the @samp{#endif} is not required, but it is a
2697 good practice if there is a lot of @var{controlled text}, because it
2698 helps people match the @samp{#endif} to the corresponding @samp{#ifdef}.
2699 Older programs sometimes put @var{MACRO} directly after the
2700 @samp{#endif} without enclosing it in a comment.  This is invalid code
2701 according to the C standard.  GNU CPP accepts it with a warning.  It
2702 never affects which @samp{#ifndef} the @samp{#endif} matches.
2703
2704 @findex #ifndef
2705 Sometimes you wish to use some code if a macro is @emph{not} defined.
2706 You can do this by writing @samp{#ifndef} instead of @samp{#ifdef}.
2707 One common use of @samp{#ifndef} is to include code only the first
2708 time a header file is included.  @xref{Once-Only Headers}.
2709
2710 Macro definitions can vary between compilations for several reasons.
2711 Here are some samples.
2712
2713 @itemize @bullet
2714 @item
2715 Some macros are predefined on each kind of machine
2716 (@pxref{System-specific Predefined Macros}).  This allows you to provide
2717 code specially tuned for a particular machine.
2718
2719 @item
2720 System header files define more macros, associated with the features
2721 they implement.  You can test these macros with conditionals to avoid
2722 using a system feature on a machine where it is not implemented.
2723
2724 @item
2725 Macros can be defined or undefined with the @option{-D} and @option{-U}
2726 command line options when you compile the program.  You can arrange to
2727 compile the same source file into two different programs by choosing a
2728 macro name to specify which program you want, writing conditionals to
2729 test whether or how this macro is defined, and then controlling the
2730 state of the macro with command line options, perhaps set in the
2731 Makefile.  @xref{Invocation}.
2732
2733 @item
2734 Your program might have a special header file (often called
2735 @file{config.h}) that is adjusted when the program is compiled.  It can
2736 define or not define macros depending on the features of the system and
2737 the desired capabilities of the program.  The adjustment can be
2738 automated by a tool such as @command{autoconf}, or done by hand.
2739 @end itemize
2740
2741 @node If
2742 @subsection If
2743
2744 The @samp{#if} directive allows you to test the value of an arithmetic
2745 expression, rather than the mere existence of one macro.  Its syntax is
2746
2747 @example
2748 @group
2749 #if @var{expression}
2750
2751 @var{controlled text}
2752
2753 #endif /* @var{expression} */
2754 @end group
2755 @end example
2756
2757 @var{expression} is a C expression of integer type, subject to stringent
2758 restrictions.  It may contain
2759
2760 @itemize @bullet
2761 @item
2762 Integer constants.
2763
2764 @item
2765 Character constants, which are interpreted as they would be in normal
2766 code.
2767
2768 @item
2769 Arithmetic operators for addition, subtraction, multiplication,
2770 division, bitwise operations, shifts, comparisons, and logical
2771 operations (@code{&&} and @code{||}).  The latter two obey the usual
2772 short-circuiting rules of standard C@.
2773
2774 @item
2775 Macros.  All macros in the expression are expanded before actual
2776 computation of the expression's value begins.
2777
2778 @item
2779 Uses of the @code{defined} operator, which lets you check whether macros
2780 are defined in the middle of an @samp{#if}.
2781
2782 @item
2783 Identifiers that are not macros, which are all considered to be the
2784 number zero.  This allows you to write @code{@w{#if MACRO}} instead of
2785 @code{@w{#ifdef MACRO}}, if you know that MACRO, when defined, will
2786 always have a nonzero value.  Function-like macros used without their
2787 function call parentheses are also treated as zero.
2788
2789 In some contexts this shortcut is undesirable.  The @option{-Wundef}
2790 option causes GCC to warn whenever it encounters an identifier which is
2791 not a macro in an @samp{#if}.
2792 @end itemize
2793
2794 The preprocessor does not know anything about types in the language.
2795 Therefore, @code{sizeof} operators are not recognized in @samp{#if}, and
2796 neither are @code{enum} constants.  They will be taken as identifiers
2797 which are not macros, and replaced by zero.  In the case of
2798 @code{sizeof}, this is likely to cause the expression to be invalid.
2799
2800 The preprocessor calculates the value of @var{expression}.  It carries
2801 out all calculations in the widest integer type known to the compiler;
2802 on most machines supported by GCC this is 64 bits.  This is not the same
2803 rule as the compiler uses to calculate the value of a constant
2804 expression, and may give different results in some cases.  If the value
2805 comes out to be nonzero, the @samp{#if} succeeds and the @var{controlled
2806 text} is included; otherwise it is skipped.
2807
2808 If @var{expression} is not correctly formed, GCC issues an error and
2809 treats the conditional as having failed.
2810
2811 @node Defined
2812 @subsection Defined
2813
2814 @cindex @code{defined}
2815 The special operator @code{defined} is used in @samp{#if} and
2816 @samp{#elif} expressions to test whether a certain name is defined as a
2817 macro.  @code{defined @var{name}} and @code{defined (@var{name})} are
2818 both expressions whose value is 1 if @var{name} is defined as a macro at
2819 the current point in the program, and 0 otherwise.  Thus,  @code{@w{#if
2820 defined MACRO}} is precisely equivalent to @code{@w{#ifdef MACRO}}.
2821
2822 @code{defined} is useful when you wish to test more than one macro for
2823 existence at once.  For example,
2824
2825 @example
2826 #if defined (__vax__) || defined (__ns16000__)
2827 @end example
2828
2829 @noindent
2830 would succeed if either of the names @code{__vax__} or
2831 @code{__ns16000__} is defined as a macro.
2832
2833 Conditionals written like this:
2834
2835 @example
2836 #if defined BUFSIZE && BUFSIZE >= 1024
2837 @end example
2838
2839 @noindent
2840 can generally be simplified to just @code{@w{#if BUFSIZE >= 1024}},
2841 since if @code{BUFSIZE} is not defined, it will be interpreted as having
2842 the value zero.
2843
2844 If the @code{defined} operator appears as a result of a macro expansion,
2845 the C standard says the behavior is undefined.  GNU cpp treats it as a
2846 genuine @code{defined} operator and evaluates it normally.  It will warn
2847 wherever your code uses this feature if you use the command-line option
2848 @option{-pedantic}, since other compilers may handle it differently.
2849
2850 @node Else
2851 @subsection Else
2852
2853 @findex #else
2854 The @samp{#else} directive can be added to a conditional to provide
2855 alternative text to be used if the condition fails.  This is what it
2856 looks like:
2857
2858 @example
2859 @group
2860 #if @var{expression}
2861 @var{text-if-true}
2862 #else /* Not @var{expression} */
2863 @var{text-if-false}
2864 #endif /* Not @var{expression} */
2865 @end group
2866 @end example
2867
2868 @noindent
2869 If @var{expression} is nonzero, the @var{text-if-true} is included and
2870 the @var{text-if-false} is skipped.  If @var{expression} is zero, the
2871 opposite happens.
2872
2873 You can use @samp{#else} with @samp{#ifdef} and @samp{#ifndef}, too.
2874
2875 @node Elif
2876 @subsection Elif
2877
2878 @findex #elif
2879 One common case of nested conditionals is used to check for more than two
2880 possible alternatives.  For example, you might have
2881
2882 @example
2883 #if X == 1
2884 @dots{}
2885 #else /* X != 1 */
2886 #if X == 2
2887 @dots{}
2888 #else /* X != 2 */
2889 @dots{}
2890 #endif /* X != 2 */
2891 #endif /* X != 1 */
2892 @end example
2893
2894 Another conditional directive, @samp{#elif}, allows this to be
2895 abbreviated as follows:
2896
2897 @example
2898 #if X == 1
2899 @dots{}
2900 #elif X == 2
2901 @dots{}
2902 #else /* X != 2 and X != 1*/
2903 @dots{}
2904 #endif /* X != 2 and X != 1*/
2905 @end example
2906
2907 @samp{#elif} stands for ``else if''.  Like @samp{#else}, it goes in the
2908 middle of a conditional group and subdivides it; it does not require a
2909 matching @samp{#endif} of its own.  Like @samp{#if}, the @samp{#elif}
2910 directive includes an expression to be tested.  The text following the
2911 @samp{#elif} is processed only if the original @samp{#if}-condition
2912 failed and the @samp{#elif} condition succeeds.
2913
2914 More than one @samp{#elif} can go in the same conditional group.  Then
2915 the text after each @samp{#elif} is processed only if the @samp{#elif}
2916 condition succeeds after the original @samp{#if} and all previous
2917 @samp{#elif} directives within it have failed.
2918
2919 @samp{#else} is allowed after any number of @samp{#elif} directives, but
2920 @samp{#elif} may not follow @samp{#else}.
2921
2922 @node Deleted Code
2923 @section Deleted Code
2924 @cindex commenting out code
2925
2926 If you replace or delete a part of the program but want to keep the old
2927 code around for future reference, you often cannot simply comment it
2928 out.  Block comments do not nest, so the first comment inside the old
2929 code will end the commenting-out.  The probable result is a flood of
2930 syntax errors.
2931
2932 One way to avoid this problem is to use an always-false conditional
2933 instead.  For instance, put @code{#if 0} before the deleted code and
2934 @code{#endif} after it.  This works even if the code being turned
2935 off contains conditionals, but they must be entire conditionals
2936 (balanced @samp{#if} and @samp{#endif}).
2937
2938 Some people use @code{#ifdef notdef} instead.  This is risky, because
2939 @code{notdef} might be accidentally defined as a macro, and then the
2940 conditional would succeed.  @code{#if 0} can be counted on to fail.
2941
2942 Do not use @code{#if 0} for comments which are not C code.  Use a real
2943 comment, instead.  The interior of @code{#if 0} must consist of complete
2944 tokens; in particular, single-quote characters must balance.  Comments
2945 often contain unbalanced single-quote characters (known in English as
2946 apostrophes).  These confuse @code{#if 0}.  They don't confuse
2947 @samp{/*}.
2948
2949 @node Diagnostics
2950 @chapter Diagnostics
2951 @cindex diagnostic
2952 @cindex reporting errors
2953 @cindex reporting warnings
2954
2955 @findex #error
2956 The directive @samp{#error} causes the preprocessor to report a fatal
2957 error.  The tokens forming the rest of the line following @samp{#error}
2958 are used as the error message.
2959
2960 You would use @samp{#error} inside of a conditional that detects a
2961 combination of parameters which you know the program does not properly
2962 support.  For example, if you know that the program will not run
2963 properly on a VAX, you might write
2964
2965 @example
2966 @group
2967 #ifdef __vax__
2968 #error "Won't work on VAXen.  See comments at get_last_object."
2969 #endif
2970 @end group
2971 @end example
2972
2973 If you have several configuration parameters that must be set up by
2974 the installation in a consistent way, you can use conditionals to detect
2975 an inconsistency and report it with @samp{#error}.  For example,
2976
2977 @example
2978 #if !defined(UNALIGNED_INT_ASM_OP) && defined(DWARF2_DEBUGGING_INFO)
2979 #error "DWARF2_DEBUGGING_INFO requires UNALIGNED_INT_ASM_OP."
2980 #endif
2981 @end example
2982
2983 @findex #warning
2984 The directive @samp{#warning} is like @samp{#error}, but causes the
2985 preprocessor to issue a warning and continue preprocessing.  The tokens
2986 following @samp{#warning} are used as the warning message.
2987
2988 You might use @samp{#warning} in obsolete header files, with a message
2989 directing the user to the header file which should be used instead.
2990
2991 Neither @samp{#error} nor @samp{#warning} macro-expands its argument.
2992 Internal whitespace sequences are each replaced with a single space.
2993 The line must consist of complete tokens.  It is wisest to make the
2994 argument of these directives be a single string constant; this avoids
2995 problems with apostrophes and the like.
2996
2997 @node Line Control
2998 @chapter Line Control
2999 @cindex line control
3000
3001 The C preprocessor informs the C compiler of the location in your source
3002 code where each token came from.  Presently, this is just the file name
3003 and line number.  All the tokens resulting from macro expansion are
3004 reported as having appeared on the line of the source file where the
3005 outermost macro was used.  We intend to be more accurate in the future.
3006
3007 If you write a program which generates source code, such as the
3008 @command{bison} parser generator, you may want to adjust the preprocessor's
3009 notion of the current file name and line number by hand.  Parts of the
3010 output from @command{bison} are generated from scratch, other parts come
3011 from a standard parser file.  The rest are copied verbatim from
3012 @command{bison}'s input.  You would like compiler error messages and
3013 symbolic debuggers to be able to refer to @code{bison}'s input file.
3014
3015 @findex #line
3016 @command{bison} or any such program can arrange this by writing
3017 @samp{#line} directives into the output file.  @samp{#line} is a
3018 directive that specifies the original line number and source file name
3019 for subsequent input in the current preprocessor input file.
3020 @samp{#line} has three variants:
3021
3022 @table @code
3023 @item #line @var{linenum}
3024 @var{linenum} is a non-negative decimal integer constant.  It specifies
3025 the line number which should be reported for the following line of
3026 input.  Subsequent lines are counted from @var{linenum}.
3027
3028 @item #line @var{linenum} @var{filename}
3029 @var{linenum} is the same as for the first form, and has the same
3030 effect.  In addition, @var{filename} is a string constant.  The
3031 following line and all subsequent lines are reported to come from the
3032 file it specifies, until something else happens to change that.
3033
3034 @item #line @var{anything else}
3035 @var{anything else} is checked for macro calls, which are expanded.
3036 The result should match one of the above two forms.
3037 @end table
3038
3039 @samp{#line} directives alter the results of the @code{__FILE__} and
3040 @code{__LINE__} predefined macros from that point on.  @xref{Standard
3041 Predefined Macros}.  They do not have any effect on @samp{#include}'s
3042 idea of the directory containing the current file.
3043
3044 @node Pragmas
3045 @chapter Pragmas
3046
3047 The @samp{#pragma} directive is the method specified by the C standard
3048 for providing additional information to the compiler, beyond what is
3049 conveyed in the language itself.  Three forms of this directive
3050 (commonly known as @dfn{pragmas}) are specified by the 1999 C standard.
3051 A C compiler is free to attach any meaning it likes to other pragmas.
3052
3053 GCC has historically preferred to use extensions to the syntax of the
3054 language, such as @code{__attribute__}, for this purpose.  However, GCC
3055 does define a few pragmas of its own.  These mostly have effects on the
3056 entire translation unit or source file.
3057
3058 In GCC version 3, all GNU-defined, supported pragmas have been given a
3059 @code{GCC} prefix.  This is in line with the @code{STDC} prefix on all
3060 pragmas defined by C99.  For backward compatibility, pragmas which were
3061 recognized by previous versions are still recognized without the
3062 @code{GCC} prefix, but that usage is deprecated.  Some older pragmas are
3063 deprecated in their entirety.  They are not recognized with the
3064 @code{GCC} prefix.  @xref{Obsolete Features}.
3065
3066 @cindex @code{_Pragma}
3067 C99 introduces the @code{@w{_Pragma}} operator.  This feature addresses a
3068 major problem with @samp{#pragma}: being a directive, it cannot be
3069 produced as the result of macro expansion.  @code{@w{_Pragma}} is an
3070 operator, much like @code{sizeof} or @code{defined}, and can be embedded
3071 in a macro.
3072
3073 Its syntax is @code{@w{_Pragma (@var{string-literal})}}, where
3074 @var{string-literal} can be either a normal or wide-character string
3075 literal.  It is destringized, by replacing all @samp{\\} with a single
3076 @samp{\} and all @samp{\"} with a @samp{"}.  The result is then
3077 processed as if it had appeared as the right hand side of a
3078 @samp{#pragma} directive.  For example,
3079
3080 @example
3081 _Pragma ("GCC dependency \"parse.y\"")
3082 @end example
3083
3084 @noindent
3085 has the same effect as @code{#pragma GCC dependency "parse.y"}.  The
3086 same effect could be achieved using macros, for example
3087
3088 @example
3089 #define DO_PRAGMA(x) _Pragma (#x)
3090 DO_PRAGMA (GCC dependency "parse.y")
3091 @end example
3092
3093 The standard is unclear on where a @code{_Pragma} operator can appear.
3094 The preprocessor does not accept it within a preprocessing conditional
3095 directive like @samp{#if}.  To be safe, you are probably best keeping it
3096 out of directives other than @samp{#define}, and putting it on a line of
3097 its own.
3098
3099 This manual documents the pragmas which are meaningful to the
3100 preprocessor itself.  Other pragmas are meaningful to the C or C++
3101 compilers.  They are documented in the GCC manual.
3102
3103 @ftable @code
3104 @item #pragma GCC dependency
3105 @code{#pragma GCC dependency} allows you to check the relative dates of
3106 the current file and another file.  If the other file is more recent than
3107 the current file, a warning is issued.  This is useful if the current
3108 file is derived from the other file, and should be regenerated.  The
3109 other file is searched for using the normal include search path.
3110 Optional trailing text can be used to give more information in the
3111 warning message.
3112
3113 @example
3114 #pragma GCC dependency "parse.y"
3115 #pragma GCC dependency "/usr/include/time.h" rerun fixincludes
3116 @end example
3117
3118 @item #pragma GCC poison
3119 Sometimes, there is an identifier that you want to remove completely
3120 from your program, and make sure that it never creeps back in.  To
3121 enforce this, you can @dfn{poison} the identifier with this pragma.
3122 @code{#pragma GCC poison} is followed by a list of identifiers to
3123 poison.  If any of those identifiers appears anywhere in the source
3124 after the directive, it is a hard error.  For example,
3125
3126 @example
3127 #pragma GCC poison printf sprintf fprintf
3128 sprintf(some_string, "hello");
3129 @end example
3130
3131 @noindent
3132 will produce an error.
3133
3134 If a poisoned identifier appears as part of the expansion of a macro
3135 which was defined before the identifier was poisoned, it will @emph{not}
3136 cause an error.  This lets you poison an identifier without worrying
3137 about system headers defining macros that use it.
3138
3139 For example,
3140
3141 @example
3142 #define strrchr rindex
3143 #pragma GCC poison rindex
3144 strrchr(some_string, 'h');
3145 @end example
3146
3147 @noindent
3148 will not produce an error.
3149
3150 @item #pragma GCC system_header
3151 This pragma takes no arguments.  It causes the rest of the code in the
3152 current file to be treated as if it came from a system header.
3153 @xref{System Headers}.
3154
3155 @end ftable
3156
3157 @node Other Directives
3158 @chapter Other Directives
3159
3160 @findex #ident
3161 The @samp{#ident} directive takes one argument, a string constant.  On
3162 some systems, that string constant is copied into a special segment of
3163 the object file.  On other systems, the directive is ignored.
3164
3165 This directive is not part of the C standard, but it is not an official
3166 GNU extension either.  We believe it came from System V@.
3167
3168 @findex #sccs
3169 The @samp{#sccs} directive is recognized on some systems, because it
3170 appears in their header files.  It is a very old, obscure, extension
3171 which we did not invent, and we have been unable to find any
3172 documentation of what it should do, so GCC simply ignores it.
3173
3174 @cindex null directive
3175 The @dfn{null directive} consists of a @samp{#} followed by a newline,
3176 with only whitespace (including comments) in between.  A null directive
3177 is understood as a preprocessing directive but has no effect on the
3178 preprocessor output.  The primary significance of the existence of the
3179 null directive is that an input line consisting of just a @samp{#} will
3180 produce no output, rather than a line of output containing just a
3181 @samp{#}.  Supposedly some old C programs contain such lines.
3182
3183 @node Preprocessor Output
3184 @chapter Preprocessor Output
3185
3186 When the C preprocessor is used with the C, C++, or Objective-C
3187 compilers, it is integrated into the compiler and communicates a stream
3188 of binary tokens directly to the compiler's parser.  However, it can
3189 also be used in the more conventional standalone mode, where it produces
3190 textual output.
3191 @c FIXME: Document the library interface.
3192
3193 @cindex output format
3194 The output from the C preprocessor looks much like the input, except
3195 that all preprocessing directive lines have been replaced with blank
3196 lines and all comments with spaces.  Long runs of blank lines are
3197 discarded.
3198
3199 The ISO standard specifies that it is implementation defined whether a
3200 preprocessor preserves whitespace between tokens, or replaces it with
3201 e.g.@: a single space.  In GNU CPP, whitespace between tokens is collapsed
3202 to become a single space, with the exception that the first token on a
3203 non-directive line is preceded with sufficient spaces that it appears in
3204 the same column in the preprocessed output that it appeared in the
3205 original source file.  This is so the output is easy to read.
3206 @xref{Differences from previous versions}.  CPP does not insert any
3207 whitespace where there was none in the original source, except where
3208 necessary to prevent an accidental token paste.
3209
3210 @cindex linemarkers
3211 Source file name and line number information is conveyed by lines
3212 of the form
3213
3214 @example
3215 # @var{linenum} @var{filename} @var{flags}
3216 @end example
3217
3218 @noindent
3219 These are called @dfn{linemarkers}.  They are inserted as needed into
3220 the output (but never within a string or character constant).  They mean
3221 that the following line originated in file @var{filename} at line
3222 @var{linenum}.
3223
3224 After the file name comes zero or more flags, which are @samp{1},
3225 @samp{2}, @samp{3}, or @samp{4}.  If there are multiple flags, spaces
3226 separate them.  Here is what the flags mean:
3227
3228 @table @samp
3229 @item 1
3230 This indicates the start of a new file.
3231 @item 2
3232 This indicates returning to a file (after having included another file).
3233 @item 3
3234 This indicates that the following text comes from a system header file,
3235 so certain warnings should be suppressed.
3236 @item 4
3237 This indicates that the following text should be treated as being
3238 wrapped in an implicit @code{extern "C"} block.
3239 @c maybe cross reference NO_IMPLICIT_EXTERN_C
3240 @end table
3241
3242 As an extension, the preprocessor accepts linemarkers in non-assembler
3243 input files.  They are treated like the corresponding @samp{#line}
3244 directive, (@pxref{Line Control}), except that trailing flags are
3245 permitted, and are interpreted with the meanings described above.  If
3246 multiple flags are given, they must be in ascending order.
3247
3248 Some directives may be duplicated in the output of the preprocessor.
3249 These are @samp{#ident} (always), @samp{#pragma} (only if the
3250 preprocessor does not handle the pragma itself), and @samp{#define} and
3251 @samp{#undef} (with certain debugging options).  If this happens, the
3252 @samp{#} of the directive will always be in the first column, and there
3253 will be no space between the @samp{#} and the directive name.  If macro
3254 expansion happens to generate tokens which might be mistaken for a
3255 duplicated directive, a space will be inserted between the @samp{#} and
3256 the directive name.
3257
3258 @node Traditional Mode
3259 @chapter Traditional Mode
3260
3261 Traditional (pre-standard) C preprocessing is rather different from
3262 the preprocessing specified by the standard.  When GCC is given the
3263 @option{-traditional} option, it attempts to emulate a traditional
3264 preprocessor.  We do not guarantee that GCC's behavior under
3265 @option{-traditional} matches any pre-standard preprocessor exactly.
3266
3267 Traditional mode exists only for backward compatibility.  We have no
3268 plans to augment it in any way nor will we change it except to fix
3269 catastrophic bugs.  You should be aware that modern C libraries often
3270 have header files which are incompatible with traditional mode.
3271
3272 This is a list of the differences.  It may not be complete, and may not
3273 correspond exactly to the behavior of either GCC or a true traditional
3274 preprocessor.
3275
3276 @itemize @bullet
3277 @item
3278 Traditional macro expansion pays no attention to single-quote or
3279 double-quote characters; macro argument symbols are replaced by the
3280 argument values even when they appear within apparent string or
3281 character constants.
3282
3283 @item
3284 Traditionally, it is permissible for a macro expansion to end in the
3285 middle of a string or character constant.  The constant continues into
3286 the text surrounding the macro call.
3287
3288 @item
3289 However, the end of the line terminates a string or character constant,
3290 with no error.  (This is a kluge.  Traditional mode is commonly used to
3291 preprocess things which are not C, and have a different comment syntax.
3292 Single apostrophes often appear in comments.  This kluge prevents the
3293 traditional preprocessor from issuing errors on such comments.)
3294
3295 @item
3296 Preprocessing directives are recognized in traditional C only when their
3297 leading @samp{#} appears in the first column.  There can be no
3298 whitespace between the beginning of the line and the @samp{#}.
3299
3300 @item
3301 In traditional C, a comment is equivalent to no text at all.  (In ISO
3302 C, a comment counts as whitespace.)  It can be used sort of the same way
3303 that @samp{##} is used in ISO C, to paste macro arguments together.
3304
3305 @item
3306 Traditional C does not have the concept of a preprocessing number.
3307
3308 @item
3309 A macro is not suppressed within its own definition, in traditional C@.
3310 Thus, any macro that is used recursively inevitably causes an error.
3311
3312 @item
3313 The @samp{#} and @samp{##} operators are not available in traditional
3314 C@.
3315
3316 @item
3317 In traditional C, the text at the end of a macro expansion can run
3318 together with the text after the macro call, to produce a single token.
3319 This is impossible in ISO C@.
3320
3321 @item
3322 None of the GNU extensions to the preprocessor are available in
3323 traditional mode, with the exception of a partial implementation of
3324 assertions, and those may be removed in the future.
3325
3326 @item
3327 A true traditional C preprocessor does not recognize @samp{#elif},
3328 @samp{#error}, or @samp{#pragma}.  GCC supports @samp{#elif} and
3329 @samp{#error} even in traditional mode, but not @samp{#pragma}.
3330
3331 @item
3332 Traditional mode is text-based, not token-based, and comments are
3333 stripped after macro expansion.  Therefore, @samp{/**/} can be used to
3334 paste tokens together provided that there is no whitespace between it
3335 and the tokens to be pasted.
3336
3337 @item
3338 Traditional mode preserves the amount and form of whitespace provided by
3339 the user.  Hard tabs remain hard tabs.  This can be useful, e.g.@: if you
3340 are preprocessing a Makefile (which we do not encourage).
3341 @end itemize
3342
3343 You can request warnings about features that did not exist, or worked
3344 differently, in traditional C with the @option{-Wtraditional} option.
3345 This works only if you do @emph{not} specify @option{-traditional}.  GCC
3346 does not warn about features of ISO C which you must use when you are
3347 using a conforming compiler, such as the @samp{#} and @samp{##}
3348 operators.
3349
3350 Presently @option{-Wtraditional} warns about:
3351
3352 @itemize @bullet
3353 @item
3354 Macro parameters that appear within string literals in the macro body.
3355 In traditional C macro replacement takes place within string literals,
3356 but does not in ISO C@.
3357
3358 @item
3359 In traditional C, some preprocessor directives did not exist.
3360 Traditional preprocessors would only consider a line to be a directive
3361 if the @samp{#} appeared in column 1 on the line.  Therefore
3362 @option{-Wtraditional} warns about directives that traditional C
3363 understands but would ignore because the @samp{#} does not appear as the
3364 first character on the line.  It also suggests you hide directives like
3365 @samp{#pragma} not understood by traditional C by indenting them.  Some
3366 traditional implementations would not recognize @samp{#elif}, so it
3367 suggests avoiding it altogether.
3368
3369 @item
3370 A function-like macro that appears without an argument list.  In
3371 traditional C this was an error.  In ISO C it merely means that the
3372 macro is not expanded.
3373
3374 @item
3375 The unary plus operator.  This did not exist in traditional C@.
3376
3377 @item
3378 The @samp{U} and @samp{LL} integer constant suffixes, which were not
3379 available in traditional C@.  (Traditional C does support the @samp{L}
3380 suffix for simple long integer constants.)  You are not warned about
3381 uses of these suffixes in macros defined in system headers.  For
3382 instance, @code{UINT_MAX} may well be defined as @code{4294967295U}, but
3383 you will not be warned if you use @code{UINT_MAX}.
3384
3385 You can usually avoid the warning, and the related warning about
3386 constants which are so large that they are unsigned, by writing the
3387 integer constant in question in hexadecimal, with no U suffix.  Take
3388 care, though, because this gives the wrong result in exotic cases.
3389 @end itemize
3390
3391 @node Implementation Details
3392 @chapter Implementation Details
3393
3394 Here we document details of how the preprocessor's implementation
3395 affects its user-visible behavior.  You should try to avoid undue
3396 reliance on behavior described here, as it is possible that it will
3397 change subtly in future implementations.
3398
3399 Also documented here are obsolete features and changes from previous
3400 versions of GNU CPP@.
3401
3402 @menu
3403 * Implementation-defined behavior::
3404 * Implementation limits::
3405 * Obsolete Features::
3406 * Differences from previous versions::
3407 @end menu
3408
3409 @node Implementation-defined behavior
3410 @section Implementation-defined behavior
3411 @cindex implementation-defined behavior
3412
3413 This is how GNU CPP behaves in all the cases which the C standard
3414 describes as @dfn{implementation-defined}.  This term means that the
3415 implementation is free to do what it likes, but must document its choice
3416 and stick to it.
3417 @c FIXME: Check the C++ standard for more implementation-defined stuff.
3418
3419 @itemize @bullet
3420 @need 1000
3421 @item The mapping of physical source file multi-byte characters to the
3422 execution character set.
3423
3424 Currently, GNU cpp only supports character sets that are strict supersets
3425 of ASCII, and performs no translation of characters.
3426
3427 @item Non-empty sequences of whitespace characters.
3428
3429 In textual output, each whitespace sequence is collapsed to a single
3430 space.  For aesthetic reasons, the first token on each non-directive
3431 line of output is preceded with sufficient spaces that it appears in the
3432 same column as it did in the original source file.
3433
3434 @item The numeric value of character constants in preprocessor expressions.
3435
3436 The preprocessor and compiler interpret character constants in the same
3437 way; escape sequences such as @samp{\a} are given the values they would
3438 have on the target machine.
3439
3440 Multi-character character constants are interpreted a character at a
3441 time, shifting the previous result left by the number of bits per
3442 character on the host, and adding the new character.  For example, 'ab'
3443 on an 8-bit host would be interpreted as @w{'a' * 256 + 'b'}.  If there
3444 are more characters in the constant than can fit in the widest native
3445 integer type on the host, usually a @code{long}, the excess characters
3446 are ignored and a diagnostic is given.
3447
3448 @item Source file inclusion.
3449
3450 For a discussion on how the preprocessor locates header files,
3451 @ref{Include Operation}.
3452
3453 @item Interpretation of the filename resulting from a macro-expanded
3454 @samp{#include} directive.
3455
3456 @xref{Computed Includes}.
3457
3458 @item Treatment of a @samp{#pragma} directive that after macro-expansion
3459 results in a standard pragma.
3460
3461 No macro expansion occurs on any @samp{#pragma} directive line, so the
3462 question does not arise.
3463
3464 Note that GCC does not yet implement any of the standard
3465 pragmas.
3466
3467 @end itemize
3468
3469 @node Implementation limits
3470 @section Implementation limits
3471 @cindex implementation limits
3472
3473 GNU CPP has a small number of internal limits.  This section lists the
3474 limits which the C standard requires to be no lower than some minimum,
3475 and all the others we are aware of.  We intend there to be as few limits
3476 as possible.  If you encounter an undocumented or inconvenient limit,
3477 please report that to us as a bug.  (See the section on reporting bugs in
3478 the GCC manual.)
3479
3480 Where we say something is limited @dfn{only by available memory}, that
3481 means that internal data structures impose no intrinsic limit, and space
3482 is allocated with @code{malloc} or equivalent.  The actual limit will
3483 therefore depend on many things, such as the size of other things
3484 allocated by the compiler at the same time, the amount of memory
3485 consumed by other processes on the same computer, etc.
3486
3487 @itemize @bullet
3488
3489 @item Nesting levels of @samp{#include} files.
3490
3491 We impose an arbitrary limit of 200 levels, to avoid runaway recursion.
3492 The standard requires at least 15 levels.
3493
3494 @item Nesting levels of conditional inclusion.
3495
3496 The C standard mandates this be at least 63.  GNU CPP is limited only by
3497 available memory.
3498
3499 @item Levels of parenthesised expressions within a full expression.
3500
3501 The C standard requires this to be at least 63.  In preprocessor
3502 conditional expressions, it is limited only by available memory.
3503
3504 @item Significant initial characters in an identifier or macro name.
3505
3506 The preprocessor treats all characters as significant.  The C standard
3507 requires only that the first 63 be significant.
3508
3509 @item Number of macros simultaneously defined in a single translation unit.
3510
3511 The standard requires at least 4095 be possible.  GNU CPP is limited only
3512 by available memory.
3513
3514 @item Number of parameters in a macro definition and arguments in a macro call.
3515
3516 We allow @code{USHRT_MAX}, which is no smaller than 65,535.  The minimum
3517 required by the standard is 127.
3518
3519 @item Number of characters on a logical source line.
3520
3521 The C standard requires a minimum of 4096 be permitted.  GNU CPP places
3522 no limits on this, but you may get incorrect column numbers reported in
3523 diagnostics for lines longer than 65,535 characters.
3524
3525 @item Maximum size of a source file.
3526
3527 The standard does not specify any lower limit on the maximum size of a
3528 source file.  GNU cpp maps files into memory, so it is limited by the
3529 available address space.  This is generally at least two gigabytes.
3530 Depending on the operating system, the size of physical memory may or
3531 may not be a limitation.
3532
3533 @end itemize
3534
3535 @node Obsolete Features
3536 @section Obsolete Features
3537
3538 GNU CPP has a number of features which are present mainly for
3539 compatibility with older programs.  We discourage their use in new code.
3540 In some cases, we plan to remove the feature in a future version of GCC@.
3541
3542 @menu
3543 * Assertions::
3544 * Obsolete once-only headers::
3545 * Miscellaneous obsolete features::
3546 @end menu
3547
3548 @node Assertions
3549 @subsection Assertions
3550 @cindex assertions
3551
3552 @dfn{Assertions} are a deprecated alternative to macros in writing
3553 conditionals to test what sort of computer or system the compiled
3554 program will run on.  Assertions are usually predefined, but you can
3555 define them with preprocessing directives or command-line options.
3556
3557 Assertions were intended to provide a more systematic way to describe
3558 the compiler's target system.  However, in practice they are just as
3559 unpredictable as the system-specific predefined macros.  In addition, they
3560 are not part of any standard, and only a few compilers support them.
3561 Therefore, the use of assertions is @strong{less} portable than the use
3562 of system-specific predefined macros.  We recommend you do not use them at
3563 all.
3564
3565 @cindex predicates
3566 An assertion looks like this:
3567
3568 @example
3569 #@var{predicate} (@var{answer})
3570 @end example
3571
3572 @noindent
3573 @var{predicate} must be a single identifier.  @var{answer} can be any
3574 sequence of tokens; all characters are significant except for leading
3575 and trailing whitespace, and differences in internal whitespace
3576 sequences are ignored.  (This is similar to the rules governing macro
3577 redefinition.)  Thus, @code{(x + y)} is different from @code{(x+y)} but
3578 equivalent to @code{@w{( x + y )}}.  Parentheses do not nest inside an
3579 answer.
3580
3581 @cindex testing predicates
3582 To test an assertion, you write it in an @samp{#if}.  For example, this
3583 conditional succeeds if either @code{vax} or @code{ns16000} has been
3584 asserted as an answer for @code{machine}.
3585
3586 @example
3587 #if #machine (vax) || #machine (ns16000)
3588 @end example
3589
3590 @noindent
3591 You can test whether @emph{any} answer is asserted for a predicate by
3592 omitting the answer in the conditional:
3593
3594 @example
3595 #if #machine
3596 @end example
3597
3598 @findex #assert
3599 Assertions are made with the @samp{#assert} directive.  Its sole
3600 argument is the assertion to make, without the leading @samp{#} that
3601 identifies assertions in conditionals.
3602
3603 @example
3604 #assert @var{predicate} (@var{answer})
3605 @end example
3606
3607 @noindent
3608 You may make several assertions with the same predicate and different
3609 answers.  Subsequent assertions do not override previous ones for the
3610 same predicate.  All the answers for any given predicate are
3611 simultaneously true.
3612
3613 @cindex assertions, cancelling
3614 @findex #unassert
3615 Assertions can be cancelled with the @samp{#unassert} directive.  It
3616 has the same syntax as @samp{#assert}.  In that form it cancels only the
3617 answer which was specified on the @samp{#unassert} line; other answers
3618 for that predicate remain true.  You can cancel an entire predicate by
3619 leaving out the answer:
3620
3621 @example
3622 #unassert @var{predicate}
3623 @end example
3624
3625 @noindent
3626 In either form, if no such assertion has been made, @samp{#unassert} has
3627 no effect.
3628
3629 You can also make or cancel assertions using command line options.
3630 @xref{Invocation}.
3631
3632 @node Obsolete once-only headers
3633 @subsection Obsolete once-only headers
3634
3635 GNU CPP supports two more ways of indicating that a header file should be
3636 read only once.  Neither one is as portable as a wrapper @samp{#ifndef},
3637 and we recommend you do not use them in new programs.
3638
3639 @findex #import
3640 In the Objective-C language, there is a variant of @samp{#include}
3641 called @samp{#import} which includes a file, but does so at most once.
3642 If you use @samp{#import} instead of @samp{#include}, then you don't
3643 need the conditionals inside the header file to prevent multiple
3644 inclusion of the contents.  GCC permits the use of @samp{#import} in C
3645 and C++ as well as Objective-C@.  However, it is not in standard C or C++
3646 and should therefore not be used by portable programs.
3647
3648 @samp{#import} is not a well designed feature.  It requires the users of
3649 a header file to know that it should only be included once.  It is much
3650 better for the header file's implementor to write the file so that users
3651 don't need to know this.  Using a wrapper @samp{#ifndef} accomplishes
3652 this goal.
3653
3654 In the present implementation, a single use of @samp{#import} will
3655 prevent the file from ever being read again, by either @samp{#import} or
3656 @samp{#include}.  You should not rely on this; do not use both
3657 @samp{#import} and @samp{#include} to refer to the same header file.
3658
3659 Another way to prevent a header file from being included more than once
3660 is with the @samp{#pragma once} directive.  If @samp{#pragma once} is
3661 seen when scanning a header file, that file will never be read again, no
3662 matter what.
3663
3664 @samp{#pragma once} does not have the problems that @samp{#import} does,
3665 but it is not recognized by all preprocessors, so you cannot rely on it
3666 in a portable program.
3667
3668 @node Miscellaneous obsolete features
3669 @subsection Miscellaneous obsolete features
3670
3671 Here are a few more obsolete features.
3672
3673 @itemize @bullet
3674 @cindex invalid token paste
3675 @item Attempting to paste two tokens which together do not form a valid
3676 preprocessing token.
3677
3678 The preprocessor currently warns about this and outputs the two tokens
3679 adjacently, which is probably the behavior the programmer intends.  It
3680 may not work in future, though.
3681
3682 Most of the time, when you get this warning, you will find that @samp{##}
3683 is being used superstitiously, to guard against whitespace appearing
3684 between two tokens.  It is almost always safe to delete the @samp{##}.
3685
3686 @cindex pragma poison
3687 @item @code{#pragma poison}
3688
3689 This is the same as @code{#pragma GCC poison}.  The version without the
3690 @code{GCC} prefix is deprecated.  @xref{Pragmas}.
3691
3692 @cindex multi-line string constants
3693 @item Multi-line string constants
3694
3695 GCC currently allows a string constant to extend across multiple logical
3696 lines of the source file.  This extension is deprecated and will be
3697 removed in a future version of GCC@.  Such string constants are already
3698 rejected in all directives apart from @samp{#define}.
3699
3700 Instead, make use of ISO C concatenation of adjacent string literals, or
3701 use @samp{\n} followed by a backslash-newline.
3702
3703 @end itemize
3704
3705 @node Differences from previous versions
3706 @section Differences from previous versions
3707 @cindex differences from previous versions
3708
3709 This section details behavior which has changed from previous versions
3710 of GNU CPP@.  We do not plan to change it again in the near future, but
3711 we do not promise not to, either.
3712
3713 The ``previous versions'' discussed here are 2.95 and before.  The
3714 behavior of GCC 3.0 is mostly the same as the behavior of the widely
3715 used 2.96 and 2.97 development snapshots.  Where there are differences,
3716 they generally represent bugs in the snapshots.
3717
3718 @itemize @bullet
3719
3720 @item Order of evaluation of @samp{#} and @samp{##} operators
3721
3722 The standard does not specify the order of evaluation of a chain of
3723 @samp{##} operators, nor whether @samp{#} is evaluated before, after, or
3724 at the same time as @samp{##}.  You should therefore not write any code
3725 which depends on any specific ordering.  It is possible to guarantee an
3726 ordering, if you need one, by suitable use of nested macros.
3727
3728 An example of where this might matter is pasting the arguments @samp{1},
3729 @samp{e} and @samp{-2}.  This would be fine for left-to-right pasting,
3730 but right-to-left pasting would produce an invalid token @samp{e-2}.
3731
3732 GCC 3.0 evaluates @samp{#} and @samp{##} at the same time and strictly
3733 left to right.  Older versions evaluated all @samp{#} operators first,
3734 then all @samp{##} operators, in an unreliable order.
3735
3736 @item The form of whitespace betwen tokens in preprocessor output
3737
3738 @xref{Preprocessor Output}, for the current textual format.  This is
3739 also the format used by stringification.  Normally, the preprocessor
3740 communicates tokens directly to the compiler's parser, and whitespace
3741 does not come up at all.
3742
3743 Older versions of GCC preserved all whitespace provided by the user and
3744 inserted lots more whitespace of their own, because they could not
3745 accurately predict when extra spaces were needed to prevent accidental
3746 token pasting.
3747
3748 @item Optional argument when invoking rest argument macros
3749
3750 As an extension, GCC permits you to omit the variable arguments entirely
3751 when you use a variable argument macro.  This is forbidden by the 1999 C
3752 standard, and will provoke a pedantic warning with GCC 3.0.  Previous
3753 versions accepted it silently.
3754
3755 @item @samp{##} swallowing preceding text in rest argument macros
3756
3757 Formerly, in a macro expansion, if @samp{##} appeared before a variable
3758 arguments parameter, and the set of tokens specified for that argument
3759 in the macro invocation was empty, previous versions of GNU CPP would
3760 back up and remove the preceding sequence of non-whitespace characters
3761 (@strong{not} the preceding token).  This extension is in direct
3762 conflict with the 1999 C standard and has been drastically pared back.
3763
3764 In the current version of the preprocessor, if @samp{##} appears between
3765 a comma and a variable arguments parameter, and the variable argument is
3766 omitted entirely, the comma will be removed from the expansion.  If the
3767 variable argument is empty, or the token before @samp{##} is not a
3768 comma, then @samp{##} behaves as a normal token paste.
3769
3770 @item Traditional mode and GNU extensions
3771
3772 Traditional mode used to be implemented in the same program as normal
3773 preprocessing.  Therefore, all the GNU extensions to the preprocessor
3774 were still available in traditional mode.  It is now a separate program
3775 and does not implement any of the GNU extensions, except for a partial
3776 implementation of assertions.  Even those may be removed in a future
3777 release.
3778 @end itemize
3779
3780 @node Invocation
3781 @chapter Invocation
3782 @cindex invocation
3783 @cindex command line
3784
3785 Most often when you use the C preprocessor you will not have to invoke it
3786 explicitly: the C compiler will do so automatically.  However, the
3787 preprocessor is sometimes useful on its own.  All the options listed
3788 here are also acceptable to the C compiler and have the same meaning,
3789 except that the C compiler has different rules for specifying the output
3790 file.
3791
3792 @strong{Note:} Whether you use the preprocessor by way of @command{gcc}
3793 or @command{cpp}, the @dfn{compiler driver} is run first.  This
3794 program's purpose is to translate your command into invocations of the
3795 programs that do the actual work.  Their command line interfaces are
3796 similar but not identical to the documented interface, and may change
3797 without notice.
3798
3799 @ignore
3800 @c man begin SYNOPSIS
3801 cpp [@option{-D}@var{macro}[=@var{defn}]@dots{}] [@option{-U}@var{macro}]
3802     [@option{-I}@var{dir}@dots{}] [@option{-W}@var{warn}@dots{}]
3803     [@option{-M}|@option{-MM}] [@option{-MG}] [@option{-MF} @var{filename}]
3804     [@option{-MP}] [@option{-MQ} @var{target}@dots{}] [@option{-MT} @var{target}@dots{}]
3805     [@option{-x} @var{language}] [@option{-std=}@var{standard}]
3806     @var{infile} @var{outfile}
3807
3808 Only the most useful options are listed here; see below for the remainder.
3809 @c man end
3810 @c man begin SEEALSO
3811 gpl(7), gfdl(7), fsf-funding(7),
3812 gcc(1), as(1), ld(1), and the Info entries for @file{cpp}, @file{gcc}, and
3813 @file{binutils}.
3814 @c man end
3815 @end ignore
3816
3817 @c man begin OPTIONS
3818 The C preprocessor expects two file names as arguments, @var{infile} and
3819 @var{outfile}.  The preprocessor reads @var{infile} together with any
3820 other files it specifies with @samp{#include}.  All the output generated
3821 by the combined input files is written in @var{outfile}.
3822
3823 Either @var{infile} or @var{outfile} may be @option{-}, which as
3824 @var{infile} means to read from standard input and as @var{outfile}
3825 means to write to standard output.  Also, if either file is omitted, it
3826 means the same as if @option{-} had been specified for that file.
3827
3828 Unless otherwise noted, or the option ends in @samp{=}, all options
3829 which take an argument may have that argument appear either immediately
3830 after the option, or with a space between option and argument:
3831 @option{-Ifoo} and @option{-I foo} have the same effect.
3832
3833 @cindex grouping options
3834 @cindex options, grouping
3835 Many options have multi-letter names; therefore multiple single-letter
3836 options may @emph{not} be grouped: @option{-dM} is very different from
3837 @w{@samp{-d -M}}.
3838
3839 @cindex options
3840 @table @gcctabopt
3841 @item -D @var{name}
3842 Predefine @var{name} as a macro, with definition @code{1}.
3843
3844 @item -D @var{name}=@var{definition}
3845 Predefine @var{name} as a macro, with definition @var{definition}.
3846 There are no restrictions on the contents of @var{definition}, but if
3847 you are invoking the preprocessor from a shell or shell-like program you
3848 may need to use the shell's quoting syntax to protect characters such as
3849 spaces that have a meaning in the shell syntax.  If you use more than
3850 one @option{-D} for the same @var{name}, the rightmost definition takes
3851 effect.
3852
3853 If you wish to define a function-like macro on the command line, write
3854 its argument list with surrounding parentheses before the equals sign
3855 (if any).  Parentheses are meaningful to most shells, so you will need
3856 to quote the option.  With @command{sh} and @command{csh},
3857 @option{-D'@var{name}(@var{args@dots{}})=@var{definition}'} works.
3858
3859 @item -U @var{name}
3860 Cancel any previous definition of @var{name}, either built in or
3861 provided with a @option{-D} option.
3862
3863 All @option{-imacros @var{file}} and @option{-include @var{file}} options
3864 are processed after all @option{-D} and @option{-U} options.
3865
3866 @item -undef
3867 Do not predefine any system-specific macros.  The common predefined
3868 macros remain defined.
3869
3870 @item -I @var{dir}
3871 Add the directory @var{dir} to the list of directories to be searched
3872 for header files.  @xref{Search Path}.  Directories named by @option{-I}
3873 are searched before the standard system include directories.
3874
3875 It is dangerous to specify a standard system include directory in an
3876 @option{-I} option.  This defeats the special treatment of system
3877 headers (@pxref{System Headers}).  It can also defeat the repairs to
3878 buggy system headers which GCC makes when it is installed.
3879
3880 @item -o @var{file}
3881 Write output to @var{file}.  This is the same as specifying @var{file}
3882 as the second non-option argument to @command{cpp}.  @command{gcc} has a
3883 different interpretation of a second non-option argument, so you must
3884 use @option{-o} to specify the output file.
3885
3886 @item -Wall
3887 Turns on all optional warnings which are desirable for normal code.  At
3888 present this is @option{-Wcomment} and @option{-Wtrigraphs}.  Note that
3889 many of the preprocessor's warnings are on by default and have no
3890 options to control them.
3891
3892 @item -Wcomment
3893 @itemx -Wcomments
3894 Warn whenever a comment-start sequence @samp{/*} appears in a @samp{/*}
3895 comment, or whenever a backslash-newline appears in a @samp{//} comment.
3896 (Both forms have the same effect.)
3897
3898 @item -Wtrigraphs
3899 Warn if any trigraphs are encountered.  This option used to take effect
3900 only if @option{-trigraphs} was also specified, but now works
3901 independently.  Warnings are not given for trigraphs within comments, as
3902 they do not affect the meaning of the program.
3903
3904 @item -Wtraditional
3905 Warn about certain constructs that behave differently in traditional and
3906 ISO C@.  Also warn about ISO C constructs that have no traditional C
3907 equivalent, and problematic constructs which should be avoided.
3908 @xref{Traditional Mode}.
3909
3910 @item -Wimport
3911 Warn the first time @samp{#import} is used.
3912
3913 @item -Wundef
3914 Warn whenever an identifier which is not a macro is encountered in an
3915 @samp{#if} directive, outside of @samp{defined}.  Such identifiers are
3916 replaced with zero.
3917
3918 @item -Werror
3919 Make all warnings into hard errors.  Source code which triggers warnings
3920 will be rejected.
3921
3922 @item -Wsystem-headers
3923 Issue warnings for code in system headers.  These are normally unhelpful
3924 in finding bugs in your own code, therefore suppressed.  If you are
3925 responsible for the system library, you may want to see them.
3926
3927 @item -w
3928 Suppress all warnings, including those which GNU CPP issues by default.
3929
3930 @item -pedantic
3931 Issue all the mandatory diagnostics listed in the C standard.  Some of
3932 them are left out by default, since they trigger frequently on harmless
3933 code.
3934
3935 @item -pedantic-errors
3936 Issue all the mandatory diagnostics, and make all mandatory diagnostics
3937 into errors.  This includes mandatory diagnostics that GCC issues
3938 without @samp{-pedantic} but treats as warnings.
3939
3940 @item -M
3941 Instead of outputting the result of preprocessing, output a rule
3942 suitable for @command{make} describing the dependencies of the main
3943 source file.  The preprocessor outputs one @command{make} rule containing
3944 the object file name for that source file, a colon, and the names of all
3945 the included files, including those coming from @option{-include} or
3946 @option{-imacros} command line options.
3947
3948 Unless specified explicitly (with @option{-MT} or @option{-MQ}), the
3949 object file name consists of the basename of the source file with any
3950 suffix replaced with object file suffix.  If there are many included
3951 files then the rule is split into several lines using @samp{\}-newline.
3952 The rule has no commands.
3953
3954 @item -MM
3955 Like @option{-M}, but mention only the files included with @code{@w{#include
3956 "@var{file}"}} or with @option{-include} or @option{-imacros} command line
3957 options.  System header files included with @code{@w{#include <@var{file}>}}
3958 are omitted.
3959
3960 @item -MF @var{file}
3961 When used with @option{-M} or @option{-MM}, specifies a file to write the
3962 dependencies to.  This allows the preprocessor to write the preprocessed
3963 file to stdout normally.  If no @option{-MF} switch is given, CPP sends
3964 the rules to stdout and suppresses normal preprocessed output.
3965
3966 @item -MG
3967 When used with @option{-M} or @option{-MM}, @option{-MG} says to treat missing
3968 header files as generated files and assume they live in the same
3969 directory as the source file.  It suppresses preprocessed output, as a
3970 missing header file is ordinarily an error.
3971
3972 This feature is used in automatic updating of makefiles.
3973
3974 @item -MP
3975 This option instructs CPP to add a phony target for each dependency
3976 other than the main file, causing each to depend on nothing.  These
3977 dummy rules work around errors @command{make} gives if you remove header
3978 files without updating the @file{Makefile} to match.
3979
3980 This is typical output:
3981
3982 @example
3983 test.o: test.c test.h
3984
3985 test.h:
3986 @end example
3987
3988 @item -MT @var{target}
3989
3990 Change the target of the rule emitted by dependency generation.  By
3991 default CPP takes the name of the main input file, including any path,
3992 deletes any file suffix such as @samp{.c}, and appends the platform's
3993 usual object suffix.  The result is the target.
3994
3995 An @option{-MT} option will set the target to be exactly the string you
3996 specify.  If you want multiple targets, you can specify them as a single
3997 argument to @option{-MT}, or use multiple @option{-MT} options.
3998
3999 For example, @option{@w{-MT '$(objpfx)foo.o'}} might give
4000
4001 @example
4002 $(objpfx)foo.o: foo.c
4003 @end example
4004
4005 @item -MQ @var{target}
4006
4007 Same as @option{-MT}, but it quotes any characters which are special to
4008 Make.  @option{@w{-MQ '$(objpfx)foo.o'}} gives
4009
4010 @example
4011 $$(objpfx)foo.o: foo.c
4012 @end example
4013
4014 The default target is automatically quoted, as if it were given with
4015 @option{-MQ}.
4016
4017 @item -MD @var{file}
4018 @itemx -MMD @var{file}
4019 @option{-MD @var{file}} is equivalent to @option{-M -MF @var{file}}, and
4020 @option{-MMD @var{file}} is equivalent to @option{-MM -MF @var{file}}.
4021
4022 Due to limitations in the compiler driver, you must use these switches
4023 when you want to generate a dependency file as a side-effect of normal
4024 compilation.
4025
4026 @item -x c
4027 @itemx -x c++
4028 @itemx -x objective-c
4029 @itemx -x assembler-with-cpp
4030 Specify the source language: C, C++, Objective-C, or assembly.  This has
4031 nothing to do with standards conformance or extensions; it merely
4032 selects which base syntax to expect.  If you give none of these options,
4033 cpp will deduce the language from the extension of the source file:
4034 @samp{.c}, @samp{.cc}, @samp{.m}, or @samp{.S}.  Some other common
4035 extensions for C++ and assembly are also recognized.  If cpp does not
4036 recognize the extension, it will treat the file as C; this is the most
4037 generic mode.
4038
4039 @strong{Note:} Previous versions of cpp accepted a @option{-lang} option
4040 which selected both the language and the standards conformance level.
4041 This option has been removed, because it conflicts with the @option{-l}
4042 option.
4043
4044 @item -std=@var{standard}
4045 @itemx -ansi
4046 Specify the standard to which the code should conform.  Currently cpp
4047 only knows about the standards for C; other language standards will be
4048 added in the future.
4049
4050 @var{standard}
4051 may be one of:
4052 @table @code
4053 @item iso9899:1990
4054 @itemx c89
4055 The ISO C standard from 1990.  @samp{c89} is the customary shorthand for
4056 this version of the standard.
4057
4058 The @option{-ansi} option is equivalent to @option{-std=c89}.
4059
4060 @item iso9899:199409
4061 The 1990 C standard, as amended in 1994.
4062
4063 @item iso9899:1999
4064 @itemx c99
4065 @itemx iso9899:199x
4066 @itemx c9x
4067 The revised ISO C standard, published in December 1999.  Before
4068 publication, this was known as C9X@.
4069
4070 @item gnu89
4071 The 1990 C standard plus GNU extensions.  This is the default.
4072
4073 @item gnu99
4074 @itemx gnu9x
4075 The 1999 C standard plus GNU extensions.
4076 @end table
4077
4078 @item -I-
4079 Split the include path.  Any directories specified with @option{-I}
4080 options before @option{-I-} are searched only for headers requested with
4081 @code{@w{#include "@var{file}"}}; they are not searched for
4082 @code{@w{#include <@var{file}>}}.  If additional directories are
4083 specified with @option{-I} options after the @option{-I-}, those
4084 directories are searched for all @samp{#include} directives.
4085
4086 In addition, @option{-I-} inhibits the use of the directory of the current
4087 file directory as the first search directory for @code{@w{#include
4088 "@var{file}"}}.  @xref{Search Path}.
4089
4090 @item -nostdinc
4091 Do not search the standard system directories for header files.
4092 Only the directories you have specified with @option{-I} options
4093 (and the directory of the current file, if appropriate) are searched.
4094
4095 @item -nostdinc++
4096 Do not search for header files in the C++-specific standard directories,
4097 but do still search the other standard directories.  (This option is
4098 used when building the C++ library.)
4099
4100 @item -include @var{file}
4101
4102 Process @var{file} as if @code{#include "file"} appeared as the first
4103 line of the primary source file.  However, the first directory searched
4104 for @var{file} is the preprocessor's working directory @emph{instead of}
4105 the directory containing the main source file.  If not found there, it
4106 is searched for in the remainder of the @code{#include "@dots{}"} search
4107 chain as normal.
4108
4109 If multiple @option{-include} options are given, the files are included
4110 in the order they appear on the command line.
4111
4112 @item -imacros @var{file}
4113
4114 Exactly like @option{-include}, except that any output produced by
4115 scanning @var{file} is thrown away.  Macros it defines remain defined.
4116 This allows you to acquire all the macros from a header without also
4117 processing its declarations.
4118
4119 All files specified by @option{-imacros} are processed before all files
4120 specified by @option{-include}.
4121
4122 @item -idirafter @var{dir}
4123 Search @var{dir} for header files, but do it @emph{after} all
4124 directories specified with @option{-I} and the standard system directories
4125 have been exhausted.  @var{dir} is treated as a system include directory.
4126
4127 @item -iprefix @var{prefix}
4128 Specify @var{prefix} as the prefix for subsequent @option{-iwithprefix}
4129 options.  If the prefix represents a directory, you should include the
4130 final @samp{/}.
4131
4132 @item -iwithprefix @var{dir}
4133 @itemx -iwithprefixbefore @var{dir}
4134
4135 Append @var{dir} to the prefix specified previously with
4136 @option{-iprefix}, and add the resulting directory to the include search
4137 path.  @option{-iwithprefixbefore} puts it in the same place @option{-I}
4138 would; @option{-iwithprefix} puts it where @option{-idirafter} would.
4139
4140 Use of these options is discouraged.
4141
4142 @item -isystem @var{dir}
4143 Search @var{dir} for header files, after all directories specified by
4144 @option{-I} but before the standard system directories.  Mark it
4145 as a system directory, so that it gets the same special treatment as
4146 is applied to the standard system directories.  @xref{System Headers}.
4147
4148 @item -fpreprocessed
4149 Indicate to the preprocessor that the input file has already been
4150 preprocessed.  This suppresses things like macro expansion, trigraph
4151 conversion, escaped newline splicing, and processing of most directives.
4152 The preprocessor still recognizes and removes comments, so that you can
4153 pass a file preprocessed with @option{-C} to the compiler without
4154 problems.  In this mode the integrated preprocessor is little more than
4155 a tokenizer for the front ends.
4156
4157 @option{-fpreprocessed} is implicit if the input file has one of the
4158 extensions @samp{.i}, @samp{.ii} or @samp{.mi}.  These are the
4159 extensions that GCC uses for preprocessed files created by
4160 @option{-save-temps}.
4161
4162 @item -ftabstop=@var{width}
4163 Set the distance between tab stops.  This helps the preprocessor report
4164 correct column numbers in warnings or errors, even if tabs appear on the
4165 line.  If the value is less than 1 or greater than 100, the option is
4166 ignored.  The default is 8.
4167
4168 @item -fno-show-column
4169 Do not print column numbers in diagnostics.  This may be necessary if
4170 diagnostics are being scanned by a program that does not understand the
4171 column numbers, such as @command{dejagnu}.
4172
4173 @item -A @var{predicate}=@var{answer}
4174 Make an assertion with the predicate @var{predicate} and answer
4175 @var{answer}.  This form is preferred to the older form @option{-A
4176 @var{predicate}(@var{answer})}, which is still supported, because
4177 it does not use shell special characters.  @xref{Assertions}.
4178
4179 @item -A -@var{predicate}=@var{answer}
4180 Cancel an assertion with the predicate @var{predicate} and answer
4181 @var{answer}.
4182
4183 @item -A-
4184 Cancel all predefined assertions and all assertions preceding it on
4185 the command line.  Also, undefine all predefined macros and all
4186 macros preceding it on the command line.  (This is a historical wart and
4187 may change in the future.)
4188
4189 @item -dCHARS
4190 @var{CHARS} is a sequence of one or more of the following characters,
4191 and must not be preceded by a space.  Other characters are interpreted
4192 by the compiler proper, or reserved for future versions of GCC, and so
4193 are silently ignored.  If you specify characters whose behavior
4194 conflicts, the result is undefined.
4195
4196 @table @samp
4197 @item M
4198 Instead of the normal output, generate a list of @samp{#define}
4199 directives for all the macros defined during the execution of the
4200 preprocessor, including predefined macros.  This gives you a way of
4201 finding out what is predefined in your version of the preprocessor.
4202 Assuming you have no file @file{foo.h}, the command
4203
4204 @example
4205 touch foo.h; cpp -dM foo.h
4206 @end example
4207
4208 @noindent
4209 will show all the predefined macros.
4210
4211 @item D
4212 Like @samp{M} except in two respects: it does @emph{not} include the
4213 predefined macros, and it outputs @emph{both} the @samp{#define}
4214 directives and the result of preprocessing.  Both kinds of output go to
4215 the standard output file.
4216
4217 @item N
4218 Like @samp{D}, but emit only the macro names, not their expansions.
4219
4220 @item I
4221 Output @samp{#include} directives in addition to the result of
4222 preprocessing.
4223 @end table
4224
4225 @item -P
4226 Inhibit generation of linemarkers in the output from the preprocessor.
4227 This might be useful when running the preprocessor on something that is
4228 not C code, and will be sent to a program which might be confused by the
4229 linemarkers.  @xref{Preprocessor Output}.
4230
4231 @item -C
4232 Do not discard comments.  All comments are passed through to the output
4233 file, except for comments in processed directives, which are deleted
4234 along with the directive.
4235
4236 You should be prepared for side effects when using @option{-C}; it
4237 causes the preprocessor to treat comments as tokens in their own right.
4238 For example, comments appearing at the start of what would be a
4239 directive line have the effect of turning that line into an ordinary
4240 source line, since the first token on the line is no longer a @samp{#}.
4241
4242 @item -gcc
4243 Define the macros @sc{__gnuc__}, @sc{__gnuc_minor__} and
4244 @sc{__gnuc_patchlevel__}.  These are defined automatically when you use
4245 @command{gcc -E}; you can turn them off in that case with
4246 @option{-no-gcc}.
4247
4248 @item -traditional
4249 Try to imitate the behavior of old-fashioned C, as opposed to ISO
4250 C@.  @xref{Traditional Mode}.
4251
4252 @item -trigraphs
4253 Process trigraph sequences.  @xref{Initial processing}.
4254
4255 @item -remap
4256 Enable special code to work around file systems which only permit very
4257 short file names, such as MS-DOS@.
4258
4259 @item -$
4260 Forbid the use of @samp{$} in identifiers.  The C standard allows
4261 implementations to define extra characters that can appear in
4262 identifiers.  By default GNU CPP permits @samp{$}, a common extension.
4263
4264 @item -h
4265 @itemx --help
4266 @itemx --target-help
4267 Print text describing all the command line options instead of
4268 preprocessing anything.
4269
4270 @item -v
4271 Verbose mode.  Print out GNU CPP's version number at the beginning of
4272 execution, and report the final form of the include path.
4273
4274 @item -H
4275 Print the name of each header file used, in addition to other normal
4276 activities.  Each name is indented to show how deep in the
4277 @samp{#include} stack it is.
4278
4279 @item -version
4280 @itemx --version
4281 Print out GNU CPP's version number.  With one dash, proceed to
4282 preprocess as normal.  With two dashes, exit immediately.
4283 @end table
4284 @c man end
4285
4286 @include fdl.texi
4287
4288 @page
4289 @node Index of Directives
4290 @unnumbered Index of Directives
4291 @printindex fn
4292
4293 @node Concept Index
4294 @unnumbered Concept Index
4295 @printindex cp
4296
4297 @bye