OSDN Git Service

* c-decl.c (flexible_array_type_p): New function.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / doc / extend.texi
1 @c Copyright (C) 1988,1989,1992,1993,1994,1996,1998,1999,2000,2001,2002 Free Software Foundation, Inc.
2 @c This is part of the GCC manual.
3 @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
4
5 @node C Implementation
6 @chapter C Implementation-defined behavior
7 @cindex implementation-defined behavior, C language
8
9 A conforming implementation of ISO C is required to document its
10 choice of behavior in each of the areas that are designated
11 ``implementation defined.''  The following lists all such areas,
12 along with the section number from the ISO/IEC 9899:1999 standard.
13
14 @menu
15 * Translation implementation::
16 * Environment implementation::
17 * Identifiers implementation::
18 * Characters implementation::
19 * Integers implementation::
20 * Floating point implementation::
21 * Arrays and pointers implementation::
22 * Hints implementation::
23 * Structures unions enumerations and bit-fields implementation::
24 * Qualifiers implementation::
25 * Preprocessing directives implementation::
26 * Library functions implementation::
27 * Architecture implementation::
28 * Locale-specific behavior implementation::
29 @end menu
30
31 @node Translation implementation
32 @section Translation
33
34 @itemize @bullet
35 @item
36 @cite{How a diagnostic is identified (3.10, 5.1.1.3).}
37
38 Diagnostics consist of all the output sent to stderr by GCC.
39
40 @item
41 @cite{Whether each nonempty sequence of white-space characters other than
42 new-line is retained or replaced by one space character in translation
43 phase 3 (5.1.1.2).}
44 @end itemize
45
46 @node Environment implementation
47 @section Environment
48
49 The behavior of these points are dependent on the implementation
50 of the C library, and are not defined by GCC itself.
51
52 @node Identifiers implementation
53 @section Identifiers
54
55 @itemize @bullet
56 @item
57 @cite{Which additional multibyte characters may appear in identifiers
58 and their correspondence to universal character names (6.4.2).}
59
60 @item
61 @cite{The number of significant initial characters in an identifier
62 (5.2.4.1, 6.4.2).}
63
64 For internal names, all characters are significant.  For external names,
65 the number of significant characters are defined by the linker; for
66 almost all targets, all characters are significant.
67
68 @end itemize
69
70 @node Characters implementation
71 @section Characters
72
73 @itemize @bullet
74 @item
75 @cite{The number of bits in a byte (3.6).}
76
77 @item
78 @cite{The values of the members of the execution character set (5.2.1).}
79
80 @item
81 @cite{The unique value of the member of the execution character set produced
82 for each of the standard alphabetic escape sequences (5.2.2).}
83
84 @item
85 @cite{The value of a @code{char} object into which has been stored any
86 character other than a member of the basic execution character set (6.2.5).}
87
88 @item
89 @cite{Which of @code{signed char} or @code{unsigned char} has the same range,
90 representation, and behavior as ``plain'' @code{char} (6.2.5, 6.3.1.1).}
91
92 @item
93 @cite{The mapping of members of the source character set (in character
94 constants and string literals) to members of the execution character
95 set (6.4.4.4, 5.1.1.2).}
96
97 @item
98 @cite{The value of an integer character constant containing more than one
99 character or containing a character or escape sequence that does not map
100 to a single-byte execution character (6.4.4.4).}
101
102 @item
103 @cite{The value of a wide character constant containing more than one
104 multibyte character, or containing a multibyte character or escape
105 sequence not represented in the extended execution character set (6.4.4.4).}
106
107 @item
108 @cite{The current locale used to convert a wide character constant consisting
109 of a single multibyte character that maps to a member of the extended
110 execution character set into a corresponding wide character code (6.4.4.4).}
111
112 @item
113 @cite{The current locale used to convert a wide string literal into
114 corresponding wide character codes (6.4.5).}
115
116 @item
117 @cite{The value of a string literal containing a multibyte character or escape
118 sequence not represented in the execution character set (6.4.5).}
119 @end itemize
120
121 @node Integers implementation
122 @section Integers
123
124 @itemize @bullet
125 @item
126 @cite{Any extended integer types that exist in the implementation (6.2.5).}
127
128 @item
129 @cite{Whether signed integer types are represented using sign and magnitude,
130 two's complement, or one's complement, and whether the extraordinary value
131 is a trap representation or an ordinary value (6.2.6.2).}
132
133 GCC supports only two's complement integer types, and all bit patterns
134 are ordinary values.
135
136 @item
137 @cite{The rank of any extended integer type relative to another extended
138 integer type with the same precision (6.3.1.1).}
139
140 @item
141 @cite{The result of, or the signal raised by, converting an integer to a
142 signed integer type when the value cannot be represented in an object of
143 that type (6.3.1.3).}
144
145 @item
146 @cite{The results of some bitwise operations on signed integers (6.5).}
147 @end itemize
148
149 @node Floating point implementation
150 @section Floating point
151
152 @itemize @bullet
153 @item
154 @cite{The accuracy of the floating-point operations and of the library
155 functions in @code{<math.h>} and @code{<complex.h>} that return floating-point
156 results (5.2.4.2.2).}
157
158 @item
159 @cite{The rounding behaviors characterized by non-standard values
160 of @code{FLT_ROUNDS} @gol
161 (5.2.4.2.2).}
162
163 @item
164 @cite{The evaluation methods characterized by non-standard negative
165 values of @code{FLT_EVAL_METHOD} (5.2.4.2.2).}
166
167 @item
168 @cite{The direction of rounding when an integer is converted to a
169 floating-point number that cannot exactly represent the original
170 value (6.3.1.4).}
171
172 @item
173 @cite{The direction of rounding when a floating-point number is
174 converted to a narrower floating-point number (6.3.1.5).}
175
176 @item
177 @cite{How the nearest representable value or the larger or smaller
178 representable value immediately adjacent to the nearest representable
179 value is chosen for certain floating constants (6.4.4.2).}
180
181 @item
182 @cite{Whether and how floating expressions are contracted when not
183 disallowed by the @code{FP_CONTRACT} pragma (6.5).}
184
185 @item
186 @cite{The default state for the @code{FENV_ACCESS} pragma (7.6.1).}
187
188 @item
189 @cite{Additional floating-point exceptions, rounding modes, environments,
190 and classifications, and their macro names (7.6, 7.12).}
191
192 @item
193 @cite{The default state for the @code{FP_CONTRACT} pragma (7.12.2).}
194
195 @item
196 @cite{Whether the ``inexact'' floating-point exception can be raised
197 when the rounded result actually does equal the mathematical result
198 in an IEC 60559 conformant implementation (F.9).}
199
200 @item
201 @cite{Whether the ``underflow'' (and ``inexact'') floating-point
202 exception can be raised when a result is tiny but not inexact in an
203 IEC 60559 conformant implementation (F.9).}
204
205 @end itemize
206
207 @node Arrays and pointers implementation
208 @section Arrays and pointers
209
210 @itemize @bullet
211 @item
212 @cite{The result of converting a pointer to an integer or
213 vice versa (6.3.2.3).}
214
215 A cast from pointer to integer discards most-significant bits if the
216 pointer representation is larger than the integer type,
217 sign-extends@footnote{Future versions of GCC may zero-extend, or use
218 a target-defined @code{ptr_extend} pattern.  Do not rely on sign extension.}
219 if the pointer representation is smaller than the integer type, otherwise
220 the bits are unchanged.
221 @c ??? We've always claimed that pointers were unsigned entities.
222 @c Shouldn't we therefore be doing zero-extension?  If so, the bug
223 @c is in convert_to_integer, where we call type_for_size and request
224 @c a signed integral type.  On the other hand, it might be most useful
225 @c for the target if we extend according to POINTERS_EXTEND_UNSIGNED.
226
227 A cast from integer to pointer discards most-significant bits if the
228 pointer representation is smaller than the integer type, extends according
229 to the signedness of the integer type if the pointer representation
230 is larger than the integer type, otherwise the bits are unchanged.
231
232 When casting from pointer to integer and back again, the resulting
233 pointer must reference the same object as the original pointer, otherwise
234 the behavior is undefined.  That is, one may not use integer arithmetic to
235 avoid the undefined behavior of pointer arithmetic as proscribed in 6.5.6/8.
236
237 @item
238 @cite{The size of the result of subtracting two pointers to elements
239 of the same array (6.5.6).}
240
241 @end itemize
242
243 @node Hints implementation
244 @section Hints
245
246 @itemize @bullet
247 @item
248 @cite{The extent to which suggestions made by using the @code{register}
249 storage-class specifier are effective (6.7.1).}
250
251 The @code{register} specifier affects code generation only in these ways:
252
253 @itemize @bullet
254 @item
255 When used as part of the register variable extension, see 
256 @ref{Explicit Reg Vars}.
257
258 @item
259 When @option{-O0} is in use, the compiler allocates distinct stack
260 memory for all variables that do not have the @code{register}
261 storage-class specifier; if @code{register} is specified, the variable
262 may have a shorter lifespan than the code would indicate and may never
263 be placed in memory.
264
265 @item
266 On some rare x86 targets, @code{setjmp} doesn't save the registers in
267 all circumstances.  In those cases, GCC doesn't allocate any variables
268 in registers unless they are marked @code{register}.
269
270 @end itemize
271
272 @item
273 @cite{The extent to which suggestions made by using the inline function
274 specifier are effective (6.7.4).}
275
276 GCC will not inline any functions if the @option{-fno-inline} option is
277 used or if @option{-O0} is used.  Otherwise, GCC may still be unable to
278 inline a function for many reasons; the @option{-Winline} option may be
279 used to determine if a function has not been inlined and why not.
280
281 @end itemize
282
283 @node Structures unions enumerations and bit-fields implementation
284 @section Structures, unions, enumerations, and bit-fields
285
286 @itemize @bullet
287 @item
288 @cite{Whether a ``plain'' int bit-field is treated as a @code{signed int}
289 bit-field or as an @code{unsigned int} bit-field (6.7.2, 6.7.2.1).}
290
291 @item
292 @cite{Allowable bit-field types other than @code{_Bool}, @code{signed int},
293 and @code{unsigned int} (6.7.2.1).}
294
295 @item
296 @cite{Whether a bit-field can straddle a storage-unit boundary (6.7.2.1).}
297
298 @item
299 @cite{The order of allocation of bit-fields within a unit (6.7.2.1).}
300
301 @item
302 @cite{The alignment of non-bit-field members of structures (6.7.2.1).}
303
304 @item
305 @cite{The integer type compatible with each enumerated type (6.7.2.2).}
306
307 @end itemize
308
309 @node Qualifiers implementation
310 @section Qualifiers
311
312 @itemize @bullet
313 @item
314 @cite{What constitutes an access to an object that has volatile-qualified
315 type (6.7.3).}
316
317 @end itemize
318
319 @node Preprocessing directives implementation
320 @section Preprocessing directives
321
322 @itemize @bullet
323 @item
324 @cite{How sequences in both forms of header names are mapped to headers
325 or external source file names (6.4.7).}
326
327 @item
328 @cite{Whether the value of a character constant in a constant expression
329 that controls conditional inclusion matches the value of the same character
330 constant in the execution character set (6.10.1).}
331
332 @item
333 @cite{Whether the value of a single-character character constant in a
334 constant expression that controls conditional inclusion may have a
335 negative value (6.10.1).}
336
337 @item
338 @cite{The places that are searched for an included @samp{<>} delimited
339 header, and how the places are specified or the header is
340 identified (6.10.2).}
341
342 @item
343 @cite{How the named source file is searched for in an included @samp{""}
344 delimited header (6.10.2).}
345
346 @item
347 @cite{The method by which preprocessing tokens (possibly resulting from
348 macro expansion) in a @code{#include} directive are combined into a header
349 name (6.10.2).}
350
351 @item
352 @cite{The nesting limit for @code{#include} processing (6.10.2).}
353
354 GCC imposes a limit of 200 nested @code{#include}s.
355
356 @item
357 @cite{Whether the @samp{#} operator inserts a @samp{\} character before
358 the @samp{\} character that begins a universal character name in a
359 character constant or string literal (6.10.3.2).}
360
361 @item
362 @cite{The behavior on each recognized non-@code{STDC #pragma}
363 directive (6.10.6).}
364
365 @item
366 @cite{The definitions for @code{__DATE__} and @code{__TIME__} when
367 respectively, the date and time of translation are not available (6.10.8).}
368
369 If the date and time are not available, @code{__DATE__} expands to
370 @code{@w{"??? ?? ????"}} and @code{__TIME__} expands to
371 @code{"??:??:??"}.
372
373 @end itemize
374
375 @node Library functions implementation
376 @section Library functions
377
378 The behavior of these points are dependent on the implementation
379 of the C library, and are not defined by GCC itself.
380
381 @node Architecture implementation
382 @section Architecture
383
384 @itemize @bullet
385 @item
386 @cite{The values or expressions assigned to the macros specified in the
387 headers @code{<float.h>}, @code{<limits.h>}, and @code{<stdint.h>}
388 (5.2.4.2, 7.18.2, 7.18.3).}
389
390 @item
391 @cite{The number, order, and encoding of bytes in any object
392 (when not explicitly specified in this International Standard) (6.2.6.1).}
393
394 @item
395 @cite{The value of the result of the sizeof operator (6.5.3.4).}
396
397 @end itemize
398
399 @node Locale-specific behavior implementation
400 @section Locale-specific behavior
401
402 The behavior of these points are dependent on the implementation
403 of the C library, and are not defined by GCC itself.
404
405 @node C Extensions
406 @chapter Extensions to the C Language Family
407 @cindex extensions, C language
408 @cindex C language extensions
409
410 @opindex pedantic
411 GNU C provides several language features not found in ISO standard C@.
412 (The @option{-pedantic} option directs GCC to print a warning message if
413 any of these features is used.)  To test for the availability of these
414 features in conditional compilation, check for a predefined macro
415 @code{__GNUC__}, which is always defined under GCC@.
416
417 These extensions are available in C and Objective-C@.  Most of them are
418 also available in C++.  @xref{C++ Extensions,,Extensions to the
419 C++ Language}, for extensions that apply @emph{only} to C++.
420
421 Some features that are in ISO C99 but not C89 or C++ are also, as
422 extensions, accepted by GCC in C89 mode and in C++.
423
424 @menu
425 * Statement Exprs::     Putting statements and declarations inside expressions.
426 * Local Labels::        Labels local to a statement-expression.
427 * Labels as Values::    Getting pointers to labels, and computed gotos.
428 * Nested Functions::    As in Algol and Pascal, lexical scoping of functions.
429 * Constructing Calls::  Dispatching a call to another function.
430 * Naming Types::        Giving a name to the type of some expression.
431 * Typeof::              @code{typeof}: referring to the type of an expression.
432 * Lvalues::             Using @samp{?:}, @samp{,} and casts in lvalues.
433 * Conditionals::        Omitting the middle operand of a @samp{?:} expression.
434 * Long Long::           Double-word integers---@code{long long int}.
435 * Complex::             Data types for complex numbers.
436 * Hex Floats::          Hexadecimal floating-point constants.
437 * Zero Length::         Zero-length arrays.
438 * Variable Length::     Arrays whose length is computed at run time.
439 * Variadic Macros::     Macros with a variable number of arguments.
440 * Escaped Newlines::    Slightly looser rules for escaped newlines.
441 * Multi-line Strings::  String literals with embedded newlines.
442 * Subscripting::        Any array can be subscripted, even if not an lvalue.
443 * Pointer Arith::       Arithmetic on @code{void}-pointers and function pointers.
444 * Initializers::        Non-constant initializers.
445 * Compound Literals::   Compound literals give structures, unions
446                          or arrays as values.
447 * Designated Inits::    Labeling elements of initializers.
448 * Cast to Union::       Casting to union type from any member of the union.
449 * Case Ranges::         `case 1 ... 9' and such.
450 * Mixed Declarations::  Mixing declarations and code.
451 * Function Attributes:: Declaring that functions have no side effects,
452                          or that they can never return.
453 * Attribute Syntax::    Formal syntax for attributes.
454 * Function Prototypes:: Prototype declarations and old-style definitions.
455 * C++ Comments::        C++ comments are recognized.
456 * Dollar Signs::        Dollar sign is allowed in identifiers.
457 * Character Escapes::   @samp{\e} stands for the character @key{ESC}.
458 * Variable Attributes:: Specifying attributes of variables.
459 * Type Attributes::     Specifying attributes of types.
460 * Alignment::           Inquiring about the alignment of a type or variable.
461 * Inline::              Defining inline functions (as fast as macros).
462 * Extended Asm::        Assembler instructions with C expressions as operands.
463                          (With them you can define ``built-in'' functions.)
464 * Constraints::         Constraints for asm operands
465 * Asm Labels::          Specifying the assembler name to use for a C symbol.
466 * Explicit Reg Vars::   Defining variables residing in specified registers.
467 * Alternate Keywords::  @code{__const__}, @code{__asm__}, etc., for header files.
468 * Incomplete Enums::    @code{enum foo;}, with details to follow.
469 * Function Names::      Printable strings which are the name of the current
470                          function.
471 * Return Address::      Getting the return or frame address of a function.
472 * Vector Extensions::   Using vector instructions through built-in functions.
473 * Other Builtins::      Other built-in functions.
474 * Target Builtins::     Built-in functions specific to particular targets.
475 * Pragmas::             Pragmas accepted by GCC.
476 * Unnamed Fields::      Unnamed struct/union fields within structs/unions.
477 * Thread-Local::        Per-thread variables.
478 @end menu
479
480 @node Statement Exprs
481 @section Statements and Declarations in Expressions
482 @cindex statements inside expressions
483 @cindex declarations inside expressions
484 @cindex expressions containing statements
485 @cindex macros, statements in expressions
486
487 @c the above section title wrapped and causes an underfull hbox.. i
488 @c changed it from "within" to "in". --mew 4feb93
489
490 A compound statement enclosed in parentheses may appear as an expression
491 in GNU C@.  This allows you to use loops, switches, and local variables
492 within an expression.
493
494 Recall that a compound statement is a sequence of statements surrounded
495 by braces; in this construct, parentheses go around the braces.  For
496 example:
497
498 @example
499 (@{ int y = foo (); int z;
500    if (y > 0) z = y;
501    else z = - y;
502    z; @})
503 @end example
504
505 @noindent
506 is a valid (though slightly more complex than necessary) expression
507 for the absolute value of @code{foo ()}.
508
509 The last thing in the compound statement should be an expression
510 followed by a semicolon; the value of this subexpression serves as the
511 value of the entire construct.  (If you use some other kind of statement
512 last within the braces, the construct has type @code{void}, and thus
513 effectively no value.)
514
515 This feature is especially useful in making macro definitions ``safe'' (so
516 that they evaluate each operand exactly once).  For example, the
517 ``maximum'' function is commonly defined as a macro in standard C as
518 follows:
519
520 @example
521 #define max(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
522 @end example
523
524 @noindent
525 @cindex side effects, macro argument
526 But this definition computes either @var{a} or @var{b} twice, with bad
527 results if the operand has side effects.  In GNU C, if you know the
528 type of the operands (here let's assume @code{int}), you can define
529 the macro safely as follows:
530
531 @example
532 #define maxint(a,b) \
533   (@{int _a = (a), _b = (b); _a > _b ? _a : _b; @})
534 @end example
535
536 Embedded statements are not allowed in constant expressions, such as
537 the value of an enumeration constant, the width of a bit-field, or
538 the initial value of a static variable.
539
540 If you don't know the type of the operand, you can still do this, but you
541 must use @code{typeof} (@pxref{Typeof}) or type naming (@pxref{Naming
542 Types}).
543
544 Statement expressions are not supported fully in G++, and their fate
545 there is unclear.  (It is possible that they will become fully supported
546 at some point, or that they will be deprecated, or that the bugs that
547 are present will continue to exist indefinitely.)  Presently, statement
548 expressions do not work well as default arguments.
549
550 In addition, there are semantic issues with statement-expressions in
551 C++.  If you try to use statement-expressions instead of inline
552 functions in C++, you may be surprised at the way object destruction is
553 handled.  For example:
554
555 @example
556 #define foo(a)  (@{int b = (a); b + 3; @})
557 @end example
558
559 @noindent
560 does not work the same way as:
561
562 @example
563 inline int foo(int a) @{ int b = a; return b + 3; @}
564 @end example
565
566 @noindent
567 In particular, if the expression passed into @code{foo} involves the
568 creation of temporaries, the destructors for those temporaries will be
569 run earlier in the case of the macro than in the case of the function.
570
571 These considerations mean that it is probably a bad idea to use
572 statement-expressions of this form in header files that are designed to
573 work with C++.  (Note that some versions of the GNU C Library contained
574 header files using statement-expression that lead to precisely this
575 bug.)
576
577 @node Local Labels
578 @section Locally Declared Labels
579 @cindex local labels
580 @cindex macros, local labels
581
582 Each statement expression is a scope in which @dfn{local labels} can be
583 declared.  A local label is simply an identifier; you can jump to it
584 with an ordinary @code{goto} statement, but only from within the
585 statement expression it belongs to.
586
587 A local label declaration looks like this:
588
589 @example
590 __label__ @var{label};
591 @end example
592
593 @noindent
594 or
595
596 @example
597 __label__ @var{label1}, @var{label2}, /* @r{@dots{}} */;
598 @end example
599
600 Local label declarations must come at the beginning of the statement
601 expression, right after the @samp{(@{}, before any ordinary
602 declarations.
603
604 The label declaration defines the label @emph{name}, but does not define
605 the label itself.  You must do this in the usual way, with
606 @code{@var{label}:}, within the statements of the statement expression.
607
608 The local label feature is useful because statement expressions are
609 often used in macros.  If the macro contains nested loops, a @code{goto}
610 can be useful for breaking out of them.  However, an ordinary label
611 whose scope is the whole function cannot be used: if the macro can be
612 expanded several times in one function, the label will be multiply
613 defined in that function.  A local label avoids this problem.  For
614 example:
615
616 @example
617 #define SEARCH(array, target)                     \
618 (@{                                                \
619   __label__ found;                                \
620   typeof (target) _SEARCH_target = (target);      \
621   typeof (*(array)) *_SEARCH_array = (array);     \
622   int i, j;                                       \
623   int value;                                      \
624   for (i = 0; i < max; i++)                       \
625     for (j = 0; j < max; j++)                     \
626       if (_SEARCH_array[i][j] == _SEARCH_target)  \
627         @{ value = i; goto found; @}                \
628   value = -1;                                     \
629  found:                                           \
630   value;                                          \
631 @})
632 @end example
633
634 @node Labels as Values
635 @section Labels as Values
636 @cindex labels as values
637 @cindex computed gotos
638 @cindex goto with computed label
639 @cindex address of a label
640
641 You can get the address of a label defined in the current function
642 (or a containing function) with the unary operator @samp{&&}.  The
643 value has type @code{void *}.  This value is a constant and can be used
644 wherever a constant of that type is valid.  For example:
645
646 @example
647 void *ptr;
648 /* @r{@dots{}} */
649 ptr = &&foo;
650 @end example
651
652 To use these values, you need to be able to jump to one.  This is done
653 with the computed goto statement@footnote{The analogous feature in
654 Fortran is called an assigned goto, but that name seems inappropriate in
655 C, where one can do more than simply store label addresses in label
656 variables.}, @code{goto *@var{exp};}.  For example,
657
658 @example
659 goto *ptr;
660 @end example
661
662 @noindent
663 Any expression of type @code{void *} is allowed.
664
665 One way of using these constants is in initializing a static array that
666 will serve as a jump table:
667
668 @example
669 static void *array[] = @{ &&foo, &&bar, &&hack @};
670 @end example
671
672 Then you can select a label with indexing, like this:
673
674 @example
675 goto *array[i];
676 @end example
677
678 @noindent
679 Note that this does not check whether the subscript is in bounds---array
680 indexing in C never does that.
681
682 Such an array of label values serves a purpose much like that of the
683 @code{switch} statement.  The @code{switch} statement is cleaner, so
684 use that rather than an array unless the problem does not fit a
685 @code{switch} statement very well.
686
687 Another use of label values is in an interpreter for threaded code.
688 The labels within the interpreter function can be stored in the
689 threaded code for super-fast dispatching.
690
691 You may not use this mechanism to jump to code in a different function.
692 If you do that, totally unpredictable things will happen.  The best way to
693 avoid this is to store the label address only in automatic variables and
694 never pass it as an argument.
695
696 An alternate way to write the above example is
697
698 @example
699 static const int array[] = @{ &&foo - &&foo, &&bar - &&foo,
700                              &&hack - &&foo @};
701 goto *(&&foo + array[i]);
702 @end example
703
704 @noindent
705 This is more friendly to code living in shared libraries, as it reduces
706 the number of dynamic relocations that are needed, and by consequence,
707 allows the data to be read-only.
708
709 @node Nested Functions
710 @section Nested Functions
711 @cindex nested functions
712 @cindex downward funargs
713 @cindex thunks
714
715 A @dfn{nested function} is a function defined inside another function.
716 (Nested functions are not supported for GNU C++.)  The nested function's
717 name is local to the block where it is defined.  For example, here we
718 define a nested function named @code{square}, and call it twice:
719
720 @example
721 @group
722 foo (double a, double b)
723 @{
724   double square (double z) @{ return z * z; @}
725
726   return square (a) + square (b);
727 @}
728 @end group
729 @end example
730
731 The nested function can access all the variables of the containing
732 function that are visible at the point of its definition.  This is
733 called @dfn{lexical scoping}.  For example, here we show a nested
734 function which uses an inherited variable named @code{offset}:
735
736 @example
737 @group
738 bar (int *array, int offset, int size)
739 @{
740   int access (int *array, int index)
741     @{ return array[index + offset]; @}
742   int i;
743   /* @r{@dots{}} */
744   for (i = 0; i < size; i++)
745     /* @r{@dots{}} */ access (array, i) /* @r{@dots{}} */
746 @}
747 @end group
748 @end example
749
750 Nested function definitions are permitted within functions in the places
751 where variable definitions are allowed; that is, in any block, before
752 the first statement in the block.
753
754 It is possible to call the nested function from outside the scope of its
755 name by storing its address or passing the address to another function:
756
757 @example
758 hack (int *array, int size)
759 @{
760   void store (int index, int value)
761     @{ array[index] = value; @}
762
763   intermediate (store, size);
764 @}
765 @end example
766
767 Here, the function @code{intermediate} receives the address of
768 @code{store} as an argument.  If @code{intermediate} calls @code{store},
769 the arguments given to @code{store} are used to store into @code{array}.
770 But this technique works only so long as the containing function
771 (@code{hack}, in this example) does not exit.
772
773 If you try to call the nested function through its address after the
774 containing function has exited, all hell will break loose.  If you try
775 to call it after a containing scope level has exited, and if it refers
776 to some of the variables that are no longer in scope, you may be lucky,
777 but it's not wise to take the risk.  If, however, the nested function
778 does not refer to anything that has gone out of scope, you should be
779 safe.
780
781 GCC implements taking the address of a nested function using a technique
782 called @dfn{trampolines}.  A paper describing them is available as
783
784 @noindent
785 @uref{http://people.debian.org/~karlheg/Usenix88-lexic.pdf}.
786
787 A nested function can jump to a label inherited from a containing
788 function, provided the label was explicitly declared in the containing
789 function (@pxref{Local Labels}).  Such a jump returns instantly to the
790 containing function, exiting the nested function which did the
791 @code{goto} and any intermediate functions as well.  Here is an example:
792
793 @example
794 @group
795 bar (int *array, int offset, int size)
796 @{
797   __label__ failure;
798   int access (int *array, int index)
799     @{
800       if (index > size)
801         goto failure;
802       return array[index + offset];
803     @}
804   int i;
805   /* @r{@dots{}} */
806   for (i = 0; i < size; i++)
807     /* @r{@dots{}} */ access (array, i) /* @r{@dots{}} */
808   /* @r{@dots{}} */
809   return 0;
810
811  /* @r{Control comes here from @code{access}
812     if it detects an error.}  */
813  failure:
814   return -1;
815 @}
816 @end group
817 @end example
818
819 A nested function always has internal linkage.  Declaring one with
820 @code{extern} is erroneous.  If you need to declare the nested function
821 before its definition, use @code{auto} (which is otherwise meaningless
822 for function declarations).
823
824 @example
825 bar (int *array, int offset, int size)
826 @{
827   __label__ failure;
828   auto int access (int *, int);
829   /* @r{@dots{}} */
830   int access (int *array, int index)
831     @{
832       if (index > size)
833         goto failure;
834       return array[index + offset];
835     @}
836   /* @r{@dots{}} */
837 @}
838 @end example
839
840 @node Constructing Calls
841 @section Constructing Function Calls
842 @cindex constructing calls
843 @cindex forwarding calls
844
845 Using the built-in functions described below, you can record
846 the arguments a function received, and call another function
847 with the same arguments, without knowing the number or types
848 of the arguments.
849
850 You can also record the return value of that function call,
851 and later return that value, without knowing what data type
852 the function tried to return (as long as your caller expects
853 that data type).
854
855 @deftypefn {Built-in Function} {void *} __builtin_apply_args ()
856 This built-in function returns a pointer to data
857 describing how to perform a call with the same arguments as were passed
858 to the current function.
859
860 The function saves the arg pointer register, structure value address,
861 and all registers that might be used to pass arguments to a function
862 into a block of memory allocated on the stack.  Then it returns the
863 address of that block.
864 @end deftypefn
865
866 @deftypefn {Built-in Function} {void *} __builtin_apply (void (*@var{function})(), void *@var{arguments}, size_t @var{size})
867 This built-in function invokes @var{function}
868 with a copy of the parameters described by @var{arguments}
869 and @var{size}.
870
871 The value of @var{arguments} should be the value returned by
872 @code{__builtin_apply_args}.  The argument @var{size} specifies the size
873 of the stack argument data, in bytes.
874
875 This function returns a pointer to data describing
876 how to return whatever value was returned by @var{function}.  The data
877 is saved in a block of memory allocated on the stack.
878
879 It is not always simple to compute the proper value for @var{size}.  The
880 value is used by @code{__builtin_apply} to compute the amount of data
881 that should be pushed on the stack and copied from the incoming argument
882 area.
883 @end deftypefn
884
885 @deftypefn {Built-in Function} {void} __builtin_return (void *@var{result})
886 This built-in function returns the value described by @var{result} from
887 the containing function.  You should specify, for @var{result}, a value
888 returned by @code{__builtin_apply}.
889 @end deftypefn
890
891 @node Naming Types
892 @section Naming an Expression's Type
893 @cindex naming types
894
895 You can give a name to the type of an expression using a @code{typedef}
896 declaration with an initializer.  Here is how to define @var{name} as a
897 type name for the type of @var{exp}:
898
899 @example
900 typedef @var{name} = @var{exp};
901 @end example
902
903 This is useful in conjunction with the statements-within-expressions
904 feature.  Here is how the two together can be used to define a safe
905 ``maximum'' macro that operates on any arithmetic type:
906
907 @example
908 #define max(a,b) \
909   (@{typedef _ta = (a), _tb = (b);  \
910     _ta _a = (a); _tb _b = (b);     \
911     _a > _b ? _a : _b; @})
912 @end example
913
914 @cindex underscores in variables in macros
915 @cindex @samp{_} in variables in macros
916 @cindex local variables in macros
917 @cindex variables, local, in macros
918 @cindex macros, local variables in
919
920 The reason for using names that start with underscores for the local
921 variables is to avoid conflicts with variable names that occur within the
922 expressions that are substituted for @code{a} and @code{b}.  Eventually we
923 hope to design a new form of declaration syntax that allows you to declare
924 variables whose scopes start only after their initializers; this will be a
925 more reliable way to prevent such conflicts.
926
927 @node Typeof
928 @section Referring to a Type with @code{typeof}
929 @findex typeof
930 @findex sizeof
931 @cindex macros, types of arguments
932
933 Another way to refer to the type of an expression is with @code{typeof}.
934 The syntax of using of this keyword looks like @code{sizeof}, but the
935 construct acts semantically like a type name defined with @code{typedef}.
936
937 There are two ways of writing the argument to @code{typeof}: with an
938 expression or with a type.  Here is an example with an expression:
939
940 @example
941 typeof (x[0](1))
942 @end example
943
944 @noindent
945 This assumes that @code{x} is an array of pointers to functions;
946 the type described is that of the values of the functions.
947
948 Here is an example with a typename as the argument:
949
950 @example
951 typeof (int *)
952 @end example
953
954 @noindent
955 Here the type described is that of pointers to @code{int}.
956
957 If you are writing a header file that must work when included in ISO C
958 programs, write @code{__typeof__} instead of @code{typeof}.
959 @xref{Alternate Keywords}.
960
961 A @code{typeof}-construct can be used anywhere a typedef name could be
962 used.  For example, you can use it in a declaration, in a cast, or inside
963 of @code{sizeof} or @code{typeof}.
964
965 @itemize @bullet
966 @item
967 This declares @code{y} with the type of what @code{x} points to.
968
969 @example
970 typeof (*x) y;
971 @end example
972
973 @item
974 This declares @code{y} as an array of such values.
975
976 @example
977 typeof (*x) y[4];
978 @end example
979
980 @item
981 This declares @code{y} as an array of pointers to characters:
982
983 @example
984 typeof (typeof (char *)[4]) y;
985 @end example
986
987 @noindent
988 It is equivalent to the following traditional C declaration:
989
990 @example
991 char *y[4];
992 @end example
993
994 To see the meaning of the declaration using @code{typeof}, and why it
995 might be a useful way to write, let's rewrite it with these macros:
996
997 @example
998 #define pointer(T)  typeof(T *)
999 #define array(T, N) typeof(T [N])
1000 @end example
1001
1002 @noindent
1003 Now the declaration can be rewritten this way:
1004
1005 @example
1006 array (pointer (char), 4) y;
1007 @end example
1008
1009 @noindent
1010 Thus, @code{array (pointer (char), 4)} is the type of arrays of 4
1011 pointers to @code{char}.
1012 @end itemize
1013
1014 @node Lvalues
1015 @section Generalized Lvalues
1016 @cindex compound expressions as lvalues
1017 @cindex expressions, compound, as lvalues
1018 @cindex conditional expressions as lvalues
1019 @cindex expressions, conditional, as lvalues
1020 @cindex casts as lvalues
1021 @cindex generalized lvalues
1022 @cindex lvalues, generalized
1023 @cindex extensions, @code{?:}
1024 @cindex @code{?:} extensions
1025 Compound expressions, conditional expressions and casts are allowed as
1026 lvalues provided their operands are lvalues.  This means that you can take
1027 their addresses or store values into them.
1028
1029 Standard C++ allows compound expressions and conditional expressions as
1030 lvalues, and permits casts to reference type, so use of this extension
1031 is deprecated for C++ code.
1032
1033 For example, a compound expression can be assigned, provided the last
1034 expression in the sequence is an lvalue.  These two expressions are
1035 equivalent:
1036
1037 @example
1038 (a, b) += 5
1039 a, (b += 5)
1040 @end example
1041
1042 Similarly, the address of the compound expression can be taken.  These two
1043 expressions are equivalent:
1044
1045 @example
1046 &(a, b)
1047 a, &b
1048 @end example
1049
1050 A conditional expression is a valid lvalue if its type is not void and the
1051 true and false branches are both valid lvalues.  For example, these two
1052 expressions are equivalent:
1053
1054 @example
1055 (a ? b : c) = 5
1056 (a ? b = 5 : (c = 5))
1057 @end example
1058
1059 A cast is a valid lvalue if its operand is an lvalue.  A simple
1060 assignment whose left-hand side is a cast works by converting the
1061 right-hand side first to the specified type, then to the type of the
1062 inner left-hand side expression.  After this is stored, the value is
1063 converted back to the specified type to become the value of the
1064 assignment.  Thus, if @code{a} has type @code{char *}, the following two
1065 expressions are equivalent:
1066
1067 @example
1068 (int)a = 5
1069 (int)(a = (char *)(int)5)
1070 @end example
1071
1072 An assignment-with-arithmetic operation such as @samp{+=} applied to a cast
1073 performs the arithmetic using the type resulting from the cast, and then
1074 continues as in the previous case.  Therefore, these two expressions are
1075 equivalent:
1076
1077 @example
1078 (int)a += 5
1079 (int)(a = (char *)(int) ((int)a + 5))
1080 @end example
1081
1082 You cannot take the address of an lvalue cast, because the use of its
1083 address would not work out coherently.  Suppose that @code{&(int)f} were
1084 permitted, where @code{f} has type @code{float}.  Then the following
1085 statement would try to store an integer bit-pattern where a floating
1086 point number belongs:
1087
1088 @example
1089 *&(int)f = 1;
1090 @end example
1091
1092 This is quite different from what @code{(int)f = 1} would do---that
1093 would convert 1 to floating point and store it.  Rather than cause this
1094 inconsistency, we think it is better to prohibit use of @samp{&} on a cast.
1095
1096 If you really do want an @code{int *} pointer with the address of
1097 @code{f}, you can simply write @code{(int *)&f}.
1098
1099 @node Conditionals
1100 @section Conditionals with Omitted Operands
1101 @cindex conditional expressions, extensions
1102 @cindex omitted middle-operands
1103 @cindex middle-operands, omitted
1104 @cindex extensions, @code{?:}
1105 @cindex @code{?:} extensions
1106
1107 The middle operand in a conditional expression may be omitted.  Then
1108 if the first operand is nonzero, its value is the value of the conditional
1109 expression.
1110
1111 Therefore, the expression
1112
1113 @example
1114 x ? : y
1115 @end example
1116
1117 @noindent
1118 has the value of @code{x} if that is nonzero; otherwise, the value of
1119 @code{y}.
1120
1121 This example is perfectly equivalent to
1122
1123 @example
1124 x ? x : y
1125 @end example
1126
1127 @cindex side effect in ?:
1128 @cindex ?: side effect
1129 @noindent
1130 In this simple case, the ability to omit the middle operand is not
1131 especially useful.  When it becomes useful is when the first operand does,
1132 or may (if it is a macro argument), contain a side effect.  Then repeating
1133 the operand in the middle would perform the side effect twice.  Omitting
1134 the middle operand uses the value already computed without the undesirable
1135 effects of recomputing it.
1136
1137 @node Long Long
1138 @section Double-Word Integers
1139 @cindex @code{long long} data types
1140 @cindex double-word arithmetic
1141 @cindex multiprecision arithmetic
1142 @cindex @code{LL} integer suffix
1143 @cindex @code{ULL} integer suffix
1144
1145 ISO C99 supports data types for integers that are at least 64 bits wide,
1146 and as an extension GCC supports them in C89 mode and in C++.
1147 Simply write @code{long long int} for a signed integer, or
1148 @code{unsigned long long int} for an unsigned integer.  To make an
1149 integer constant of type @code{long long int}, add the suffix @samp{LL}
1150 to the integer.  To make an integer constant of type @code{unsigned long
1151 long int}, add the suffix @samp{ULL} to the integer.
1152
1153 You can use these types in arithmetic like any other integer types.
1154 Addition, subtraction, and bitwise boolean operations on these types
1155 are open-coded on all types of machines.  Multiplication is open-coded
1156 if the machine supports fullword-to-doubleword a widening multiply
1157 instruction.  Division and shifts are open-coded only on machines that
1158 provide special support.  The operations that are not open-coded use
1159 special library routines that come with GCC@.
1160
1161 There may be pitfalls when you use @code{long long} types for function
1162 arguments, unless you declare function prototypes.  If a function
1163 expects type @code{int} for its argument, and you pass a value of type
1164 @code{long long int}, confusion will result because the caller and the
1165 subroutine will disagree about the number of bytes for the argument.
1166 Likewise, if the function expects @code{long long int} and you pass
1167 @code{int}.  The best way to avoid such problems is to use prototypes.
1168
1169 @node Complex
1170 @section Complex Numbers
1171 @cindex complex numbers
1172 @cindex @code{_Complex} keyword
1173 @cindex @code{__complex__} keyword
1174
1175 ISO C99 supports complex floating data types, and as an extension GCC
1176 supports them in C89 mode and in C++, and supports complex integer data
1177 types which are not part of ISO C99.  You can declare complex types
1178 using the keyword @code{_Complex}.  As an extension, the older GNU
1179 keyword @code{__complex__} is also supported.
1180
1181 For example, @samp{_Complex double x;} declares @code{x} as a
1182 variable whose real part and imaginary part are both of type
1183 @code{double}.  @samp{_Complex short int y;} declares @code{y} to
1184 have real and imaginary parts of type @code{short int}; this is not
1185 likely to be useful, but it shows that the set of complex types is
1186 complete.
1187
1188 To write a constant with a complex data type, use the suffix @samp{i} or
1189 @samp{j} (either one; they are equivalent).  For example, @code{2.5fi}
1190 has type @code{_Complex float} and @code{3i} has type
1191 @code{_Complex int}.  Such a constant always has a pure imaginary
1192 value, but you can form any complex value you like by adding one to a
1193 real constant.  This is a GNU extension; if you have an ISO C99
1194 conforming C library (such as GNU libc), and want to construct complex
1195 constants of floating type, you should include @code{<complex.h>} and
1196 use the macros @code{I} or @code{_Complex_I} instead.
1197
1198 @cindex @code{__real__} keyword
1199 @cindex @code{__imag__} keyword
1200 To extract the real part of a complex-valued expression @var{exp}, write
1201 @code{__real__ @var{exp}}.  Likewise, use @code{__imag__} to
1202 extract the imaginary part.  This is a GNU extension; for values of
1203 floating type, you should use the ISO C99 functions @code{crealf},
1204 @code{creal}, @code{creall}, @code{cimagf}, @code{cimag} and
1205 @code{cimagl}, declared in @code{<complex.h>} and also provided as
1206 built-in functions by GCC@.
1207
1208 @cindex complex conjugation
1209 The operator @samp{~} performs complex conjugation when used on a value
1210 with a complex type.  This is a GNU extension; for values of
1211 floating type, you should use the ISO C99 functions @code{conjf},
1212 @code{conj} and @code{conjl}, declared in @code{<complex.h>} and also
1213 provided as built-in functions by GCC@.
1214
1215 GCC can allocate complex automatic variables in a noncontiguous
1216 fashion; it's even possible for the real part to be in a register while
1217 the imaginary part is on the stack (or vice-versa).  None of the
1218 supported debugging info formats has a way to represent noncontiguous
1219 allocation like this, so GCC describes a noncontiguous complex
1220 variable as if it were two separate variables of noncomplex type.
1221 If the variable's actual name is @code{foo}, the two fictitious
1222 variables are named @code{foo$real} and @code{foo$imag}.  You can
1223 examine and set these two fictitious variables with your debugger.
1224
1225 A future version of GDB will know how to recognize such pairs and treat
1226 them as a single variable with a complex type.
1227
1228 @node Hex Floats
1229 @section Hex Floats
1230 @cindex hex floats
1231
1232 ISO C99 supports floating-point numbers written not only in the usual
1233 decimal notation, such as @code{1.55e1}, but also numbers such as
1234 @code{0x1.fp3} written in hexadecimal format.  As a GNU extension, GCC
1235 supports this in C89 mode (except in some cases when strictly
1236 conforming) and in C++.  In that format the
1237 @samp{0x} hex introducer and the @samp{p} or @samp{P} exponent field are
1238 mandatory.  The exponent is a decimal number that indicates the power of
1239 2 by which the significant part will be multiplied.  Thus @samp{0x1.f} is
1240 @tex
1241 $1 {15\over16}$,
1242 @end tex
1243 @ifnottex
1244 1 15/16,
1245 @end ifnottex
1246 @samp{p3} multiplies it by 8, and the value of @code{0x1.fp3}
1247 is the same as @code{1.55e1}.
1248
1249 Unlike for floating-point numbers in the decimal notation the exponent
1250 is always required in the hexadecimal notation.  Otherwise the compiler
1251 would not be able to resolve the ambiguity of, e.g., @code{0x1.f}.  This
1252 could mean @code{1.0f} or @code{1.9375} since @samp{f} is also the
1253 extension for floating-point constants of type @code{float}.
1254
1255 @node Zero Length
1256 @section Arrays of Length Zero
1257 @cindex arrays of length zero
1258 @cindex zero-length arrays
1259 @cindex length-zero arrays
1260 @cindex flexible array members
1261
1262 Zero-length arrays are allowed in GNU C@.  They are very useful as the
1263 last element of a structure which is really a header for a variable-length
1264 object:
1265
1266 @example
1267 struct line @{
1268   int length;
1269   char contents[0];
1270 @};
1271
1272 struct line *thisline = (struct line *)
1273   malloc (sizeof (struct line) + this_length);
1274 thisline->length = this_length;
1275 @end example
1276
1277 In ISO C90, you would have to give @code{contents} a length of 1, which
1278 means either you waste space or complicate the argument to @code{malloc}.
1279
1280 In ISO C99, you would use a @dfn{flexible array member}, which is
1281 slightly different in syntax and semantics:
1282
1283 @itemize @bullet
1284 @item
1285 Flexible array members are written as @code{contents[]} without
1286 the @code{0}.
1287
1288 @item
1289 Flexible array members have incomplete type, and so the @code{sizeof}
1290 operator may not be applied.  As a quirk of the original implementation
1291 of zero-length arrays, @code{sizeof} evaluates to zero.
1292
1293 @item
1294 Flexible array members may only appear as the last member of a
1295 @code{struct} that is otherwise non-empty.
1296
1297 @item
1298 A structure containing a flexible array member, or a union containing
1299 such a structure (possibly recursively), may not be a member of a
1300 structure or an element of an array.  (However, these uses are
1301 permitted by GCC as extensions.)
1302 @end itemize
1303
1304 GCC versions before 3.0 allowed zero-length arrays to be statically
1305 initialized, as if they were flexible arrays.  In addition to those
1306 cases that were useful, it also allowed initializations in situations
1307 that would corrupt later data.  Non-empty initialization of zero-length
1308 arrays is now treated like any case where there are more initializer
1309 elements than the array holds, in that a suitable warning about "excess
1310 elements in array" is given, and the excess elements (all of them, in
1311 this case) are ignored.
1312
1313 Instead GCC allows static initialization of flexible array members.
1314 This is equivalent to defining a new structure containing the original
1315 structure followed by an array of sufficient size to contain the data.
1316 I.e.@: in the following, @code{f1} is constructed as if it were declared
1317 like @code{f2}.
1318
1319 @example
1320 struct f1 @{
1321   int x; int y[];
1322 @} f1 = @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @};
1323
1324 struct f2 @{
1325   struct f1 f1; int data[3];
1326 @} f2 = @{ @{ 1 @}, @{ 2, 3, 4 @} @};
1327 @end example
1328
1329 @noindent
1330 The convenience of this extension is that @code{f1} has the desired
1331 type, eliminating the need to consistently refer to @code{f2.f1}.
1332
1333 This has symmetry with normal static arrays, in that an array of
1334 unknown size is also written with @code{[]}.
1335
1336 Of course, this extension only makes sense if the extra data comes at
1337 the end of a top-level object, as otherwise we would be overwriting
1338 data at subsequent offsets.  To avoid undue complication and confusion
1339 with initialization of deeply nested arrays, we simply disallow any
1340 non-empty initialization except when the structure is the top-level
1341 object.  For example:
1342
1343 @example
1344 struct foo @{ int x; int y[]; @};
1345 struct bar @{ struct foo z; @};
1346
1347 struct foo a = @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @};        // @r{Valid.}
1348 struct bar b = @{ @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @} @};    // @r{Invalid.}
1349 struct bar c = @{ @{ 1, @{ @} @} @};            // @r{Valid.}
1350 struct foo d[1] = @{ @{ 1 @{ 2, 3, 4 @} @} @};  // @r{Invalid.}
1351 @end example
1352
1353 @node Variable Length
1354 @section Arrays of Variable Length
1355 @cindex variable-length arrays
1356 @cindex arrays of variable length
1357 @cindex VLAs
1358
1359 Variable-length automatic arrays are allowed in ISO C99, and as an
1360 extension GCC accepts them in C89 mode and in C++.  (However, GCC's
1361 implementation of variable-length arrays does not yet conform in detail
1362 to the ISO C99 standard.)  These arrays are
1363 declared like any other automatic arrays, but with a length that is not
1364 a constant expression.  The storage is allocated at the point of
1365 declaration and deallocated when the brace-level is exited.  For
1366 example:
1367
1368 @example
1369 FILE *
1370 concat_fopen (char *s1, char *s2, char *mode)
1371 @{
1372   char str[strlen (s1) + strlen (s2) + 1];
1373   strcpy (str, s1);
1374   strcat (str, s2);
1375   return fopen (str, mode);
1376 @}
1377 @end example
1378
1379 @cindex scope of a variable length array
1380 @cindex variable-length array scope
1381 @cindex deallocating variable length arrays
1382 Jumping or breaking out of the scope of the array name deallocates the
1383 storage.  Jumping into the scope is not allowed; you get an error
1384 message for it.
1385
1386 @cindex @code{alloca} vs variable-length arrays
1387 You can use the function @code{alloca} to get an effect much like
1388 variable-length arrays.  The function @code{alloca} is available in
1389 many other C implementations (but not in all).  On the other hand,
1390 variable-length arrays are more elegant.
1391
1392 There are other differences between these two methods.  Space allocated
1393 with @code{alloca} exists until the containing @emph{function} returns.
1394 The space for a variable-length array is deallocated as soon as the array
1395 name's scope ends.  (If you use both variable-length arrays and
1396 @code{alloca} in the same function, deallocation of a variable-length array
1397 will also deallocate anything more recently allocated with @code{alloca}.)
1398
1399 You can also use variable-length arrays as arguments to functions:
1400
1401 @example
1402 struct entry
1403 tester (int len, char data[len][len])
1404 @{
1405   /* @r{@dots{}} */
1406 @}
1407 @end example
1408
1409 The length of an array is computed once when the storage is allocated
1410 and is remembered for the scope of the array in case you access it with
1411 @code{sizeof}.
1412
1413 If you want to pass the array first and the length afterward, you can
1414 use a forward declaration in the parameter list---another GNU extension.
1415
1416 @example
1417 struct entry
1418 tester (int len; char data[len][len], int len)
1419 @{
1420   /* @r{@dots{}} */
1421 @}
1422 @end example
1423
1424 @cindex parameter forward declaration
1425 The @samp{int len} before the semicolon is a @dfn{parameter forward
1426 declaration}, and it serves the purpose of making the name @code{len}
1427 known when the declaration of @code{data} is parsed.
1428
1429 You can write any number of such parameter forward declarations in the
1430 parameter list.  They can be separated by commas or semicolons, but the
1431 last one must end with a semicolon, which is followed by the ``real''
1432 parameter declarations.  Each forward declaration must match a ``real''
1433 declaration in parameter name and data type.  ISO C99 does not support
1434 parameter forward declarations.
1435
1436 @node Variadic Macros
1437 @section Macros with a Variable Number of Arguments.
1438 @cindex variable number of arguments
1439 @cindex macro with variable arguments
1440 @cindex rest argument (in macro)
1441 @cindex variadic macros
1442
1443 In the ISO C standard of 1999, a macro can be declared to accept a
1444 variable number of arguments much as a function can.  The syntax for
1445 defining the macro is similar to that of a function.  Here is an
1446 example:
1447
1448 @example
1449 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
1450 @end example
1451
1452 Here @samp{@dots{}} is a @dfn{variable argument}.  In the invocation of
1453 such a macro, it represents the zero or more tokens until the closing
1454 parenthesis that ends the invocation, including any commas.  This set of
1455 tokens replaces the identifier @code{__VA_ARGS__} in the macro body
1456 wherever it appears.  See the CPP manual for more information.
1457
1458 GCC has long supported variadic macros, and used a different syntax that
1459 allowed you to give a name to the variable arguments just like any other
1460 argument.  Here is an example:
1461
1462 @example
1463 #define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)
1464 @end example
1465
1466 This is in all ways equivalent to the ISO C example above, but arguably
1467 more readable and descriptive.
1468
1469 GNU CPP has two further variadic macro extensions, and permits them to
1470 be used with either of the above forms of macro definition.
1471
1472 In standard C, you are not allowed to leave the variable argument out
1473 entirely; but you are allowed to pass an empty argument.  For example,
1474 this invocation is invalid in ISO C, because there is no comma after
1475 the string:
1476
1477 @example
1478 debug ("A message")
1479 @end example
1480
1481 GNU CPP permits you to completely omit the variable arguments in this
1482 way.  In the above examples, the compiler would complain, though since
1483 the expansion of the macro still has the extra comma after the format
1484 string.
1485
1486 To help solve this problem, CPP behaves specially for variable arguments
1487 used with the token paste operator, @samp{##}.  If instead you write
1488
1489 @example
1490 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, ## __VA_ARGS__)
1491 @end example
1492
1493 and if the variable arguments are omitted or empty, the @samp{##}
1494 operator causes the preprocessor to remove the comma before it.  If you
1495 do provide some variable arguments in your macro invocation, GNU CPP
1496 does not complain about the paste operation and instead places the
1497 variable arguments after the comma.  Just like any other pasted macro
1498 argument, these arguments are not macro expanded.
1499
1500 @node Escaped Newlines
1501 @section Slightly Looser Rules for Escaped Newlines
1502 @cindex escaped newlines
1503 @cindex newlines (escaped)
1504
1505 Recently, the preprocessor has relaxed its treatment of escaped
1506 newlines.  Previously, the newline had to immediately follow a
1507 backslash.  The current implementation allows whitespace in the form of
1508 spaces, horizontal and vertical tabs, and form feeds between the
1509 backslash and the subsequent newline.  The preprocessor issues a
1510 warning, but treats it as a valid escaped newline and combines the two
1511 lines to form a single logical line.  This works within comments and
1512 tokens, including multi-line strings, as well as between tokens.
1513 Comments are @emph{not} treated as whitespace for the purposes of this
1514 relaxation, since they have not yet been replaced with spaces.
1515
1516 @node Multi-line Strings
1517 @section String Literals with Embedded Newlines
1518 @cindex multi-line string literals
1519
1520 As an extension, GNU CPP permits string literals to cross multiple lines
1521 without escaping the embedded newlines.  Each embedded newline is
1522 replaced with a single @samp{\n} character in the resulting string
1523 literal, regardless of what form the newline took originally.
1524
1525 CPP currently allows such strings in directives as well (other than the
1526 @samp{#include} family).  This is deprecated and will eventually be
1527 removed.
1528
1529 @node Subscripting
1530 @section Non-Lvalue Arrays May Have Subscripts
1531 @cindex subscripting
1532 @cindex arrays, non-lvalue
1533
1534 @cindex subscripting and function values
1535 In ISO C99, arrays that are not lvalues still decay to pointers, and
1536 may be subscripted, although they may not be modified or used after
1537 the next sequence point and the unary @samp{&} operator may not be
1538 applied to them.  As an extension, GCC allows such arrays to be
1539 subscripted in C89 mode, though otherwise they do not decay to
1540 pointers outside C99 mode.  For example,
1541 this is valid in GNU C though not valid in C89:
1542
1543 @example
1544 @group
1545 struct foo @{int a[4];@};
1546
1547 struct foo f();
1548
1549 bar (int index)
1550 @{
1551   return f().a[index];
1552 @}
1553 @end group
1554 @end example
1555
1556 @node Pointer Arith
1557 @section Arithmetic on @code{void}- and Function-Pointers
1558 @cindex void pointers, arithmetic
1559 @cindex void, size of pointer to
1560 @cindex function pointers, arithmetic
1561 @cindex function, size of pointer to
1562
1563 In GNU C, addition and subtraction operations are supported on pointers to
1564 @code{void} and on pointers to functions.  This is done by treating the
1565 size of a @code{void} or of a function as 1.
1566
1567 A consequence of this is that @code{sizeof} is also allowed on @code{void}
1568 and on function types, and returns 1.
1569
1570 @opindex Wpointer-arith
1571 The option @option{-Wpointer-arith} requests a warning if these extensions
1572 are used.
1573
1574 @node Initializers
1575 @section Non-Constant Initializers
1576 @cindex initializers, non-constant
1577 @cindex non-constant initializers
1578
1579 As in standard C++ and ISO C99, the elements of an aggregate initializer for an
1580 automatic variable are not required to be constant expressions in GNU C@.
1581 Here is an example of an initializer with run-time varying elements:
1582
1583 @example
1584 foo (float f, float g)
1585 @{
1586   float beat_freqs[2] = @{ f-g, f+g @};
1587   /* @r{@dots{}} */
1588 @}
1589 @end example
1590
1591 @node Compound Literals
1592 @section Compound Literals
1593 @cindex constructor expressions
1594 @cindex initializations in expressions
1595 @cindex structures, constructor expression
1596 @cindex expressions, constructor
1597 @cindex compound literals
1598 @c The GNU C name for what C99 calls compound literals was "constructor expressions".
1599
1600 ISO C99 supports compound literals.  A compound literal looks like
1601 a cast containing an initializer.  Its value is an object of the
1602 type specified in the cast, containing the elements specified in
1603 the initializer; it is an lvalue.  As an extension, GCC supports
1604 compound literals in C89 mode and in C++.
1605
1606 Usually, the specified type is a structure.  Assume that
1607 @code{struct foo} and @code{structure} are declared as shown:
1608
1609 @example
1610 struct foo @{int a; char b[2];@} structure;
1611 @end example
1612
1613 @noindent
1614 Here is an example of constructing a @code{struct foo} with a compound literal:
1615
1616 @example
1617 structure = ((struct foo) @{x + y, 'a', 0@});
1618 @end example
1619
1620 @noindent
1621 This is equivalent to writing the following:
1622
1623 @example
1624 @{
1625   struct foo temp = @{x + y, 'a', 0@};
1626   structure = temp;
1627 @}
1628 @end example
1629
1630 You can also construct an array.  If all the elements of the compound literal
1631 are (made up of) simple constant expressions, suitable for use in
1632 initializers of objects of static storage duration, then the compound
1633 literal can be coerced to a pointer to its first element and used in
1634 such an initializer, as shown here:
1635
1636 @example
1637 char **foo = (char *[]) @{ "x", "y", "z" @};
1638 @end example
1639
1640 Compound literals for scalar types and union types are is
1641 also allowed, but then the compound literal is equivalent
1642 to a cast.
1643
1644 As a GNU extension, GCC allows initialization of objects with static storage
1645 duration by compound literals (which is not possible in ISO C99, because
1646 the initializer is not a constant).
1647 It is handled as if the object was initialized only with the bracket
1648 enclosed list if compound literal's and object types match.
1649 The initializer list of the compound literal must be constant.
1650 If the object being initialized has array type of unknown size, the size is
1651 determined by compound literal size.
1652
1653 @example
1654 static struct foo x = (struct foo) @{1, 'a', 'b'@};
1655 static int y[] = (int []) @{1, 2, 3@};
1656 static int z[] = (int [3]) @{1@};
1657 @end example
1658
1659 @noindent
1660 The above lines are equivalent to the following:
1661 @example
1662 static struct foo x = @{1, 'a', 'b'@};
1663 static int y[] = @{1, 2, 3@};
1664 static int z[] = @{1, 0, 0@};
1665 @end example
1666
1667 @node Designated Inits
1668 @section Designated Initializers
1669 @cindex initializers with labeled elements
1670 @cindex labeled elements in initializers
1671 @cindex case labels in initializers
1672 @cindex designated initializers
1673
1674 Standard C89 requires the elements of an initializer to appear in a fixed
1675 order, the same as the order of the elements in the array or structure
1676 being initialized.
1677
1678 In ISO C99 you can give the elements in any order, specifying the array
1679 indices or structure field names they apply to, and GNU C allows this as
1680 an extension in C89 mode as well.  This extension is not
1681 implemented in GNU C++.
1682
1683 To specify an array index, write
1684 @samp{[@var{index}] =} before the element value.  For example,
1685
1686 @example
1687 int a[6] = @{ [4] = 29, [2] = 15 @};
1688 @end example
1689
1690 @noindent
1691 is equivalent to
1692
1693 @example
1694 int a[6] = @{ 0, 0, 15, 0, 29, 0 @};
1695 @end example
1696
1697 @noindent
1698 The index values must be constant expressions, even if the array being
1699 initialized is automatic.
1700
1701 An alternative syntax for this which has been obsolete since GCC 2.5 but
1702 GCC still accepts is to write @samp{[@var{index}]} before the element
1703 value, with no @samp{=}.
1704
1705 To initialize a range of elements to the same value, write
1706 @samp{[@var{first} ... @var{last}] = @var{value}}.  This is a GNU
1707 extension.  For example,
1708
1709 @example
1710 int widths[] = @{ [0 ... 9] = 1, [10 ... 99] = 2, [100] = 3 @};
1711 @end example
1712
1713 @noindent
1714 If the value in it has side-effects, the side-effects will happen only once,
1715 not for each initialized field by the range initializer.
1716
1717 @noindent
1718 Note that the length of the array is the highest value specified
1719 plus one.
1720
1721 In a structure initializer, specify the name of a field to initialize
1722 with @samp{.@var{fieldname} =} before the element value.  For example,
1723 given the following structure,
1724
1725 @example
1726 struct point @{ int x, y; @};
1727 @end example
1728
1729 @noindent
1730 the following initialization
1731
1732 @example
1733 struct point p = @{ .y = yvalue, .x = xvalue @};
1734 @end example
1735
1736 @noindent
1737 is equivalent to
1738
1739 @example
1740 struct point p = @{ xvalue, yvalue @};
1741 @end example
1742
1743 Another syntax which has the same meaning, obsolete since GCC 2.5, is
1744 @samp{@var{fieldname}:}, as shown here:
1745
1746 @example
1747 struct point p = @{ y: yvalue, x: xvalue @};
1748 @end example
1749
1750 @cindex designators
1751 The @samp{[@var{index}]} or @samp{.@var{fieldname}} is known as a
1752 @dfn{designator}.  You can also use a designator (or the obsolete colon
1753 syntax) when initializing a union, to specify which element of the union
1754 should be used.  For example,
1755
1756 @example
1757 union foo @{ int i; double d; @};
1758
1759 union foo f = @{ .d = 4 @};
1760 @end example
1761
1762 @noindent
1763 will convert 4 to a @code{double} to store it in the union using
1764 the second element.  By contrast, casting 4 to type @code{union foo}
1765 would store it into the union as the integer @code{i}, since it is
1766 an integer.  (@xref{Cast to Union}.)
1767
1768 You can combine this technique of naming elements with ordinary C
1769 initialization of successive elements.  Each initializer element that
1770 does not have a designator applies to the next consecutive element of the
1771 array or structure.  For example,
1772
1773 @example
1774 int a[6] = @{ [1] = v1, v2, [4] = v4 @};
1775 @end example
1776
1777 @noindent
1778 is equivalent to
1779
1780 @example
1781 int a[6] = @{ 0, v1, v2, 0, v4, 0 @};
1782 @end example
1783
1784 Labeling the elements of an array initializer is especially useful
1785 when the indices are characters or belong to an @code{enum} type.
1786 For example:
1787
1788 @example
1789 int whitespace[256]
1790   = @{ [' '] = 1, ['\t'] = 1, ['\h'] = 1,
1791       ['\f'] = 1, ['\n'] = 1, ['\r'] = 1 @};
1792 @end example
1793
1794 @cindex designator lists
1795 You can also write a series of @samp{.@var{fieldname}} and
1796 @samp{[@var{index}]} designators before an @samp{=} to specify a
1797 nested subobject to initialize; the list is taken relative to the
1798 subobject corresponding to the closest surrounding brace pair.  For
1799 example, with the @samp{struct point} declaration above:
1800
1801 @example
1802 struct point ptarray[10] = @{ [2].y = yv2, [2].x = xv2, [0].x = xv0 @};
1803 @end example
1804
1805 @noindent
1806 If the same field is initialized multiple times, it will have value from
1807 the last initialization.  If any such overridden initialization has
1808 side-effect, it is unspecified whether the side-effect happens or not.
1809 Currently, gcc will discard them and issue a warning.
1810
1811 @node Case Ranges
1812 @section Case Ranges
1813 @cindex case ranges
1814 @cindex ranges in case statements
1815
1816 You can specify a range of consecutive values in a single @code{case} label,
1817 like this:
1818
1819 @example
1820 case @var{low} ... @var{high}:
1821 @end example
1822
1823 @noindent
1824 This has the same effect as the proper number of individual @code{case}
1825 labels, one for each integer value from @var{low} to @var{high}, inclusive.
1826
1827 This feature is especially useful for ranges of ASCII character codes:
1828
1829 @example
1830 case 'A' ... 'Z':
1831 @end example
1832
1833 @strong{Be careful:} Write spaces around the @code{...}, for otherwise
1834 it may be parsed wrong when you use it with integer values.  For example,
1835 write this:
1836
1837 @example
1838 case 1 ... 5:
1839 @end example
1840
1841 @noindent
1842 rather than this:
1843
1844 @example
1845 case 1...5:
1846 @end example
1847
1848 @node Cast to Union
1849 @section Cast to a Union Type
1850 @cindex cast to a union
1851 @cindex union, casting to a
1852
1853 A cast to union type is similar to other casts, except that the type
1854 specified is a union type.  You can specify the type either with
1855 @code{union @var{tag}} or with a typedef name.  A cast to union is actually
1856 a constructor though, not a cast, and hence does not yield an lvalue like
1857 normal casts.  (@xref{Compound Literals}.)
1858
1859 The types that may be cast to the union type are those of the members
1860 of the union.  Thus, given the following union and variables:
1861
1862 @example
1863 union foo @{ int i; double d; @};
1864 int x;
1865 double y;
1866 @end example
1867
1868 @noindent
1869 both @code{x} and @code{y} can be cast to type @code{union foo}.
1870
1871 Using the cast as the right-hand side of an assignment to a variable of
1872 union type is equivalent to storing in a member of the union:
1873
1874 @example
1875 union foo u;
1876 /* @r{@dots{}} */
1877 u = (union foo) x  @equiv{}  u.i = x
1878 u = (union foo) y  @equiv{}  u.d = y
1879 @end example
1880
1881 You can also use the union cast as a function argument:
1882
1883 @example
1884 void hack (union foo);
1885 /* @r{@dots{}} */
1886 hack ((union foo) x);
1887 @end example
1888
1889 @node Mixed Declarations
1890 @section Mixed Declarations and Code
1891 @cindex mixed declarations and code
1892 @cindex declarations, mixed with code
1893 @cindex code, mixed with declarations
1894
1895 ISO C99 and ISO C++ allow declarations and code to be freely mixed
1896 within compound statements.  As an extension, GCC also allows this in
1897 C89 mode.  For example, you could do:
1898
1899 @example
1900 int i;
1901 /* @r{@dots{}} */
1902 i++;
1903 int j = i + 2;
1904 @end example
1905
1906 Each identifier is visible from where it is declared until the end of
1907 the enclosing block.
1908
1909 @node Function Attributes
1910 @section Declaring Attributes of Functions
1911 @cindex function attributes
1912 @cindex declaring attributes of functions
1913 @cindex functions that never return
1914 @cindex functions that have no side effects
1915 @cindex functions in arbitrary sections
1916 @cindex functions that behave like malloc
1917 @cindex @code{volatile} applied to function
1918 @cindex @code{const} applied to function
1919 @cindex functions with @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style arguments
1920 @cindex functions with non-null pointer arguments
1921 @cindex functions that are passed arguments in registers on the 386
1922 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
1923 @cindex functions that do not pop the argument stack on the 386
1924
1925 In GNU C, you declare certain things about functions called in your program
1926 which help the compiler optimize function calls and check your code more
1927 carefully.
1928
1929 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
1930 attributes when making a declaration.  This keyword is followed by an
1931 attribute specification inside double parentheses.  The following
1932 attributes are currently defined for functions on all targets:
1933 @code{noreturn}, @code{noinline}, @code{always_inline},
1934 @code{pure}, @code{const}, @code{nothrow},
1935 @code{format}, @code{format_arg}, @code{no_instrument_function},
1936 @code{section}, @code{constructor}, @code{destructor}, @code{used},
1937 @code{unused}, @code{deprecated}, @code{weak}, @code{malloc},
1938 @code{alias}, and @code{nonnull}.  Several other attributes are defined
1939 for functions on particular target systems.  Other attributes, including
1940 @code{section} are supported for variables declarations
1941 (@pxref{Variable Attributes}) and for types (@pxref{Type Attributes}).
1942
1943 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
1944 each keyword.  This allows you to use them in header files without
1945 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
1946 you may use @code{__noreturn__} instead of @code{noreturn}.
1947
1948 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
1949 attributes.
1950
1951 @table @code
1952 @cindex @code{noreturn} function attribute
1953 @item noreturn
1954 A few standard library functions, such as @code{abort} and @code{exit},
1955 cannot return.  GCC knows this automatically.  Some programs define
1956 their own functions that never return.  You can declare them
1957 @code{noreturn} to tell the compiler this fact.  For example,
1958
1959 @smallexample
1960 @group
1961 void fatal () __attribute__ ((noreturn));
1962
1963 void
1964 fatal (/* @r{@dots{}} */)
1965 @{
1966   /* @r{@dots{}} */ /* @r{Print error message.} */ /* @r{@dots{}} */
1967   exit (1);
1968 @}
1969 @end group
1970 @end smallexample
1971
1972 The @code{noreturn} keyword tells the compiler to assume that
1973 @code{fatal} cannot return.  It can then optimize without regard to what
1974 would happen if @code{fatal} ever did return.  This makes slightly
1975 better code.  More importantly, it helps avoid spurious warnings of
1976 uninitialized variables.
1977
1978 Do not assume that registers saved by the calling function are
1979 restored before calling the @code{noreturn} function.
1980
1981 It does not make sense for a @code{noreturn} function to have a return
1982 type other than @code{void}.
1983
1984 The attribute @code{noreturn} is not implemented in GCC versions
1985 earlier than 2.5.  An alternative way to declare that a function does
1986 not return, which works in the current version and in some older
1987 versions, is as follows:
1988
1989 @smallexample
1990 typedef void voidfn ();
1991
1992 volatile voidfn fatal;
1993 @end smallexample
1994
1995 @cindex @code{noinline} function attribute
1996 @item noinline
1997 This function attribute prevents a function from being considered for
1998 inlining.
1999
2000 @cindex @code{always_inline} function attribute
2001 @item always_inline
2002 Generally, functions are not inlined unless optimization is specified.
2003 For functions declared inline, this attribute inlines the function even
2004 if no optimization level was specified.
2005
2006 @cindex @code{pure} function attribute
2007 @item pure
2008 Many functions have no effects except the return value and their
2009 return value depends only on the parameters and/or global variables.
2010 Such a function can be subject
2011 to common subexpression elimination and loop optimization just as an
2012 arithmetic operator would be.  These functions should be declared
2013 with the attribute @code{pure}.  For example,
2014
2015 @smallexample
2016 int square (int) __attribute__ ((pure));
2017 @end smallexample
2018
2019 @noindent
2020 says that the hypothetical function @code{square} is safe to call
2021 fewer times than the program says.
2022
2023 Some of common examples of pure functions are @code{strlen} or @code{memcmp}.
2024 Interesting non-pure functions are functions with infinite loops or those
2025 depending on volatile memory or other system resource, that may change between
2026 two consecutive calls (such as @code{feof} in a multithreading environment).
2027
2028 The attribute @code{pure} is not implemented in GCC versions earlier
2029 than 2.96.
2030 @cindex @code{const} function attribute
2031 @item const
2032 Many functions do not examine any values except their arguments, and
2033 have no effects except the return value.  Basically this is just slightly
2034 more strict class than the @code{pure} attribute above, since function is not
2035 allowed to read global memory.
2036
2037 @cindex pointer arguments
2038 Note that a function that has pointer arguments and examines the data
2039 pointed to must @emph{not} be declared @code{const}.  Likewise, a
2040 function that calls a non-@code{const} function usually must not be
2041 @code{const}.  It does not make sense for a @code{const} function to
2042 return @code{void}.
2043
2044 The attribute @code{const} is not implemented in GCC versions earlier
2045 than 2.5.  An alternative way to declare that a function has no side
2046 effects, which works in the current version and in some older versions,
2047 is as follows:
2048
2049 @smallexample
2050 typedef int intfn ();
2051
2052 extern const intfn square;
2053 @end smallexample
2054
2055 This approach does not work in GNU C++ from 2.6.0 on, since the language
2056 specifies that the @samp{const} must be attached to the return value.
2057
2058 @cindex @code{nothrow} function attribute
2059 @item nothrow
2060 The @code{nothrow} attribute is used to inform the compiler that a
2061 function cannot throw an exception.  For example, most functions in
2062 the standard C library can be guaranteed not to throw an exception
2063 with the notable exceptions of @code{qsort} and @code{bsearch} that
2064 take function pointer arguments.  The @code{nothrow} attribute is not
2065 implemented in GCC versions earlier than 3.2.
2066
2067 @item format (@var{archetype}, @var{string-index}, @var{first-to-check})
2068 @cindex @code{format} function attribute
2069 @opindex Wformat
2070 The @code{format} attribute specifies that a function takes @code{printf},
2071 @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style arguments which
2072 should be type-checked against a format string.  For example, the
2073 declaration:
2074
2075 @smallexample
2076 extern int
2077 my_printf (void *my_object, const char *my_format, ...)
2078       __attribute__ ((format (printf, 2, 3)));
2079 @end smallexample
2080
2081 @noindent
2082 causes the compiler to check the arguments in calls to @code{my_printf}
2083 for consistency with the @code{printf} style format string argument
2084 @code{my_format}.
2085
2086 The parameter @var{archetype} determines how the format string is
2087 interpreted, and should be @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime}
2088 or @code{strfmon}.  (You can also use @code{__printf__},
2089 @code{__scanf__}, @code{__strftime__} or @code{__strfmon__}.)  The
2090 parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
2091 string argument (starting from 1), while @var{first-to-check} is the
2092 number of the first argument to check against the format string.  For
2093 functions where the arguments are not available to be checked (such as
2094 @code{vprintf}), specify the third parameter as zero.  In this case the
2095 compiler only checks the format string for consistency.  For
2096 @code{strftime} formats, the third parameter is required to be zero.
2097
2098 In the example above, the format string (@code{my_format}) is the second
2099 argument of the function @code{my_print}, and the arguments to check
2100 start with the third argument, so the correct parameters for the format
2101 attribute are 2 and 3.
2102
2103 @opindex ffreestanding
2104 The @code{format} attribute allows you to identify your own functions
2105 which take format strings as arguments, so that GCC can check the
2106 calls to these functions for errors.  The compiler always (unless
2107 @option{-ffreestanding} is used) checks formats
2108 for the standard library functions @code{printf}, @code{fprintf},
2109 @code{sprintf}, @code{scanf}, @code{fscanf}, @code{sscanf}, @code{strftime},
2110 @code{vprintf}, @code{vfprintf} and @code{vsprintf} whenever such
2111 warnings are requested (using @option{-Wformat}), so there is no need to
2112 modify the header file @file{stdio.h}.  In C99 mode, the functions
2113 @code{snprintf}, @code{vsnprintf}, @code{vscanf}, @code{vfscanf} and
2114 @code{vsscanf} are also checked.  Except in strictly conforming C
2115 standard modes, the X/Open function @code{strfmon} is also checked as
2116 are @code{printf_unlocked} and @code{fprintf_unlocked}.
2117 @xref{C Dialect Options,,Options Controlling C Dialect}.
2118
2119 @item format_arg (@var{string-index})
2120 @cindex @code{format_arg} function attribute
2121 @opindex Wformat-nonliteral
2122 The @code{format_arg} attribute specifies that a function takes a format
2123 string for a @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or
2124 @code{strfmon} style function and modifies it (for example, to translate
2125 it into another language), so the result can be passed to a
2126 @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style
2127 function (with the remaining arguments to the format function the same
2128 as they would have been for the unmodified string).  For example, the
2129 declaration:
2130
2131 @smallexample
2132 extern char *
2133 my_dgettext (char *my_domain, const char *my_format)
2134       __attribute__ ((format_arg (2)));
2135 @end smallexample
2136
2137 @noindent
2138 causes the compiler to check the arguments in calls to a @code{printf},
2139 @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} type function, whose
2140 format string argument is a call to the @code{my_dgettext} function, for
2141 consistency with the format string argument @code{my_format}.  If the
2142 @code{format_arg} attribute had not been specified, all the compiler
2143 could tell in such calls to format functions would be that the format
2144 string argument is not constant; this would generate a warning when
2145 @option{-Wformat-nonliteral} is used, but the calls could not be checked
2146 without the attribute.
2147
2148 The parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
2149 string argument (starting from 1).
2150
2151 The @code{format-arg} attribute allows you to identify your own
2152 functions which modify format strings, so that GCC can check the
2153 calls to @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon}
2154 type function whose operands are a call to one of your own function.
2155 The compiler always treats @code{gettext}, @code{dgettext}, and
2156 @code{dcgettext} in this manner except when strict ISO C support is
2157 requested by @option{-ansi} or an appropriate @option{-std} option, or
2158 @option{-ffreestanding} is used.  @xref{C Dialect Options,,Options
2159 Controlling C Dialect}.
2160
2161 @item nonnull (@var{arg-index}, @dots{})
2162 @cindex @code{nonnull} function attribute
2163 The @code{nonnull} attribute specifies that some function parameters should
2164 be non-null pointers.  For instance, the declaration:
2165
2166 @smallexample
2167 extern void *
2168 my_memcpy (void *dest, const void *src, size_t len)
2169         __attribute__((nonnull (1, 2)));
2170 @end smallexample
2171
2172 @noindent
2173 causes the compiler to check that, in calls to @code{my_memcpy},
2174 arguments @var{dest} and @var{src} are non-null.  If the compiler
2175 determines that a null pointer is passed in an argument slot marked
2176 as non-null, and the @option{-Wnonnull} option is enabled, a warning
2177 is issued.  The compiler may also choose to make optimizations based
2178 on the knowledge that certain function arguments will not be null.
2179
2180 If no argument index list is given to the @code{nonnull} attribute,
2181 all pointer arguments are marked as non-null.  To illustrate, the
2182 following declaration is equivalent to the previous example:
2183
2184 @smallexample
2185 extern void *
2186 my_memcpy (void *dest, const void *src, size_t len)
2187         __attribute__((nonnull));
2188 @end smallexample
2189
2190 @item no_instrument_function
2191 @cindex @code{no_instrument_function} function attribute
2192 @opindex finstrument-functions
2193 If @option{-finstrument-functions} is given, profiling function calls will
2194 be generated at entry and exit of most user-compiled functions.
2195 Functions with this attribute will not be so instrumented.
2196
2197 @item section ("@var{section-name}")
2198 @cindex @code{section} function attribute
2199 Normally, the compiler places the code it generates in the @code{text} section.
2200 Sometimes, however, you need additional sections, or you need certain
2201 particular functions to appear in special sections.  The @code{section}
2202 attribute specifies that a function lives in a particular section.
2203 For example, the declaration:
2204
2205 @smallexample
2206 extern void foobar (void) __attribute__ ((section ("bar")));
2207 @end smallexample
2208
2209 @noindent
2210 puts the function @code{foobar} in the @code{bar} section.
2211
2212 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
2213 attribute is not available on all platforms.
2214 If you need to map the entire contents of a module to a particular
2215 section, consider using the facilities of the linker instead.
2216
2217 @item constructor
2218 @itemx destructor
2219 @cindex @code{constructor} function attribute
2220 @cindex @code{destructor} function attribute
2221 The @code{constructor} attribute causes the function to be called
2222 automatically before execution enters @code{main ()}.  Similarly, the
2223 @code{destructor} attribute causes the function to be called
2224 automatically after @code{main ()} has completed or @code{exit ()} has
2225 been called.  Functions with these attributes are useful for
2226 initializing data that will be used implicitly during the execution of
2227 the program.
2228
2229 These attributes are not currently implemented for Objective-C@.
2230
2231 @cindex @code{unused} attribute.
2232 @item unused
2233 This attribute, attached to a function, means that the function is meant
2234 to be possibly unused.  GCC will not produce a warning for this
2235 function.  GNU C++ does not currently support this attribute as
2236 definitions without parameters are valid in C++.
2237
2238 @cindex @code{used} attribute.
2239 @item used
2240 This attribute, attached to a function, means that code must be emitted
2241 for the function even if it appears that the function is not referenced.
2242 This is useful, for example, when the function is referenced only in
2243 inline assembly.
2244
2245 @cindex @code{deprecated} attribute.
2246 @item deprecated
2247 The @code{deprecated} attribute results in a warning if the function
2248 is used anywhere in the source file.  This is useful when identifying
2249 functions that are expected to be removed in a future version of a
2250 program.  The warning also includes the location of the declaration
2251 of the deprecated function, to enable users to easily find further
2252 information about why the function is deprecated, or what they should
2253 do instead.  Note that the warnings only occurs for uses:
2254
2255 @smallexample
2256 int old_fn () __attribute__ ((deprecated));
2257 int old_fn ();
2258 int (*fn_ptr)() = old_fn;
2259 @end smallexample
2260
2261 results in a warning on line 3 but not line 2.
2262
2263 The @code{deprecated} attribute can also be used for variables and
2264 types (@pxref{Variable Attributes}, @pxref{Type Attributes}.)
2265
2266 @item weak
2267 @cindex @code{weak} attribute
2268 The @code{weak} attribute causes the declaration to be emitted as a weak
2269 symbol rather than a global.  This is primarily useful in defining
2270 library functions which can be overridden in user code, though it can
2271 also be used with non-function declarations.  Weak symbols are supported
2272 for ELF targets, and also for a.out targets when using the GNU assembler
2273 and linker.
2274
2275 @item malloc
2276 @cindex @code{malloc} attribute
2277 The @code{malloc} attribute is used to tell the compiler that a function
2278 may be treated as if it were the malloc function.  The compiler assumes
2279 that calls to malloc result in a pointers that cannot alias anything.
2280 This will often improve optimization.
2281
2282 @item alias ("@var{target}")
2283 @cindex @code{alias} attribute
2284 The @code{alias} attribute causes the declaration to be emitted as an
2285 alias for another symbol, which must be specified.  For instance,
2286
2287 @smallexample
2288 void __f () @{ /* @r{Do something.} */; @}
2289 void f () __attribute__ ((weak, alias ("__f")));
2290 @end smallexample
2291
2292 declares @samp{f} to be a weak alias for @samp{__f}.  In C++, the
2293 mangled name for the target must be used.
2294
2295 Not all target machines support this attribute.
2296
2297 @item visibility ("@var{visibility_type}")
2298 @cindex @code{visibility} attribute
2299 The @code{visibility} attribute on ELF targets causes the declaration
2300 to be emitted with hidden, protected or internal visibility.
2301
2302 @smallexample
2303 void __attribute__ ((visibility ("protected")))
2304 f () @{ /* @r{Do something.} */; @}
2305 int i __attribute__ ((visibility ("hidden")));
2306 @end smallexample
2307
2308 See the ELF gABI for complete details, but the short story is
2309
2310 @table @dfn
2311 @item hidden
2312 Hidden visibility indicates that the symbol will not be placed into
2313 the dynamic symbol table, so no other @dfn{module} (executable or
2314 shared library) can reference it directly.
2315
2316 @item protected
2317 Protected visibility indicates that the symbol will be placed in the
2318 dynamic symbol table, but that references within the defining module
2319 will bind to the local symbol.  That is, the symbol cannot be overridden
2320 by another module.
2321
2322 @item internal
2323 Internal visibility is like hidden visibility, but with additional
2324 processor specific semantics.  Unless otherwise specified by the psABI,
2325 gcc defines internal visibility to mean that the function is @emph{never}
2326 called from another module.  Note that hidden symbols, while then cannot
2327 be referenced directly by other modules, can be referenced indirectly via
2328 function pointers.  By indicating that a symbol cannot be called from
2329 outside the module, gcc may for instance omit the load of a PIC register
2330 since it is known that the calling function loaded the correct value.
2331 @end table
2332
2333 Not all ELF targets support this attribute.
2334
2335 @item regparm (@var{number})
2336 @cindex functions that are passed arguments in registers on the 386
2337 On the Intel 386, the @code{regparm} attribute causes the compiler to
2338 pass up to @var{number} integer arguments in registers EAX,
2339 EDX, and ECX instead of on the stack.  Functions that take a
2340 variable number of arguments will continue to be passed all of their
2341 arguments on the stack.
2342
2343 @item stdcall
2344 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
2345 On the Intel 386, the @code{stdcall} attribute causes the compiler to
2346 assume that the called function will pop off the stack space used to
2347 pass arguments, unless it takes a variable number of arguments.
2348
2349 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{stdcall}
2350 attribute.
2351
2352 @item cdecl
2353 @cindex functions that do pop the argument stack on the 386
2354 @opindex mrtd
2355 On the Intel 386, the @code{cdecl} attribute causes the compiler to
2356 assume that the calling function will pop off the stack space used to
2357 pass arguments.  This is
2358 useful to override the effects of the @option{-mrtd} switch.
2359
2360 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{cdecl}
2361 attribute.
2362
2363 @item longcall/shortcall
2364 @cindex functions called via pointer on the RS/6000 and PowerPC
2365 On the RS/6000 and PowerPC, the @code{longcall} attribute causes the
2366 compiler to always call this function via a pointer, just as it would if
2367 the @option{-mlongcall} option had been specified.  The @code{shortcall}
2368 attribute causes the compiler not to do this.  These attributes override
2369 both the @option{-mlongcall} switch and the @code{#pragma longcall}
2370 setting.
2371
2372 @xref{RS/6000 and PowerPC Options}, for more information on when long
2373 calls are and are not necessary.
2374
2375 @item long_call/short_call
2376 @cindex indirect calls on ARM
2377 This attribute allows to specify how to call a particular function on
2378 ARM@.  Both attributes override the @option{-mlong-calls} (@pxref{ARM Options})
2379 command line switch and @code{#pragma long_calls} settings.  The
2380 @code{long_call} attribute causes the compiler to always call the
2381 function by first loading its address into a register and then using the
2382 contents of that register.   The @code{short_call} attribute always places
2383 the offset to the function from the call site into the @samp{BL}
2384 instruction directly.
2385
2386 @item dllimport
2387 @cindex functions which are imported from a dll on PowerPC Windows NT
2388 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllimport} attribute causes
2389 the compiler to call the function via a global pointer to the function
2390 pointer that is set up by the Windows NT dll library.  The pointer name
2391 is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
2392
2393 @item dllexport
2394 @cindex functions which are exported from a dll on PowerPC Windows NT
2395 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllexport} attribute causes
2396 the compiler to provide a global pointer to the function pointer, so
2397 that it can be called with the @code{dllimport} attribute.  The pointer
2398 name is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
2399
2400 @item exception (@var{except-func} [, @var{except-arg}])
2401 @cindex functions which specify exception handling on PowerPC Windows NT
2402 On the PowerPC running Windows NT, the @code{exception} attribute causes
2403 the compiler to modify the structured exception table entry it emits for
2404 the declared function.  The string or identifier @var{except-func} is
2405 placed in the third entry of the structured exception table.  It
2406 represents a function, which is called by the exception handling
2407 mechanism if an exception occurs.  If it was specified, the string or
2408 identifier @var{except-arg} is placed in the fourth entry of the
2409 structured exception table.
2410
2411 @item function_vector
2412 @cindex calling functions through the function vector on the H8/300 processors
2413 Use this attribute on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
2414 function should be called through the function vector.  Calling a
2415 function through the function vector will reduce code size, however;
2416 the function vector has a limited size (maximum 128 entries on the H8/300
2417 and 64 entries on the H8/300H) and shares space with the interrupt vector.
2418
2419 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
2420 this attribute to work correctly.
2421
2422 @item interrupt
2423 @cindex interrupt handler functions
2424 Use this attribute on the ARM, AVR, M32R/D and Xstormy16 ports to indicate
2425 that the specified function is an interrupt handler.  The compiler will
2426 generate function entry and exit sequences suitable for use in an
2427 interrupt handler when this attribute is present.
2428
2429 Note, interrupt handlers for the H8/300, H8/300H and SH processors can
2430 be specified via the @code{interrupt_handler} attribute.
2431
2432 Note, on the AVR interrupts will be enabled inside the function.
2433
2434 Note, for the ARM you can specify the kind of interrupt to be handled by
2435 adding an optional parameter to the interrupt attribute like this:
2436
2437 @smallexample
2438 void f () __attribute__ ((interrupt ("IRQ")));
2439 @end smallexample
2440
2441 Permissible values for this parameter are: IRQ, FIQ, SWI, ABORT and UNDEF@.
2442
2443 @item interrupt_handler
2444 @cindex interrupt handler functions on the H8/300 and SH processors
2445 Use this attribute on the H8/300, H8/300H and SH to indicate that the
2446 specified function is an interrupt handler.  The compiler will generate
2447 function entry and exit sequences suitable for use in an interrupt
2448 handler when this attribute is present.
2449
2450 @item sp_switch
2451 Use this attribute on the SH to indicate an @code{interrupt_handler}
2452 function should switch to an alternate stack.  It expects a string
2453 argument that names a global variable holding the address of the
2454 alternate stack.
2455
2456 @smallexample
2457 void *alt_stack;
2458 void f () __attribute__ ((interrupt_handler,
2459                           sp_switch ("alt_stack")));
2460 @end smallexample
2461
2462 @item trap_exit
2463 Use this attribute on the SH for an @code{interrupt_handle} to return using
2464 @code{trapa} instead of @code{rte}.  This attribute expects an integer
2465 argument specifying the trap number to be used.
2466
2467 @item eightbit_data
2468 @cindex eight bit data on the H8/300 and H8/300H
2469 Use this attribute on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
2470 variable should be placed into the eight bit data section.
2471 The compiler will generate more efficient code for certain operations
2472 on data in the eight bit data area.  Note the eight bit data area is limited to
2473 256 bytes of data.
2474
2475 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
2476 this attribute to work correctly.
2477
2478 @item tiny_data
2479 @cindex tiny data section on the H8/300H
2480 Use this attribute on the H8/300H to indicate that the specified
2481 variable should be placed into the tiny data section.
2482 The compiler will generate more efficient code for loads and stores
2483 on data in the tiny data section.  Note the tiny data area is limited to
2484 slightly under 32kbytes of data.
2485
2486 @item signal
2487 @cindex signal handler functions on the AVR processors
2488 Use this attribute on the AVR to indicate that the specified
2489 function is an signal handler.  The compiler will generate function
2490 entry and exit sequences suitable for use in an signal handler when this
2491 attribute is present.  Interrupts will be disabled inside function.
2492
2493 @item naked
2494 @cindex function without a prologue/epilogue code
2495 Use this attribute on the ARM, AVR and IP2K ports to indicate that the
2496 specified function do not need prologue/epilogue sequences generated by
2497 the compiler.  It is up to the programmer to provide these sequences.
2498
2499 @item model (@var{model-name})
2500 @cindex function addressability on the M32R/D
2501 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object,
2502 and the code generated for a function.
2503 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
2504 or @code{large}, representing each of the code models.
2505
2506 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
2507 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction), and are
2508 callable with the @code{bl} instruction.
2509
2510 Medium model objects may live anywhere in the 32-bit address space (the
2511 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
2512 and are callable with the @code{bl} instruction.
2513
2514 Large model objects may live anywhere in the 32-bit address space (the
2515 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
2516 and may not be reachable with the @code{bl} instruction (the compiler will
2517 generate the much slower @code{seth/add3/jl} instruction sequence).
2518
2519 @end table
2520
2521 You can specify multiple attributes in a declaration by separating them
2522 by commas within the double parentheses or by immediately following an
2523 attribute declaration with another attribute declaration.
2524
2525 @cindex @code{#pragma}, reason for not using
2526 @cindex pragma, reason for not using
2527 Some people object to the @code{__attribute__} feature, suggesting that
2528 ISO C's @code{#pragma} should be used instead.  At the time
2529 @code{__attribute__} was designed, there were two reasons for not doing
2530 this.
2531
2532 @enumerate
2533 @item
2534 It is impossible to generate @code{#pragma} commands from a macro.
2535
2536 @item
2537 There is no telling what the same @code{#pragma} might mean in another
2538 compiler.
2539 @end enumerate
2540
2541 These two reasons applied to almost any application that might have been
2542 proposed for @code{#pragma}.  It was basically a mistake to use
2543 @code{#pragma} for @emph{anything}.
2544
2545 The ISO C99 standard includes @code{_Pragma}, which now allows pragmas
2546 to be generated from macros.  In addition, a @code{#pragma GCC}
2547 namespace is now in use for GCC-specific pragmas.  However, it has been
2548 found convenient to use @code{__attribute__} to achieve a natural
2549 attachment of attributes to their corresponding declarations, whereas
2550 @code{#pragma GCC} is of use for constructs that do not naturally form
2551 part of the grammar.  @xref{Other Directives,,Miscellaneous
2552 Preprocessing Directives, cpp, The C Preprocessor}.
2553
2554 @node Attribute Syntax
2555 @section Attribute Syntax
2556 @cindex attribute syntax
2557
2558 This section describes the syntax with which @code{__attribute__} may be
2559 used, and the constructs to which attribute specifiers bind, for the C
2560 language.  Some details may vary for C++ and Objective-C@.  Because of
2561 infelicities in the grammar for attributes, some forms described here
2562 may not be successfully parsed in all cases.
2563
2564 There are some problems with the semantics of attributes in C++.  For
2565 example, there are no manglings for attributes, although they may affect
2566 code generation, so problems may arise when attributed types are used in
2567 conjunction with templates or overloading.  Similarly, @code{typeid}
2568 does not distinguish between types with different attributes.  Support
2569 for attributes in C++ may be restricted in future to attributes on
2570 declarations only, but not on nested declarators.
2571
2572 @xref{Function Attributes}, for details of the semantics of attributes
2573 applying to functions.  @xref{Variable Attributes}, for details of the
2574 semantics of attributes applying to variables.  @xref{Type Attributes},
2575 for details of the semantics of attributes applying to structure, union
2576 and enumerated types.
2577
2578 An @dfn{attribute specifier} is of the form
2579 @code{__attribute__ ((@var{attribute-list}))}.  An @dfn{attribute list}
2580 is a possibly empty comma-separated sequence of @dfn{attributes}, where
2581 each attribute is one of the following:
2582
2583 @itemize @bullet
2584 @item
2585 Empty.  Empty attributes are ignored.
2586
2587 @item
2588 A word (which may be an identifier such as @code{unused}, or a reserved
2589 word such as @code{const}).
2590
2591 @item
2592 A word, followed by, in parentheses, parameters for the attribute.
2593 These parameters take one of the following forms:
2594
2595 @itemize @bullet
2596 @item
2597 An identifier.  For example, @code{mode} attributes use this form.
2598
2599 @item
2600 An identifier followed by a comma and a non-empty comma-separated list
2601 of expressions.  For example, @code{format} attributes use this form.
2602
2603 @item
2604 A possibly empty comma-separated list of expressions.  For example,
2605 @code{format_arg} attributes use this form with the list being a single
2606 integer constant expression, and @code{alias} attributes use this form
2607 with the list being a single string constant.
2608 @end itemize
2609 @end itemize
2610
2611 An @dfn{attribute specifier list} is a sequence of one or more attribute
2612 specifiers, not separated by any other tokens.
2613
2614 An attribute specifier list may appear after the colon following a
2615 label, other than a @code{case} or @code{default} label.  The only
2616 attribute it makes sense to use after a label is @code{unused}.  This
2617 feature is intended for code generated by programs which contains labels
2618 that may be unused but which is compiled with @option{-Wall}.  It would
2619 not normally be appropriate to use in it human-written code, though it
2620 could be useful in cases where the code that jumps to the label is
2621 contained within an @code{#ifdef} conditional.
2622
2623 An attribute specifier list may appear as part of a @code{struct},
2624 @code{union} or @code{enum} specifier.  It may go either immediately
2625 after the @code{struct}, @code{union} or @code{enum} keyword, or after
2626 the closing brace.  It is ignored if the content of the structure, union
2627 or enumerated type is not defined in the specifier in which the
2628 attribute specifier list is used---that is, in usages such as
2629 @code{struct __attribute__((foo)) bar} with no following opening brace.
2630 Where attribute specifiers follow the closing brace, they are considered
2631 to relate to the structure, union or enumerated type defined, not to any
2632 enclosing declaration the type specifier appears in, and the type
2633 defined is not complete until after the attribute specifiers.
2634 @c Otherwise, there would be the following problems: a shift/reduce
2635 @c conflict between attributes binding the struct/union/enum and
2636 @c binding to the list of specifiers/qualifiers; and "aligned"
2637 @c attributes could use sizeof for the structure, but the size could be
2638 @c changed later by "packed" attributes.
2639
2640 Otherwise, an attribute specifier appears as part of a declaration,
2641 counting declarations of unnamed parameters and type names, and relates
2642 to that declaration (which may be nested in another declaration, for
2643 example in the case of a parameter declaration), or to a particular declarator
2644 within a declaration.  Where an
2645 attribute specifier is applied to a parameter declared as a function or
2646 an array, it should apply to the function or array rather than the
2647 pointer to which the parameter is implicitly converted, but this is not
2648 yet correctly implemented.
2649
2650 Any list of specifiers and qualifiers at the start of a declaration may
2651 contain attribute specifiers, whether or not such a list may in that
2652 context contain storage class specifiers.  (Some attributes, however,
2653 are essentially in the nature of storage class specifiers, and only make
2654 sense where storage class specifiers may be used; for example,
2655 @code{section}.)  There is one necessary limitation to this syntax: the
2656 first old-style parameter declaration in a function definition cannot
2657 begin with an attribute specifier, because such an attribute applies to
2658 the function instead by syntax described below (which, however, is not
2659 yet implemented in this case).  In some other cases, attribute
2660 specifiers are permitted by this grammar but not yet supported by the
2661 compiler.  All attribute specifiers in this place relate to the
2662 declaration as a whole.  In the obsolescent usage where a type of
2663 @code{int} is implied by the absence of type specifiers, such a list of
2664 specifiers and qualifiers may be an attribute specifier list with no
2665 other specifiers or qualifiers.
2666
2667 An attribute specifier list may appear immediately before a declarator
2668 (other than the first) in a comma-separated list of declarators in a
2669 declaration of more than one identifier using a single list of
2670 specifiers and qualifiers.  Such attribute specifiers apply
2671 only to the identifier before whose declarator they appear.  For
2672 example, in
2673
2674 @smallexample
2675 __attribute__((noreturn)) void d0 (void),
2676     __attribute__((format(printf, 1, 2))) d1 (const char *, ...),
2677      d2 (void)
2678 @end smallexample
2679
2680 @noindent
2681 the @code{noreturn} attribute applies to all the functions
2682 declared; the @code{format} attribute only applies to @code{d1}.
2683
2684 An attribute specifier list may appear immediately before the comma,
2685 @code{=} or semicolon terminating the declaration of an identifier other
2686 than a function definition.  At present, such attribute specifiers apply
2687 to the declared object or function, but in future they may attach to the
2688 outermost adjacent declarator.  In simple cases there is no difference,
2689 but, for example, in
2690
2691 @smallexample
2692 void (****f)(void) __attribute__((noreturn));
2693 @end smallexample
2694
2695 @noindent
2696 at present the @code{noreturn} attribute applies to @code{f}, which
2697 causes a warning since @code{f} is not a function, but in future it may
2698 apply to the function @code{****f}.  The precise semantics of what
2699 attributes in such cases will apply to are not yet specified.  Where an
2700 assembler name for an object or function is specified (@pxref{Asm
2701 Labels}), at present the attribute must follow the @code{asm}
2702 specification; in future, attributes before the @code{asm} specification
2703 may apply to the adjacent declarator, and those after it to the declared
2704 object or function.
2705
2706 An attribute specifier list may, in future, be permitted to appear after
2707 the declarator in a function definition (before any old-style parameter
2708 declarations or the function body).
2709
2710 Attribute specifiers may be mixed with type qualifiers appearing inside
2711 the @code{[]} of a parameter array declarator, in the C99 construct by
2712 which such qualifiers are applied to the pointer to which the array is
2713 implicitly converted.  Such attribute specifiers apply to the pointer,
2714 not to the array, but at present this is not implemented and they are
2715 ignored.
2716
2717 An attribute specifier list may appear at the start of a nested
2718 declarator.  At present, there are some limitations in this usage: the
2719 attributes correctly apply to the declarator, but for most individual
2720 attributes the semantics this implies are not implemented.
2721 When attribute specifiers follow the @code{*} of a pointer
2722 declarator, they may be mixed with any type qualifiers present.
2723 The following describes the formal semantics of this syntax.  It will make the
2724 most sense if you are familiar with the formal specification of
2725 declarators in the ISO C standard.
2726
2727 Consider (as in C99 subclause 6.7.5 paragraph 4) a declaration @code{T
2728 D1}, where @code{T} contains declaration specifiers that specify a type
2729 @var{Type} (such as @code{int}) and @code{D1} is a declarator that
2730 contains an identifier @var{ident}.  The type specified for @var{ident}
2731 for derived declarators whose type does not include an attribute
2732 specifier is as in the ISO C standard.
2733
2734 If @code{D1} has the form @code{( @var{attribute-specifier-list} D )},
2735 and the declaration @code{T D} specifies the type
2736 ``@var{derived-declarator-type-list} @var{Type}'' for @var{ident}, then
2737 @code{T D1} specifies the type ``@var{derived-declarator-type-list}
2738 @var{attribute-specifier-list} @var{Type}'' for @var{ident}.
2739
2740 If @code{D1} has the form @code{*
2741 @var{type-qualifier-and-attribute-specifier-list} D}, and the
2742 declaration @code{T D} specifies the type
2743 ``@var{derived-declarator-type-list} @var{Type}'' for @var{ident}, then
2744 @code{T D1} specifies the type ``@var{derived-declarator-type-list}
2745 @var{type-qualifier-and-attribute-specifier-list} @var{Type}'' for
2746 @var{ident}.
2747
2748 For example,
2749
2750 @smallexample
2751 void (__attribute__((noreturn)) ****f) (void);
2752 @end smallexample
2753
2754 @noindent
2755 specifies the type ``pointer to pointer to pointer to pointer to
2756 non-returning function returning @code{void}''.  As another example,
2757
2758 @smallexample
2759 char *__attribute__((aligned(8))) *f;
2760 @end smallexample
2761
2762 @noindent
2763 specifies the type ``pointer to 8-byte-aligned pointer to @code{char}''.
2764 Note again that this does not work with most attributes; for example,
2765 the usage of @samp{aligned} and @samp{noreturn} attributes given above
2766 is not yet supported.
2767
2768 For compatibility with existing code written for compiler versions that
2769 did not implement attributes on nested declarators, some laxity is
2770 allowed in the placing of attributes.  If an attribute that only applies
2771 to types is applied to a declaration, it will be treated as applying to
2772 the type of that declaration.  If an attribute that only applies to
2773 declarations is applied to the type of a declaration, it will be treated
2774 as applying to that declaration; and, for compatibility with code
2775 placing the attributes immediately before the identifier declared, such
2776 an attribute applied to a function return type will be treated as
2777 applying to the function type, and such an attribute applied to an array
2778 element type will be treated as applying to the array type.  If an
2779 attribute that only applies to function types is applied to a
2780 pointer-to-function type, it will be treated as applying to the pointer
2781 target type; if such an attribute is applied to a function return type
2782 that is not a pointer-to-function type, it will be treated as applying
2783 to the function type.
2784
2785 @node Function Prototypes
2786 @section Prototypes and Old-Style Function Definitions
2787 @cindex function prototype declarations
2788 @cindex old-style function definitions
2789 @cindex promotion of formal parameters
2790
2791 GNU C extends ISO C to allow a function prototype to override a later
2792 old-style non-prototype definition.  Consider the following example:
2793
2794 @example
2795 /* @r{Use prototypes unless the compiler is old-fashioned.}  */
2796 #ifdef __STDC__
2797 #define P(x) x
2798 #else
2799 #define P(x) ()
2800 #endif
2801
2802 /* @r{Prototype function declaration.}  */
2803 int isroot P((uid_t));
2804
2805 /* @r{Old-style function definition.}  */
2806 int
2807 isroot (x)   /* ??? lossage here ??? */
2808      uid_t x;
2809 @{
2810   return x == 0;
2811 @}
2812 @end example
2813
2814 Suppose the type @code{uid_t} happens to be @code{short}.  ISO C does
2815 not allow this example, because subword arguments in old-style
2816 non-prototype definitions are promoted.  Therefore in this example the
2817 function definition's argument is really an @code{int}, which does not
2818 match the prototype argument type of @code{short}.
2819
2820 This restriction of ISO C makes it hard to write code that is portable
2821 to traditional C compilers, because the programmer does not know
2822 whether the @code{uid_t} type is @code{short}, @code{int}, or
2823 @code{long}.  Therefore, in cases like these GNU C allows a prototype
2824 to override a later old-style definition.  More precisely, in GNU C, a
2825 function prototype argument type overrides the argument type specified
2826 by a later old-style definition if the former type is the same as the
2827 latter type before promotion.  Thus in GNU C the above example is
2828 equivalent to the following:
2829
2830 @example
2831 int isroot (uid_t);
2832
2833 int
2834 isroot (uid_t x)
2835 @{
2836   return x == 0;
2837 @}
2838 @end example
2839
2840 @noindent
2841 GNU C++ does not support old-style function definitions, so this
2842 extension is irrelevant.
2843
2844 @node C++ Comments
2845 @section C++ Style Comments
2846 @cindex //
2847 @cindex C++ comments
2848 @cindex comments, C++ style
2849
2850 In GNU C, you may use C++ style comments, which start with @samp{//} and
2851 continue until the end of the line.  Many other C implementations allow
2852 such comments, and they are included in the 1999 C standard.  However,
2853 C++ style comments are not recognized if you specify an @option{-std}
2854 option specifying a version of ISO C before C99, or @option{-ansi}
2855 (equivalent to @option{-std=c89}).
2856
2857 @node Dollar Signs
2858 @section Dollar Signs in Identifier Names
2859 @cindex $
2860 @cindex dollar signs in identifier names
2861 @cindex identifier names, dollar signs in
2862
2863 In GNU C, you may normally use dollar signs in identifier names.
2864 This is because many traditional C implementations allow such identifiers.
2865 However, dollar signs in identifiers are not supported on a few target
2866 machines, typically because the target assembler does not allow them.
2867
2868 @node Character Escapes
2869 @section The Character @key{ESC} in Constants
2870
2871 You can use the sequence @samp{\e} in a string or character constant to
2872 stand for the ASCII character @key{ESC}.
2873
2874 @node Alignment
2875 @section Inquiring on Alignment of Types or Variables
2876 @cindex alignment
2877 @cindex type alignment
2878 @cindex variable alignment
2879
2880 The keyword @code{__alignof__} allows you to inquire about how an object
2881 is aligned, or the minimum alignment usually required by a type.  Its
2882 syntax is just like @code{sizeof}.
2883
2884 For example, if the target machine requires a @code{double} value to be
2885 aligned on an 8-byte boundary, then @code{__alignof__ (double)} is 8.
2886 This is true on many RISC machines.  On more traditional machine
2887 designs, @code{__alignof__ (double)} is 4 or even 2.
2888
2889 Some machines never actually require alignment; they allow reference to any
2890 data type even at an odd addresses.  For these machines, @code{__alignof__}
2891 reports the @emph{recommended} alignment of a type.
2892
2893 If the operand of @code{__alignof__} is an lvalue rather than a type,
2894 its value is the required alignment for its type, taking into account
2895 any minimum alignment specified with GCC's @code{__attribute__}
2896 extension (@pxref{Variable Attributes}).  For example, after this
2897 declaration:
2898
2899 @example
2900 struct foo @{ int x; char y; @} foo1;
2901 @end example
2902
2903 @noindent
2904 the value of @code{__alignof__ (foo1.y)} is 1, even though its actual
2905 alignment is probably 2 or 4, the same as @code{__alignof__ (int)}.
2906
2907 It is an error to ask for the alignment of an incomplete type.
2908
2909 @node Variable Attributes
2910 @section Specifying Attributes of Variables
2911 @cindex attribute of variables
2912 @cindex variable attributes
2913
2914 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
2915 attributes of variables or structure fields.  This keyword is followed
2916 by an attribute specification inside double parentheses.  Ten
2917 attributes are currently defined for variables: @code{aligned},
2918 @code{mode}, @code{nocommon}, @code{packed}, @code{section},
2919 @code{transparent_union}, @code{unused}, @code{deprecated},
2920 @code{vector_size}, and @code{weak}.  Some other attributes are defined
2921 for variables on particular target systems.  Other attributes are
2922 available for functions (@pxref{Function Attributes}) and for types
2923 (@pxref{Type Attributes}).  Other front ends might define more
2924 attributes (@pxref{C++ Extensions,,Extensions to the C++ Language}).
2925
2926 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
2927 each keyword.  This allows you to use them in header files without
2928 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
2929 you may use @code{__aligned__} instead of @code{aligned}.
2930
2931 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
2932 attributes.
2933
2934 @table @code
2935 @cindex @code{aligned} attribute
2936 @item aligned (@var{alignment})
2937 This attribute specifies a minimum alignment for the variable or
2938 structure field, measured in bytes.  For example, the declaration:
2939
2940 @smallexample
2941 int x __attribute__ ((aligned (16))) = 0;
2942 @end smallexample
2943
2944 @noindent
2945 causes the compiler to allocate the global variable @code{x} on a
2946 16-byte boundary.  On a 68040, this could be used in conjunction with
2947 an @code{asm} expression to access the @code{move16} instruction which
2948 requires 16-byte aligned operands.
2949
2950 You can also specify the alignment of structure fields.  For example, to
2951 create a double-word aligned @code{int} pair, you could write:
2952
2953 @smallexample
2954 struct foo @{ int x[2] __attribute__ ((aligned (8))); @};
2955 @end smallexample
2956
2957 @noindent
2958 This is an alternative to creating a union with a @code{double} member
2959 that forces the union to be double-word aligned.
2960
2961 As in the preceding examples, you can explicitly specify the alignment
2962 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given variable or
2963 structure field.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
2964 and just ask the compiler to align a variable or field to the maximum
2965 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
2966 example, you could write:
2967
2968 @smallexample
2969 short array[3] __attribute__ ((aligned));
2970 @end smallexample
2971
2972 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned} attribute
2973 specification, the compiler automatically sets the alignment for the declared
2974 variable or field to the largest alignment which is ever used for any data
2975 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often make
2976 copy operations more efficient, because the compiler can use whatever
2977 instructions copy the biggest chunks of memory when performing copies to
2978 or from the variables or fields that you have aligned this way.
2979
2980 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
2981 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
2982
2983 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
2984 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
2985 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
2986 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
2987 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
2988 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
2989 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
2990 alignment.  See your linker documentation for further information.
2991
2992 @item mode (@var{mode})
2993 @cindex @code{mode} attribute
2994 This attribute specifies the data type for the declaration---whichever
2995 type corresponds to the mode @var{mode}.  This in effect lets you
2996 request an integer or floating point type according to its width.
2997
2998 You may also specify a mode of @samp{byte} or @samp{__byte__} to
2999 indicate the mode corresponding to a one-byte integer, @samp{word} or
3000 @samp{__word__} for the mode of a one-word integer, and @samp{pointer}
3001 or @samp{__pointer__} for the mode used to represent pointers.
3002
3003 @item nocommon
3004 @cindex @code{nocommon} attribute
3005 @opindex fno-common
3006 This attribute specifies requests GCC not to place a variable
3007 ``common'' but instead to allocate space for it directly.  If you
3008 specify the @option{-fno-common} flag, GCC will do this for all
3009 variables.
3010
3011 Specifying the @code{nocommon} attribute for a variable provides an
3012 initialization of zeros.  A variable may only be initialized in one
3013 source file.
3014
3015 @item packed
3016 @cindex @code{packed} attribute
3017 The @code{packed} attribute specifies that a variable or structure field
3018 should have the smallest possible alignment---one byte for a variable,
3019 and one bit for a field, unless you specify a larger value with the
3020 @code{aligned} attribute.
3021
3022 Here is a structure in which the field @code{x} is packed, so that it
3023 immediately follows @code{a}:
3024
3025 @example
3026 struct foo
3027 @{
3028   char a;
3029   int x[2] __attribute__ ((packed));
3030 @};
3031 @end example
3032
3033 @item section ("@var{section-name}")
3034 @cindex @code{section} variable attribute
3035 Normally, the compiler places the objects it generates in sections like
3036 @code{data} and @code{bss}.  Sometimes, however, you need additional sections,
3037 or you need certain particular variables to appear in special sections,
3038 for example to map to special hardware.  The @code{section}
3039 attribute specifies that a variable (or function) lives in a particular
3040 section.  For example, this small program uses several specific section names:
3041
3042 @smallexample
3043 struct duart a __attribute__ ((section ("DUART_A"))) = @{ 0 @};
3044 struct duart b __attribute__ ((section ("DUART_B"))) = @{ 0 @};
3045 char stack[10000] __attribute__ ((section ("STACK"))) = @{ 0 @};
3046 int init_data __attribute__ ((section ("INITDATA"))) = 0;
3047
3048 main()
3049 @{
3050   /* Initialize stack pointer */
3051   init_sp (stack + sizeof (stack));
3052
3053   /* Initialize initialized data */
3054   memcpy (&init_data, &data, &edata - &data);
3055
3056   /* Turn on the serial ports */
3057   init_duart (&a);
3058   init_duart (&b);
3059 @}
3060 @end smallexample
3061
3062 @noindent
3063 Use the @code{section} attribute with an @emph{initialized} definition
3064 of a @emph{global} variable, as shown in the example.  GCC issues
3065 a warning and otherwise ignores the @code{section} attribute in
3066 uninitialized variable declarations.
3067
3068 You may only use the @code{section} attribute with a fully initialized
3069 global definition because of the way linkers work.  The linker requires
3070 each object be defined once, with the exception that uninitialized
3071 variables tentatively go in the @code{common} (or @code{bss}) section
3072 and can be multiply ``defined''.  You can force a variable to be
3073 initialized with the @option{-fno-common} flag or the @code{nocommon}
3074 attribute.
3075
3076 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
3077 attribute is not available on all platforms.
3078 If you need to map the entire contents of a module to a particular
3079 section, consider using the facilities of the linker instead.
3080
3081 @item shared
3082 @cindex @code{shared} variable attribute
3083 On Windows NT, in addition to putting variable definitions in a named
3084 section, the section can also be shared among all running copies of an
3085 executable or DLL@.  For example, this small program defines shared data
3086 by putting it in a named section @code{shared} and marking the section
3087 shareable:
3088
3089 @smallexample
3090 int foo __attribute__((section ("shared"), shared)) = 0;
3091
3092 int
3093 main()
3094 @{
3095   /* Read and write foo.  All running
3096      copies see the same value.  */
3097   return 0;
3098 @}
3099 @end smallexample
3100
3101 @noindent
3102 You may only use the @code{shared} attribute along with @code{section}
3103 attribute with a fully initialized global definition because of the way
3104 linkers work.  See @code{section} attribute for more information.
3105
3106 The @code{shared} attribute is only available on Windows NT@.
3107
3108 @item transparent_union
3109 This attribute, attached to a function parameter which is a union, means
3110 that the corresponding argument may have the type of any union member,
3111 but the argument is passed as if its type were that of the first union
3112 member.  For more details see @xref{Type Attributes}.  You can also use
3113 this attribute on a @code{typedef} for a union data type; then it
3114 applies to all function parameters with that type.
3115
3116 @item unused
3117 This attribute, attached to a variable, means that the variable is meant
3118 to be possibly unused.  GCC will not produce a warning for this
3119 variable.
3120
3121 @item deprecated
3122 The @code{deprecated} attribute results in a warning if the variable
3123 is used anywhere in the source file.  This is useful when identifying
3124 variables that are expected to be removed in a future version of a
3125 program.  The warning also includes the location of the declaration
3126 of the deprecated variable, to enable users to easily find further
3127 information about why the variable is deprecated, or what they should
3128 do instead.  Note that the warnings only occurs for uses:
3129
3130 @smallexample
3131 extern int old_var __attribute__ ((deprecated));
3132 extern int old_var;
3133 int new_fn () @{ return old_var; @}
3134 @end smallexample
3135
3136 results in a warning on line 3 but not line 2.
3137
3138 The @code{deprecated} attribute can also be used for functions and
3139 types (@pxref{Function Attributes}, @pxref{Type Attributes}.)
3140
3141 @item vector_size (@var{bytes})
3142 This attribute specifies the vector size for the variable, measured in
3143 bytes.  For example, the declaration:
3144
3145 @smallexample
3146 int foo __attribute__ ((vector_size (16)));
3147 @end smallexample
3148
3149 @noindent
3150 causes the compiler to set the mode for @code{foo}, to be 16 bytes,
3151 divided into @code{int} sized units.  Assuming a 32-bit int (a vector of
3152 4 units of 4 bytes), the corresponding mode of @code{foo} will be V4SI@.
3153
3154 This attribute is only applicable to integral and float scalars,
3155 although arrays, pointers, and function return values are allowed in
3156 conjunction with this construct.
3157
3158 Aggregates with this attribute are invalid, even if they are of the same
3159 size as a corresponding scalar.  For example, the declaration:
3160
3161 @smallexample
3162 struct S @{ int a; @};
3163 struct S  __attribute__ ((vector_size (16))) foo;
3164 @end smallexample
3165
3166 @noindent
3167 is invalid even if the size of the structure is the same as the size of
3168 the @code{int}.
3169
3170 @item weak
3171 The @code{weak} attribute is described in @xref{Function Attributes}.
3172
3173 @item model (@var{model-name})
3174 @cindex variable addressability on the M32R/D
3175 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object.
3176 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
3177 or @code{large}, representing each of the code models.
3178
3179 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
3180 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction).
3181
3182 Medium and large model objects may live anywhere in the 32-bit address space
3183 (the compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their
3184 addresses).
3185
3186 @end table
3187
3188 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
3189 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
3190 packed))}.
3191
3192 @node Type Attributes
3193 @section Specifying Attributes of Types
3194 @cindex attribute of types
3195 @cindex type attributes
3196
3197 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
3198 attributes of @code{struct} and @code{union} types when you define such
3199 types.  This keyword is followed by an attribute specification inside
3200 double parentheses.  Six attributes are currently defined for types:
3201 @code{aligned}, @code{packed}, @code{transparent_union}, @code{unused},
3202 @code{deprecated} and @code{may_alias}.  Other attributes are defined for
3203 functions (@pxref{Function Attributes}) and for variables
3204 (@pxref{Variable Attributes}).
3205
3206 You may also specify any one of these attributes with @samp{__}
3207 preceding and following its keyword.  This allows you to use these
3208 attributes in header files without being concerned about a possible
3209 macro of the same name.  For example, you may use @code{__aligned__}
3210 instead of @code{aligned}.
3211
3212 You may specify the @code{aligned} and @code{transparent_union}
3213 attributes either in a @code{typedef} declaration or just past the
3214 closing curly brace of a complete enum, struct or union type
3215 @emph{definition} and the @code{packed} attribute only past the closing
3216 brace of a definition.
3217
3218 You may also specify attributes between the enum, struct or union
3219 tag and the name of the type rather than after the closing brace.
3220
3221 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
3222 attributes.
3223
3224 @table @code
3225 @cindex @code{aligned} attribute
3226 @item aligned (@var{alignment})
3227 This attribute specifies a minimum alignment (in bytes) for variables
3228 of the specified type.  For example, the declarations:
3229
3230 @smallexample
3231 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned (8)));
3232 typedef int more_aligned_int __attribute__ ((aligned (8)));
3233 @end smallexample
3234
3235 @noindent
3236 force the compiler to insure (as far as it can) that each variable whose
3237 type is @code{struct S} or @code{more_aligned_int} will be allocated and
3238 aligned @emph{at least} on a 8-byte boundary.  On a Sparc, having all
3239 variables of type @code{struct S} aligned to 8-byte boundaries allows
3240 the compiler to use the @code{ldd} and @code{std} (doubleword load and
3241 store) instructions when copying one variable of type @code{struct S} to
3242 another, thus improving run-time efficiency.
3243
3244 Note that the alignment of any given @code{struct} or @code{union} type
3245 is required by the ISO C standard to be at least a perfect multiple of
3246 the lowest common multiple of the alignments of all of the members of
3247 the @code{struct} or @code{union} in question.  This means that you @emph{can}
3248 effectively adjust the alignment of a @code{struct} or @code{union}
3249 type by attaching an @code{aligned} attribute to any one of the members
3250 of such a type, but the notation illustrated in the example above is a
3251 more obvious, intuitive, and readable way to request the compiler to
3252 adjust the alignment of an entire @code{struct} or @code{union} type.
3253
3254 As in the preceding example, you can explicitly specify the alignment
3255 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given @code{struct}
3256 or @code{union} type.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
3257 and just ask the compiler to align a type to the maximum
3258 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
3259 example, you could write:
3260
3261 @smallexample
3262 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned));
3263 @end smallexample
3264
3265 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned}
3266 attribute specification, the compiler automatically sets the alignment
3267 for the type to the largest alignment which is ever used for any data
3268 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often
3269 make copy operations more efficient, because the compiler can use
3270 whatever instructions copy the biggest chunks of memory when performing
3271 copies to or from the variables which have types that you have aligned
3272 this way.
3273
3274 In the example above, if the size of each @code{short} is 2 bytes, then
3275 the size of the entire @code{struct S} type is 6 bytes.  The smallest
3276 power of two which is greater than or equal to that is 8, so the
3277 compiler sets the alignment for the entire @code{struct S} type to 8
3278 bytes.
3279
3280 Note that although you can ask the compiler to select a time-efficient
3281 alignment for a given type and then declare only individual stand-alone
3282 objects of that type, the compiler's ability to select a time-efficient
3283 alignment is primarily useful only when you plan to create arrays of
3284 variables having the relevant (efficiently aligned) type.  If you
3285 declare or use arrays of variables of an efficiently-aligned type, then
3286 it is likely that your program will also be doing pointer arithmetic (or
3287 subscripting, which amounts to the same thing) on pointers to the
3288 relevant type, and the code that the compiler generates for these
3289 pointer arithmetic operations will often be more efficient for
3290 efficiently-aligned types than for other types.
3291
3292 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
3293 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
3294
3295 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
3296 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
3297 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
3298 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
3299 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
3300 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
3301 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
3302 alignment.  See your linker documentation for further information.
3303
3304 @item packed
3305 This attribute, attached to an @code{enum}, @code{struct}, or
3306 @code{union} type definition, specified that the minimum required memory
3307 be used to represent the type.
3308
3309 @opindex fshort-enums
3310 Specifying this attribute for @code{struct} and @code{union} types is
3311 equivalent to specifying the @code{packed} attribute on each of the
3312 structure or union members.  Specifying the @option{-fshort-enums}
3313 flag on the line is equivalent to specifying the @code{packed}
3314 attribute on all @code{enum} definitions.
3315
3316 You may only specify this attribute after a closing curly brace on an
3317 @code{enum} definition, not in a @code{typedef} declaration, unless that
3318 declaration also contains the definition of the @code{enum}.
3319
3320 @item transparent_union
3321 This attribute, attached to a @code{union} type definition, indicates
3322 that any function parameter having that union type causes calls to that
3323 function to be treated in a special way.
3324
3325 First, the argument corresponding to a transparent union type can be of
3326 any type in the union; no cast is required.  Also, if the union contains
3327 a pointer type, the corresponding argument can be a null pointer
3328 constant or a void pointer expression; and if the union contains a void
3329 pointer type, the corresponding argument can be any pointer expression.
3330 If the union member type is a pointer, qualifiers like @code{const} on
3331 the referenced type must be respected, just as with normal pointer
3332 conversions.
3333
3334 Second, the argument is passed to the function using the calling
3335 conventions of first member of the transparent union, not the calling
3336 conventions of the union itself.  All members of the union must have the
3337 same machine representation; this is necessary for this argument passing
3338 to work properly.
3339
3340 Transparent unions are designed for library functions that have multiple
3341 interfaces for compatibility reasons.  For example, suppose the
3342 @code{wait} function must accept either a value of type @code{int *} to
3343 comply with Posix, or a value of type @code{union wait *} to comply with
3344 the 4.1BSD interface.  If @code{wait}'s parameter were @code{void *},
3345 @code{wait} would accept both kinds of arguments, but it would also
3346 accept any other pointer type and this would make argument type checking
3347 less useful.  Instead, @code{<sys/wait.h>} might define the interface
3348 as follows:
3349
3350 @smallexample
3351 typedef union
3352   @{
3353     int *__ip;
3354     union wait *__up;
3355   @} wait_status_ptr_t __attribute__ ((__transparent_union__));
3356
3357 pid_t wait (wait_status_ptr_t);
3358 @end smallexample
3359
3360 This interface allows either @code{int *} or @code{union wait *}
3361 arguments to be passed, using the @code{int *} calling convention.
3362 The program can call @code{wait} with arguments of either type:
3363
3364 @example
3365 int w1 () @{ int w; return wait (&w); @}
3366 int w2 () @{ union wait w; return wait (&w); @}
3367 @end example
3368
3369 With this interface, @code{wait}'s implementation might look like this:
3370
3371 @example
3372 pid_t wait (wait_status_ptr_t p)
3373 @{
3374   return waitpid (-1, p.__ip, 0);
3375 @}
3376 @end example
3377
3378 @item unused
3379 When attached to a type (including a @code{union} or a @code{struct}),
3380 this attribute means that variables of that type are meant to appear
3381 possibly unused.  GCC will not produce a warning for any variables of
3382 that type, even if the variable appears to do nothing.  This is often
3383 the case with lock or thread classes, which are usually defined and then
3384 not referenced, but contain constructors and destructors that have
3385 nontrivial bookkeeping functions.
3386
3387 @item deprecated
3388 The @code{deprecated} attribute results in a warning if the type
3389 is used anywhere in the source file.  This is useful when identifying
3390 types that are expected to be removed in a future version of a program.
3391 If possible, the warning also includes the location of the declaration
3392 of the deprecated type, to enable users to easily find further
3393 information about why the type is deprecated, or what they should do
3394 instead.  Note that the warnings only occur for uses and then only
3395 if the type is being applied to an identifier that itself is not being
3396 declared as deprecated.
3397
3398 @smallexample
3399 typedef int T1 __attribute__ ((deprecated));
3400 T1 x;
3401 typedef T1 T2;
3402 T2 y;
3403 typedef T1 T3 __attribute__ ((deprecated));
3404 T3 z __attribute__ ((deprecated));
3405 @end smallexample
3406
3407 results in a warning on line 2 and 3 but not lines 4, 5, or 6.  No
3408 warning is issued for line 4 because T2 is not explicitly
3409 deprecated.  Line 5 has no warning because T3 is explicitly
3410 deprecated.  Similarly for line 6.
3411
3412 The @code{deprecated} attribute can also be used for functions and
3413 variables (@pxref{Function Attributes}, @pxref{Variable Attributes}.)
3414
3415 @item may_alias
3416 Accesses to objects with types with this attribute are not subjected to
3417 type-based alias analysis, but are instead assumed to be able to alias
3418 any other type of objects, just like the @code{char} type.  See
3419 @option{-fstrict-aliasing} for more information on aliasing issues.
3420
3421 Example of use:
3422
3423 @example
3424 typedef short __attribute__((__may_alias__)) short_a;
3425
3426 int
3427 main (void)
3428 @{
3429   int a = 0x12345678;
3430   short_a *b = (short_a *) &a;
3431
3432   b[1] = 0;
3433
3434   if (a == 0x12345678)
3435     abort();
3436
3437   exit(0);
3438 @}
3439 @end example
3440
3441 If you replaced @code{short_a} with @code{short} in the variable
3442 declaration, the above program would abort when compiled with
3443 @option{-fstrict-aliasing}, which is on by default at @option{-O2} or
3444 above in recent GCC versions.
3445 @end table
3446
3447 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
3448 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
3449 packed))}.
3450
3451 @node Inline
3452 @section An Inline Function is As Fast As a Macro
3453 @cindex inline functions
3454 @cindex integrating function code
3455 @cindex open coding
3456 @cindex macros, inline alternative
3457
3458 By declaring a function @code{inline}, you can direct GCC to
3459 integrate that function's code into the code for its callers.  This
3460 makes execution faster by eliminating the function-call overhead; in
3461 addition, if any of the actual argument values are constant, their known
3462 values may permit simplifications at compile time so that not all of the
3463 inline function's code needs to be included.  The effect on code size is
3464 less predictable; object code may be larger or smaller with function
3465 inlining, depending on the particular case.  Inlining of functions is an
3466 optimization and it really ``works'' only in optimizing compilation.  If
3467 you don't use @option{-O}, no function is really inline.
3468
3469 Inline functions are included in the ISO C99 standard, but there are
3470 currently substantial differences between what GCC implements and what
3471 the ISO C99 standard requires.
3472
3473 To declare a function inline, use the @code{inline} keyword in its
3474 declaration, like this:
3475
3476 @example
3477 inline int
3478 inc (int *a)
3479 @{
3480   (*a)++;
3481 @}
3482 @end example
3483
3484 (If you are writing a header file to be included in ISO C programs, write
3485 @code{__inline__} instead of @code{inline}.  @xref{Alternate Keywords}.)
3486 You can also make all ``simple enough'' functions inline with the option
3487 @option{-finline-functions}.
3488
3489 @opindex Winline
3490 Note that certain usages in a function definition can make it unsuitable
3491 for inline substitution.  Among these usages are: use of varargs, use of
3492 alloca, use of variable sized data types (@pxref{Variable Length}),
3493 use of computed goto (@pxref{Labels as Values}), use of nonlocal goto,
3494 and nested functions (@pxref{Nested Functions}).  Using @option{-Winline}
3495 will warn when a function marked @code{inline} could not be substituted,
3496 and will give the reason for the failure.
3497
3498 Note that in C and Objective-C, unlike C++, the @code{inline} keyword
3499 does not affect the linkage of the function.
3500
3501 @cindex automatic @code{inline} for C++ member fns
3502 @cindex @code{inline} automatic for C++ member fns
3503 @cindex member fns, automatically @code{inline}
3504 @cindex C++ member fns, automatically @code{inline}
3505 @opindex fno-default-inline
3506 GCC automatically inlines member functions defined within the class
3507 body of C++ programs even if they are not explicitly declared
3508 @code{inline}.  (You can override this with @option{-fno-default-inline};
3509 @pxref{C++ Dialect Options,,Options Controlling C++ Dialect}.)
3510
3511 @cindex inline functions, omission of
3512 @opindex fkeep-inline-functions
3513 When a function is both inline and @code{static}, if all calls to the
3514 function are integrated into the caller, and the function's address is
3515 never used, then the function's own assembler code is never referenced.
3516 In this case, GCC does not actually output assembler code for the
3517 function, unless you specify the option @option{-fkeep-inline-functions}.
3518 Some calls cannot be integrated for various reasons (in particular,
3519 calls that precede the function's definition cannot be integrated, and
3520 neither can recursive calls within the definition).  If there is a
3521 nonintegrated call, then the function is compiled to assembler code as
3522 usual.  The function must also be compiled as usual if the program
3523 refers to its address, because that can't be inlined.
3524
3525 @cindex non-static inline function
3526 When an inline function is not @code{static}, then the compiler must assume
3527 that there may be calls from other source files; since a global symbol can
3528 be defined only once in any program, the function must not be defined in
3529 the other source files, so the calls therein cannot be integrated.
3530 Therefore, a non-@code{static} inline function is always compiled on its
3531 own in the usual fashion.
3532
3533 If you specify both @code{inline} and @code{extern} in the function
3534 definition, then the definition is used only for inlining.  In no case
3535 is the function compiled on its own, not even if you refer to its
3536 address explicitly.  Such an address becomes an external reference, as
3537 if you had only declared the function, and had not defined it.
3538
3539 This combination of @code{inline} and @code{extern} has almost the
3540 effect of a macro.  The way to use it is to put a function definition in
3541 a header file with these keywords, and put another copy of the
3542 definition (lacking @code{inline} and @code{extern}) in a library file.
3543 The definition in the header file will cause most calls to the function
3544 to be inlined.  If any uses of the function remain, they will refer to
3545 the single copy in the library.
3546
3547 For future compatibility with when GCC implements ISO C99 semantics for
3548 inline functions, it is best to use @code{static inline} only.  (The
3549 existing semantics will remain available when @option{-std=gnu89} is
3550 specified, but eventually the default will be @option{-std=gnu99} and
3551 that will implement the C99 semantics, though it does not do so yet.)
3552
3553 GCC does not inline any functions when not optimizing unless you specify
3554 the @samp{always_inline} attribute for the function, like this:
3555
3556 @example
3557 /* Prototype.  */
3558 inline void foo (const char) __attribute__((always_inline));
3559 @end example
3560
3561 @node Extended Asm
3562 @section Assembler Instructions with C Expression Operands
3563 @cindex extended @code{asm}
3564 @cindex @code{asm} expressions
3565 @cindex assembler instructions
3566 @cindex registers
3567
3568 In an assembler instruction using @code{asm}, you can specify the
3569 operands of the instruction using C expressions.  This means you need not
3570 guess which registers or memory locations will contain the data you want
3571 to use.
3572
3573 You must specify an assembler instruction template much like what
3574 appears in a machine description, plus an operand constraint string for
3575 each operand.
3576
3577 For example, here is how to use the 68881's @code{fsinx} instruction:
3578
3579 @example
3580 asm ("fsinx %1,%0" : "=f" (result) : "f" (angle));
3581 @end example
3582
3583 @noindent
3584 Here @code{angle} is the C expression for the input operand while
3585 @code{result} is that of the output operand.  Each has @samp{"f"} as its
3586 operand constraint, saying that a floating point register is required.
3587 The @samp{=} in @samp{=f} indicates that the operand is an output; all
3588 output operands' constraints must use @samp{=}.  The constraints use the
3589 same language used in the machine description (@pxref{Constraints}).
3590
3591 Each operand is described by an operand-constraint string followed by
3592 the C expression in parentheses.  A colon separates the assembler
3593 template from the first output operand and another separates the last
3594 output operand from the first input, if any.  Commas separate the
3595 operands within each group.  The total number of operands is currently
3596 limited to 30; this limitation may be lifted in some future version of
3597 GCC.
3598
3599 If there are no output operands but there are input operands, you must
3600 place two consecutive colons surrounding the place where the output
3601 operands would go.
3602
3603 As of GCC version 3.1, it is also possible to specify input and output
3604 operands using symbolic names which can be referenced within the
3605 assembler code.  These names are specified inside square brackets
3606 preceding the constraint string, and can be referenced inside the
3607 assembler code using @code{%[@var{name}]} instead of a percentage sign
3608 followed by the operand number.  Using named operands the above example
3609 could look like:
3610
3611 @example
3612 asm ("fsinx %[angle],%[output]"
3613      : [output] "=f" (result)
3614      : [angle] "f" (angle));
3615 @end example
3616
3617 @noindent
3618 Note that the symbolic operand names have no relation whatsoever to
3619 other C identifiers.  You may use any name you like, even those of
3620 existing C symbols, but must ensure that no two operands within the same