OSDN Git Service

4814b35e69fd6a3b6a1f055f22077ffbf85fadb2
[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 @end itemize
1297
1298 GCC versions before 3.0 allowed zero-length arrays to be statically
1299 initialized, as if they were flexible arrays.  In addition to those
1300 cases that were useful, it also allowed initializations in situations
1301 that would corrupt later data.  Non-empty initialization of zero-length
1302 arrays is now treated like any case where there are more initializer
1303 elements than the array holds, in that a suitable warning about "excess
1304 elements in array" is given, and the excess elements (all of them, in
1305 this case) are ignored.
1306
1307 Instead GCC allows static initialization of flexible array members.
1308 This is equivalent to defining a new structure containing the original
1309 structure followed by an array of sufficient size to contain the data.
1310 I.e.@: in the following, @code{f1} is constructed as if it were declared
1311 like @code{f2}.
1312
1313 @example
1314 struct f1 @{
1315   int x; int y[];
1316 @} f1 = @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @};
1317
1318 struct f2 @{
1319   struct f1 f1; int data[3];
1320 @} f2 = @{ @{ 1 @}, @{ 2, 3, 4 @} @};
1321 @end example
1322
1323 @noindent
1324 The convenience of this extension is that @code{f1} has the desired
1325 type, eliminating the need to consistently refer to @code{f2.f1}.
1326
1327 This has symmetry with normal static arrays, in that an array of
1328 unknown size is also written with @code{[]}.
1329
1330 Of course, this extension only makes sense if the extra data comes at
1331 the end of a top-level object, as otherwise we would be overwriting
1332 data at subsequent offsets.  To avoid undue complication and confusion
1333 with initialization of deeply nested arrays, we simply disallow any
1334 non-empty initialization except when the structure is the top-level
1335 object.  For example:
1336
1337 @example
1338 struct foo @{ int x; int y[]; @};
1339 struct bar @{ struct foo z; @};
1340
1341 struct foo a = @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @};        // @r{Valid.}
1342 struct bar b = @{ @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @} @};    // @r{Invalid.}
1343 struct bar c = @{ @{ 1, @{ @} @} @};            // @r{Valid.}
1344 struct foo d[1] = @{ @{ 1 @{ 2, 3, 4 @} @} @};  // @r{Invalid.}
1345 @end example
1346
1347 @node Variable Length
1348 @section Arrays of Variable Length
1349 @cindex variable-length arrays
1350 @cindex arrays of variable length
1351 @cindex VLAs
1352
1353 Variable-length automatic arrays are allowed in ISO C99, and as an
1354 extension GCC accepts them in C89 mode and in C++.  (However, GCC's
1355 implementation of variable-length arrays does not yet conform in detail
1356 to the ISO C99 standard.)  These arrays are
1357 declared like any other automatic arrays, but with a length that is not
1358 a constant expression.  The storage is allocated at the point of
1359 declaration and deallocated when the brace-level is exited.  For
1360 example:
1361
1362 @example
1363 FILE *
1364 concat_fopen (char *s1, char *s2, char *mode)
1365 @{
1366   char str[strlen (s1) + strlen (s2) + 1];
1367   strcpy (str, s1);
1368   strcat (str, s2);
1369   return fopen (str, mode);
1370 @}
1371 @end example
1372
1373 @cindex scope of a variable length array
1374 @cindex variable-length array scope
1375 @cindex deallocating variable length arrays
1376 Jumping or breaking out of the scope of the array name deallocates the
1377 storage.  Jumping into the scope is not allowed; you get an error
1378 message for it.
1379
1380 @cindex @code{alloca} vs variable-length arrays
1381 You can use the function @code{alloca} to get an effect much like
1382 variable-length arrays.  The function @code{alloca} is available in
1383 many other C implementations (but not in all).  On the other hand,
1384 variable-length arrays are more elegant.
1385
1386 There are other differences between these two methods.  Space allocated
1387 with @code{alloca} exists until the containing @emph{function} returns.
1388 The space for a variable-length array is deallocated as soon as the array
1389 name's scope ends.  (If you use both variable-length arrays and
1390 @code{alloca} in the same function, deallocation of a variable-length array
1391 will also deallocate anything more recently allocated with @code{alloca}.)
1392
1393 You can also use variable-length arrays as arguments to functions:
1394
1395 @example
1396 struct entry
1397 tester (int len, char data[len][len])
1398 @{
1399   /* @r{@dots{}} */
1400 @}
1401 @end example
1402
1403 The length of an array is computed once when the storage is allocated
1404 and is remembered for the scope of the array in case you access it with
1405 @code{sizeof}.
1406
1407 If you want to pass the array first and the length afterward, you can
1408 use a forward declaration in the parameter list---another GNU extension.
1409
1410 @example
1411 struct entry
1412 tester (int len; char data[len][len], int len)
1413 @{
1414   /* @r{@dots{}} */
1415 @}
1416 @end example
1417
1418 @cindex parameter forward declaration
1419 The @samp{int len} before the semicolon is a @dfn{parameter forward
1420 declaration}, and it serves the purpose of making the name @code{len}
1421 known when the declaration of @code{data} is parsed.
1422
1423 You can write any number of such parameter forward declarations in the
1424 parameter list.  They can be separated by commas or semicolons, but the
1425 last one must end with a semicolon, which is followed by the ``real''
1426 parameter declarations.  Each forward declaration must match a ``real''
1427 declaration in parameter name and data type.  ISO C99 does not support
1428 parameter forward declarations.
1429
1430 @node Variadic Macros
1431 @section Macros with a Variable Number of Arguments.
1432 @cindex variable number of arguments
1433 @cindex macro with variable arguments
1434 @cindex rest argument (in macro)
1435 @cindex variadic macros
1436
1437 In the ISO C standard of 1999, a macro can be declared to accept a
1438 variable number of arguments much as a function can.  The syntax for
1439 defining the macro is similar to that of a function.  Here is an
1440 example:
1441
1442 @example
1443 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
1444 @end example
1445
1446 Here @samp{@dots{}} is a @dfn{variable argument}.  In the invocation of
1447 such a macro, it represents the zero or more tokens until the closing
1448 parenthesis that ends the invocation, including any commas.  This set of
1449 tokens replaces the identifier @code{__VA_ARGS__} in the macro body
1450 wherever it appears.  See the CPP manual for more information.
1451
1452 GCC has long supported variadic macros, and used a different syntax that
1453 allowed you to give a name to the variable arguments just like any other
1454 argument.  Here is an example:
1455
1456 @example
1457 #define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)
1458 @end example
1459
1460 This is in all ways equivalent to the ISO C example above, but arguably
1461 more readable and descriptive.
1462
1463 GNU CPP has two further variadic macro extensions, and permits them to
1464 be used with either of the above forms of macro definition.
1465
1466 In standard C, you are not allowed to leave the variable argument out
1467 entirely; but you are allowed to pass an empty argument.  For example,
1468 this invocation is invalid in ISO C, because there is no comma after
1469 the string:
1470
1471 @example
1472 debug ("A message")
1473 @end example
1474
1475 GNU CPP permits you to completely omit the variable arguments in this
1476 way.  In the above examples, the compiler would complain, though since
1477 the expansion of the macro still has the extra comma after the format
1478 string.
1479
1480 To help solve this problem, CPP behaves specially for variable arguments
1481 used with the token paste operator, @samp{##}.  If instead you write
1482
1483 @example
1484 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, ## __VA_ARGS__)
1485 @end example
1486
1487 and if the variable arguments are omitted or empty, the @samp{##}
1488 operator causes the preprocessor to remove the comma before it.  If you
1489 do provide some variable arguments in your macro invocation, GNU CPP
1490 does not complain about the paste operation and instead places the
1491 variable arguments after the comma.  Just like any other pasted macro
1492 argument, these arguments are not macro expanded.
1493
1494 @node Escaped Newlines
1495 @section Slightly Looser Rules for Escaped Newlines
1496 @cindex escaped newlines
1497 @cindex newlines (escaped)
1498
1499 Recently, the preprocessor has relaxed its treatment of escaped
1500 newlines.  Previously, the newline had to immediately follow a
1501 backslash.  The current implementation allows whitespace in the form of
1502 spaces, horizontal and vertical tabs, and form feeds between the
1503 backslash and the subsequent newline.  The preprocessor issues a
1504 warning, but treats it as a valid escaped newline and combines the two
1505 lines to form a single logical line.  This works within comments and
1506 tokens, including multi-line strings, as well as between tokens.
1507 Comments are @emph{not} treated as whitespace for the purposes of this
1508 relaxation, since they have not yet been replaced with spaces.
1509
1510 @node Multi-line Strings
1511 @section String Literals with Embedded Newlines
1512 @cindex multi-line string literals
1513
1514 As an extension, GNU CPP permits string literals to cross multiple lines
1515 without escaping the embedded newlines.  Each embedded newline is
1516 replaced with a single @samp{\n} character in the resulting string
1517 literal, regardless of what form the newline took originally.
1518
1519 CPP currently allows such strings in directives as well (other than the
1520 @samp{#include} family).  This is deprecated and will eventually be
1521 removed.
1522
1523 @node Subscripting
1524 @section Non-Lvalue Arrays May Have Subscripts
1525 @cindex subscripting
1526 @cindex arrays, non-lvalue
1527
1528 @cindex subscripting and function values
1529 In ISO C99, arrays that are not lvalues still decay to pointers, and
1530 may be subscripted, although they may not be modified or used after
1531 the next sequence point and the unary @samp{&} operator may not be
1532 applied to them.  As an extension, GCC allows such arrays to be
1533 subscripted in C89 mode, though otherwise they do not decay to
1534 pointers outside C99 mode.  For example,
1535 this is valid in GNU C though not valid in C89:
1536
1537 @example
1538 @group
1539 struct foo @{int a[4];@};
1540
1541 struct foo f();
1542
1543 bar (int index)
1544 @{
1545   return f().a[index];
1546 @}
1547 @end group
1548 @end example
1549
1550 @node Pointer Arith
1551 @section Arithmetic on @code{void}- and Function-Pointers
1552 @cindex void pointers, arithmetic
1553 @cindex void, size of pointer to
1554 @cindex function pointers, arithmetic
1555 @cindex function, size of pointer to
1556
1557 In GNU C, addition and subtraction operations are supported on pointers to
1558 @code{void} and on pointers to functions.  This is done by treating the
1559 size of a @code{void} or of a function as 1.
1560
1561 A consequence of this is that @code{sizeof} is also allowed on @code{void}
1562 and on function types, and returns 1.
1563
1564 @opindex Wpointer-arith
1565 The option @option{-Wpointer-arith} requests a warning if these extensions
1566 are used.
1567
1568 @node Initializers
1569 @section Non-Constant Initializers
1570 @cindex initializers, non-constant
1571 @cindex non-constant initializers
1572
1573 As in standard C++ and ISO C99, the elements of an aggregate initializer for an
1574 automatic variable are not required to be constant expressions in GNU C@.
1575 Here is an example of an initializer with run-time varying elements:
1576
1577 @example
1578 foo (float f, float g)
1579 @{
1580   float beat_freqs[2] = @{ f-g, f+g @};
1581   /* @r{@dots{}} */
1582 @}
1583 @end example
1584
1585 @node Compound Literals
1586 @section Compound Literals
1587 @cindex constructor expressions
1588 @cindex initializations in expressions
1589 @cindex structures, constructor expression
1590 @cindex expressions, constructor
1591 @cindex compound literals
1592 @c The GNU C name for what C99 calls compound literals was "constructor expressions".
1593
1594 ISO C99 supports compound literals.  A compound literal looks like
1595 a cast containing an initializer.  Its value is an object of the
1596 type specified in the cast, containing the elements specified in
1597 the initializer; it is an lvalue.  As an extension, GCC supports
1598 compound literals in C89 mode and in C++.
1599
1600 Usually, the specified type is a structure.  Assume that
1601 @code{struct foo} and @code{structure} are declared as shown:
1602
1603 @example
1604 struct foo @{int a; char b[2];@} structure;
1605 @end example
1606
1607 @noindent
1608 Here is an example of constructing a @code{struct foo} with a compound literal:
1609
1610 @example
1611 structure = ((struct foo) @{x + y, 'a', 0@});
1612 @end example
1613
1614 @noindent
1615 This is equivalent to writing the following:
1616
1617 @example
1618 @{
1619   struct foo temp = @{x + y, 'a', 0@};
1620   structure = temp;
1621 @}
1622 @end example
1623
1624 You can also construct an array.  If all the elements of the compound literal
1625 are (made up of) simple constant expressions, suitable for use in
1626 initializers of objects of static storage duration, then the compound
1627 literal can be coerced to a pointer to its first element and used in
1628 such an initializer, as shown here:
1629
1630 @example
1631 char **foo = (char *[]) @{ "x", "y", "z" @};
1632 @end example
1633
1634 Compound literals for scalar types and union types are is
1635 also allowed, but then the compound literal is equivalent
1636 to a cast.
1637
1638 As a GNU extension, GCC allows initialization of objects with static storage
1639 duration by compound literals (which is not possible in ISO C99, because
1640 the initializer is not a constant).
1641 It is handled as if the object was initialized only with the bracket
1642 enclosed list if compound literal's and object types match.
1643 The initializer list of the compound literal must be constant.
1644 If the object being initialized has array type of unknown size, the size is
1645 determined by compound literal size.
1646
1647 @example
1648 static struct foo x = (struct foo) @{1, 'a', 'b'@};
1649 static int y[] = (int []) @{1, 2, 3@};
1650 static int z[] = (int [3]) @{1@};
1651 @end example
1652
1653 @noindent
1654 The above lines are equivalent to the following:
1655 @example
1656 static struct foo x = @{1, 'a', 'b'@};
1657 static int y[] = @{1, 2, 3@};
1658 static int z[] = @{1, 0, 0@};
1659 @end example
1660
1661 @node Designated Inits
1662 @section Designated Initializers
1663 @cindex initializers with labeled elements
1664 @cindex labeled elements in initializers
1665 @cindex case labels in initializers
1666 @cindex designated initializers
1667
1668 Standard C89 requires the elements of an initializer to appear in a fixed
1669 order, the same as the order of the elements in the array or structure
1670 being initialized.
1671
1672 In ISO C99 you can give the elements in any order, specifying the array
1673 indices or structure field names they apply to, and GNU C allows this as
1674 an extension in C89 mode as well.  This extension is not
1675 implemented in GNU C++.
1676
1677 To specify an array index, write
1678 @samp{[@var{index}] =} before the element value.  For example,
1679
1680 @example
1681 int a[6] = @{ [4] = 29, [2] = 15 @};
1682 @end example
1683
1684 @noindent
1685 is equivalent to
1686
1687 @example
1688 int a[6] = @{ 0, 0, 15, 0, 29, 0 @};
1689 @end example
1690
1691 @noindent
1692 The index values must be constant expressions, even if the array being
1693 initialized is automatic.
1694
1695 An alternative syntax for this which has been obsolete since GCC 2.5 but
1696 GCC still accepts is to write @samp{[@var{index}]} before the element
1697 value, with no @samp{=}.
1698
1699 To initialize a range of elements to the same value, write
1700 @samp{[@var{first} ... @var{last}] = @var{value}}.  This is a GNU
1701 extension.  For example,
1702
1703 @example
1704 int widths[] = @{ [0 ... 9] = 1, [10 ... 99] = 2, [100] = 3 @};
1705 @end example
1706
1707 @noindent
1708 If the value in it has side-effects, the side-effects will happen only once,
1709 not for each initialized field by the range initializer.
1710
1711 @noindent
1712 Note that the length of the array is the highest value specified
1713 plus one.
1714
1715 In a structure initializer, specify the name of a field to initialize
1716 with @samp{.@var{fieldname} =} before the element value.  For example,
1717 given the following structure,
1718
1719 @example
1720 struct point @{ int x, y; @};
1721 @end example
1722
1723 @noindent
1724 the following initialization
1725
1726 @example
1727 struct point p = @{ .y = yvalue, .x = xvalue @};
1728 @end example
1729
1730 @noindent
1731 is equivalent to
1732
1733 @example
1734 struct point p = @{ xvalue, yvalue @};
1735 @end example
1736
1737 Another syntax which has the same meaning, obsolete since GCC 2.5, is
1738 @samp{@var{fieldname}:}, as shown here:
1739
1740 @example
1741 struct point p = @{ y: yvalue, x: xvalue @};
1742 @end example
1743
1744 @cindex designators
1745 The @samp{[@var{index}]} or @samp{.@var{fieldname}} is known as a
1746 @dfn{designator}.  You can also use a designator (or the obsolete colon
1747 syntax) when initializing a union, to specify which element of the union
1748 should be used.  For example,
1749
1750 @example
1751 union foo @{ int i; double d; @};
1752
1753 union foo f = @{ .d = 4 @};
1754 @end example
1755
1756 @noindent
1757 will convert 4 to a @code{double} to store it in the union using
1758 the second element.  By contrast, casting 4 to type @code{union foo}
1759 would store it into the union as the integer @code{i}, since it is
1760 an integer.  (@xref{Cast to Union}.)
1761
1762 You can combine this technique of naming elements with ordinary C
1763 initialization of successive elements.  Each initializer element that
1764 does not have a designator applies to the next consecutive element of the
1765 array or structure.  For example,
1766
1767 @example
1768 int a[6] = @{ [1] = v1, v2, [4] = v4 @};
1769 @end example
1770
1771 @noindent
1772 is equivalent to
1773
1774 @example
1775 int a[6] = @{ 0, v1, v2, 0, v4, 0 @};
1776 @end example
1777
1778 Labeling the elements of an array initializer is especially useful
1779 when the indices are characters or belong to an @code{enum} type.
1780 For example:
1781
1782 @example
1783 int whitespace[256]
1784   = @{ [' '] = 1, ['\t'] = 1, ['\h'] = 1,
1785       ['\f'] = 1, ['\n'] = 1, ['\r'] = 1 @};
1786 @end example
1787
1788 @cindex designator lists
1789 You can also write a series of @samp{.@var{fieldname}} and
1790 @samp{[@var{index}]} designators before an @samp{=} to specify a
1791 nested subobject to initialize; the list is taken relative to the
1792 subobject corresponding to the closest surrounding brace pair.  For
1793 example, with the @samp{struct point} declaration above:
1794
1795 @example
1796 struct point ptarray[10] = @{ [2].y = yv2, [2].x = xv2, [0].x = xv0 @};
1797 @end example
1798
1799 @noindent
1800 If the same field is initialized multiple times, it will have value from
1801 the last initialization.  If any such overridden initialization has
1802 side-effect, it is unspecified whether the side-effect happens or not.
1803 Currently, gcc will discard them and issue a warning.
1804
1805 @node Case Ranges
1806 @section Case Ranges
1807 @cindex case ranges
1808 @cindex ranges in case statements
1809
1810 You can specify a range of consecutive values in a single @code{case} label,
1811 like this:
1812
1813 @example
1814 case @var{low} ... @var{high}:
1815 @end example
1816
1817 @noindent
1818 This has the same effect as the proper number of individual @code{case}
1819 labels, one for each integer value from @var{low} to @var{high}, inclusive.
1820
1821 This feature is especially useful for ranges of ASCII character codes:
1822
1823 @example
1824 case 'A' ... 'Z':
1825 @end example
1826
1827 @strong{Be careful:} Write spaces around the @code{...}, for otherwise
1828 it may be parsed wrong when you use it with integer values.  For example,
1829 write this:
1830
1831 @example
1832 case 1 ... 5:
1833 @end example
1834
1835 @noindent
1836 rather than this:
1837
1838 @example
1839 case 1...5:
1840 @end example
1841
1842 @node Cast to Union
1843 @section Cast to a Union Type
1844 @cindex cast to a union
1845 @cindex union, casting to a
1846
1847 A cast to union type is similar to other casts, except that the type
1848 specified is a union type.  You can specify the type either with
1849 @code{union @var{tag}} or with a typedef name.  A cast to union is actually
1850 a constructor though, not a cast, and hence does not yield an lvalue like
1851 normal casts.  (@xref{Compound Literals}.)
1852
1853 The types that may be cast to the union type are those of the members
1854 of the union.  Thus, given the following union and variables:
1855
1856 @example
1857 union foo @{ int i; double d; @};
1858 int x;
1859 double y;
1860 @end example
1861
1862 @noindent
1863 both @code{x} and @code{y} can be cast to type @code{union foo}.
1864
1865 Using the cast as the right-hand side of an assignment to a variable of
1866 union type is equivalent to storing in a member of the union:
1867
1868 @example
1869 union foo u;
1870 /* @r{@dots{}} */
1871 u = (union foo) x  @equiv{}  u.i = x
1872 u = (union foo) y  @equiv{}  u.d = y
1873 @end example
1874
1875 You can also use the union cast as a function argument:
1876
1877 @example
1878 void hack (union foo);
1879 /* @r{@dots{}} */
1880 hack ((union foo) x);
1881 @end example
1882
1883 @node Mixed Declarations
1884 @section Mixed Declarations and Code
1885 @cindex mixed declarations and code
1886 @cindex declarations, mixed with code
1887 @cindex code, mixed with declarations
1888
1889 ISO C99 and ISO C++ allow declarations and code to be freely mixed
1890 within compound statements.  As an extension, GCC also allows this in
1891 C89 mode.  For example, you could do:
1892
1893 @example
1894 int i;
1895 /* @r{@dots{}} */
1896 i++;
1897 int j = i + 2;
1898 @end example
1899
1900 Each identifier is visible from where it is declared until the end of
1901 the enclosing block.
1902
1903 @node Function Attributes
1904 @section Declaring Attributes of Functions
1905 @cindex function attributes
1906 @cindex declaring attributes of functions
1907 @cindex functions that never return
1908 @cindex functions that have no side effects
1909 @cindex functions in arbitrary sections
1910 @cindex functions that behave like malloc
1911 @cindex @code{volatile} applied to function
1912 @cindex @code{const} applied to function
1913 @cindex functions with @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style arguments
1914 @cindex functions with non-null pointer arguments
1915 @cindex functions that are passed arguments in registers on the 386
1916 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
1917 @cindex functions that do not pop the argument stack on the 386
1918
1919 In GNU C, you declare certain things about functions called in your program
1920 which help the compiler optimize function calls and check your code more
1921 carefully.
1922
1923 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
1924 attributes when making a declaration.  This keyword is followed by an
1925 attribute specification inside double parentheses.  The following
1926 attributes are currently defined for functions on all targets:
1927 @code{noreturn}, @code{noinline}, @code{always_inline},
1928 @code{pure}, @code{const}, @code{nothrow},
1929 @code{format}, @code{format_arg}, @code{no_instrument_function},
1930 @code{section}, @code{constructor}, @code{destructor}, @code{used},
1931 @code{unused}, @code{deprecated}, @code{weak}, @code{malloc},
1932 @code{alias}, and @code{nonnull}.  Several other attributes are defined
1933 for functions on particular target systems.  Other attributes, including
1934 @code{section} are supported for variables declarations
1935 (@pxref{Variable Attributes}) and for types (@pxref{Type Attributes}).
1936
1937 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
1938 each keyword.  This allows you to use them in header files without
1939 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
1940 you may use @code{__noreturn__} instead of @code{noreturn}.
1941
1942 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
1943 attributes.
1944
1945 @table @code
1946 @cindex @code{noreturn} function attribute
1947 @item noreturn
1948 A few standard library functions, such as @code{abort} and @code{exit},
1949 cannot return.  GCC knows this automatically.  Some programs define
1950 their own functions that never return.  You can declare them
1951 @code{noreturn} to tell the compiler this fact.  For example,
1952
1953 @smallexample
1954 @group
1955 void fatal () __attribute__ ((noreturn));
1956
1957 void
1958 fatal (/* @r{@dots{}} */)
1959 @{
1960   /* @r{@dots{}} */ /* @r{Print error message.} */ /* @r{@dots{}} */
1961   exit (1);
1962 @}
1963 @end group
1964 @end smallexample
1965
1966 The @code{noreturn} keyword tells the compiler to assume that
1967 @code{fatal} cannot return.  It can then optimize without regard to what
1968 would happen if @code{fatal} ever did return.  This makes slightly
1969 better code.  More importantly, it helps avoid spurious warnings of
1970 uninitialized variables.
1971
1972 Do not assume that registers saved by the calling function are
1973 restored before calling the @code{noreturn} function.
1974
1975 It does not make sense for a @code{noreturn} function to have a return
1976 type other than @code{void}.
1977
1978 The attribute @code{noreturn} is not implemented in GCC versions
1979 earlier than 2.5.  An alternative way to declare that a function does
1980 not return, which works in the current version and in some older
1981 versions, is as follows:
1982
1983 @smallexample
1984 typedef void voidfn ();
1985
1986 volatile voidfn fatal;
1987 @end smallexample
1988
1989 @cindex @code{noinline} function attribute
1990 @item noinline
1991 This function attribute prevents a function from being considered for
1992 inlining.
1993
1994 @cindex @code{always_inline} function attribute
1995 @item always_inline
1996 Generally, functions are not inlined unless optimization is specified.
1997 For functions declared inline, this attribute inlines the function even
1998 if no optimization level was specified.
1999
2000 @cindex @code{pure} function attribute
2001 @item pure
2002 Many functions have no effects except the return value and their
2003 return value depends only on the parameters and/or global variables.
2004 Such a function can be subject
2005 to common subexpression elimination and loop optimization just as an
2006 arithmetic operator would be.  These functions should be declared
2007 with the attribute @code{pure}.  For example,
2008
2009 @smallexample
2010 int square (int) __attribute__ ((pure));
2011 @end smallexample
2012
2013 @noindent
2014 says that the hypothetical function @code{square} is safe to call
2015 fewer times than the program says.
2016
2017 Some of common examples of pure functions are @code{strlen} or @code{memcmp}.
2018 Interesting non-pure functions are functions with infinite loops or those
2019 depending on volatile memory or other system resource, that may change between
2020 two consecutive calls (such as @code{feof} in a multithreading environment).
2021
2022 The attribute @code{pure} is not implemented in GCC versions earlier
2023 than 2.96.
2024 @cindex @code{const} function attribute
2025 @item const
2026 Many functions do not examine any values except their arguments, and
2027 have no effects except the return value.  Basically this is just slightly
2028 more strict class than the @code{pure} attribute above, since function is not
2029 allowed to read global memory.
2030
2031 @cindex pointer arguments
2032 Note that a function that has pointer arguments and examines the data
2033 pointed to must @emph{not} be declared @code{const}.  Likewise, a
2034 function that calls a non-@code{const} function usually must not be
2035 @code{const}.  It does not make sense for a @code{const} function to
2036 return @code{void}.
2037
2038 The attribute @code{const} is not implemented in GCC versions earlier
2039 than 2.5.  An alternative way to declare that a function has no side
2040 effects, which works in the current version and in some older versions,
2041 is as follows:
2042
2043 @smallexample
2044 typedef int intfn ();
2045
2046 extern const intfn square;
2047 @end smallexample
2048
2049 This approach does not work in GNU C++ from 2.6.0 on, since the language
2050 specifies that the @samp{const} must be attached to the return value.
2051
2052 @cindex @code{nothrow} function attribute
2053 @item nothrow
2054 The @code{nothrow} attribute is used to inform the compiler that a
2055 function cannot throw an exception.  For example, most functions in
2056 the standard C library can be guaranteed not to throw an exception
2057 with the notable exceptions of @code{qsort} and @code{bsearch} that
2058 take function pointer arguments.  The @code{nothrow} attribute is not
2059 implemented in GCC versions earlier than 3.2.
2060
2061 @item format (@var{archetype}, @var{string-index}, @var{first-to-check})
2062 @cindex @code{format} function attribute
2063 @opindex Wformat
2064 The @code{format} attribute specifies that a function takes @code{printf},
2065 @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style arguments which
2066 should be type-checked against a format string.  For example, the
2067 declaration:
2068
2069 @smallexample
2070 extern int
2071 my_printf (void *my_object, const char *my_format, ...)
2072       __attribute__ ((format (printf, 2, 3)));
2073 @end smallexample
2074
2075 @noindent
2076 causes the compiler to check the arguments in calls to @code{my_printf}
2077 for consistency with the @code{printf} style format string argument
2078 @code{my_format}.
2079
2080 The parameter @var{archetype} determines how the format string is
2081 interpreted, and should be @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime}
2082 or @code{strfmon}.  (You can also use @code{__printf__},
2083 @code{__scanf__}, @code{__strftime__} or @code{__strfmon__}.)  The
2084 parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
2085 string argument (starting from 1), while @var{first-to-check} is the
2086 number of the first argument to check against the format string.  For
2087 functions where the arguments are not available to be checked (such as
2088 @code{vprintf}), specify the third parameter as zero.  In this case the
2089 compiler only checks the format string for consistency.  For
2090 @code{strftime} formats, the third parameter is required to be zero.
2091
2092 In the example above, the format string (@code{my_format}) is the second
2093 argument of the function @code{my_print}, and the arguments to check
2094 start with the third argument, so the correct parameters for the format
2095 attribute are 2 and 3.
2096
2097 @opindex ffreestanding
2098 The @code{format} attribute allows you to identify your own functions
2099 which take format strings as arguments, so that GCC can check the
2100 calls to these functions for errors.  The compiler always (unless
2101 @option{-ffreestanding} is used) checks formats
2102 for the standard library functions @code{printf}, @code{fprintf},
2103 @code{sprintf}, @code{scanf}, @code{fscanf}, @code{sscanf}, @code{strftime},
2104 @code{vprintf}, @code{vfprintf} and @code{vsprintf} whenever such
2105 warnings are requested (using @option{-Wformat}), so there is no need to
2106 modify the header file @file{stdio.h}.  In C99 mode, the functions
2107 @code{snprintf}, @code{vsnprintf}, @code{vscanf}, @code{vfscanf} and
2108 @code{vsscanf} are also checked.  Except in strictly conforming C
2109 standard modes, the X/Open function @code{strfmon} is also checked as
2110 are @code{printf_unlocked} and @code{fprintf_unlocked}.
2111 @xref{C Dialect Options,,Options Controlling C Dialect}.
2112
2113 @item format_arg (@var{string-index})
2114 @cindex @code{format_arg} function attribute
2115 @opindex Wformat-nonliteral
2116 The @code{format_arg} attribute specifies that a function takes a format
2117 string for a @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or
2118 @code{strfmon} style function and modifies it (for example, to translate
2119 it into another language), so the result can be passed to a
2120 @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style
2121 function (with the remaining arguments to the format function the same
2122 as they would have been for the unmodified string).  For example, the
2123 declaration:
2124
2125 @smallexample
2126 extern char *
2127 my_dgettext (char *my_domain, const char *my_format)
2128       __attribute__ ((format_arg (2)));
2129 @end smallexample
2130
2131 @noindent
2132 causes the compiler to check the arguments in calls to a @code{printf},
2133 @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} type function, whose
2134 format string argument is a call to the @code{my_dgettext} function, for
2135 consistency with the format string argument @code{my_format}.  If the
2136 @code{format_arg} attribute had not been specified, all the compiler
2137 could tell in such calls to format functions would be that the format
2138 string argument is not constant; this would generate a warning when
2139 @option{-Wformat-nonliteral} is used, but the calls could not be checked
2140 without the attribute.
2141
2142 The parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
2143 string argument (starting from 1).
2144
2145 The @code{format-arg} attribute allows you to identify your own
2146 functions which modify format strings, so that GCC can check the
2147 calls to @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon}
2148 type function whose operands are a call to one of your own function.
2149 The compiler always treats @code{gettext}, @code{dgettext}, and
2150 @code{dcgettext} in this manner except when strict ISO C support is
2151 requested by @option{-ansi} or an appropriate @option{-std} option, or
2152 @option{-ffreestanding} is used.  @xref{C Dialect Options,,Options
2153 Controlling C Dialect}.
2154
2155 @item nonnull (@var{arg-index}, @dots{})
2156 @cindex @code{nonnull} function attribute
2157 The @code{nonnull} attribute specifies that some function parameters should
2158 be non-null pointers.  For instance, the declaration:
2159
2160 @smallexample
2161 extern void *
2162 my_memcpy (void *dest, const void *src, size_t len)
2163         __attribute__((nonnull (1, 2)));
2164 @end smallexample
2165
2166 @noindent
2167 causes the compiler to check that, in calls to @code{my_memcpy},
2168 arguments @var{dest} and @var{src} are non-null.  If the compiler
2169 determines that a null pointer is passed in an argument slot marked
2170 as non-null, and the @option{-Wnonnull} option is enabled, a warning
2171 is issued.  The compiler may also choose to make optimizations based
2172 on the knowledge that certain function arguments will not be null.
2173
2174 If no argument index list is given to the @code{nonnull} attribute,
2175 all pointer arguments are marked as non-null.  To illustrate, the
2176 following declaration is equivalent to the previous example:
2177
2178 @smallexample
2179 extern void *
2180 my_memcpy (void *dest, const void *src, size_t len)
2181         __attribute__((nonnull));
2182 @end smallexample
2183
2184 @item no_instrument_function
2185 @cindex @code{no_instrument_function} function attribute
2186 @opindex finstrument-functions
2187 If @option{-finstrument-functions} is given, profiling function calls will
2188 be generated at entry and exit of most user-compiled functions.
2189 Functions with this attribute will not be so instrumented.
2190
2191 @item section ("@var{section-name}")
2192 @cindex @code{section} function attribute
2193 Normally, the compiler places the code it generates in the @code{text} section.
2194 Sometimes, however, you need additional sections, or you need certain
2195 particular functions to appear in special sections.  The @code{section}
2196 attribute specifies that a function lives in a particular section.
2197 For example, the declaration:
2198
2199 @smallexample
2200 extern void foobar (void) __attribute__ ((section ("bar")));
2201 @end smallexample
2202
2203 @noindent
2204 puts the function @code{foobar} in the @code{bar} section.
2205
2206 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
2207 attribute is not available on all platforms.
2208 If you need to map the entire contents of a module to a particular
2209 section, consider using the facilities of the linker instead.
2210
2211 @item constructor
2212 @itemx destructor
2213 @cindex @code{constructor} function attribute
2214 @cindex @code{destructor} function attribute
2215 The @code{constructor} attribute causes the function to be called
2216 automatically before execution enters @code{main ()}.  Similarly, the
2217 @code{destructor} attribute causes the function to be called
2218 automatically after @code{main ()} has completed or @code{exit ()} has
2219 been called.  Functions with these attributes are useful for
2220 initializing data that will be used implicitly during the execution of
2221 the program.
2222
2223 These attributes are not currently implemented for Objective-C@.
2224
2225 @cindex @code{unused} attribute.
2226 @item unused
2227 This attribute, attached to a function, means that the function is meant
2228 to be possibly unused.  GCC will not produce a warning for this
2229 function.  GNU C++ does not currently support this attribute as
2230 definitions without parameters are valid in C++.
2231
2232 @cindex @code{used} attribute.
2233 @item used
2234 This attribute, attached to a function, means that code must be emitted
2235 for the function even if it appears that the function is not referenced.
2236 This is useful, for example, when the function is referenced only in
2237 inline assembly.
2238
2239 @cindex @code{deprecated} attribute.
2240 @item deprecated
2241 The @code{deprecated} attribute results in a warning if the function
2242 is used anywhere in the source file.  This is useful when identifying
2243 functions that are expected to be removed in a future version of a
2244 program.  The warning also includes the location of the declaration
2245 of the deprecated function, to enable users to easily find further
2246 information about why the function is deprecated, or what they should
2247 do instead.  Note that the warnings only occurs for uses:
2248
2249 @smallexample
2250 int old_fn () __attribute__ ((deprecated));
2251 int old_fn ();
2252 int (*fn_ptr)() = old_fn;
2253 @end smallexample
2254
2255 results in a warning on line 3 but not line 2.
2256
2257 The @code{deprecated} attribute can also be used for variables and
2258 types (@pxref{Variable Attributes}, @pxref{Type Attributes}.)
2259
2260 @item weak
2261 @cindex @code{weak} attribute
2262 The @code{weak} attribute causes the declaration to be emitted as a weak
2263 symbol rather than a global.  This is primarily useful in defining
2264 library functions which can be overridden in user code, though it can
2265 also be used with non-function declarations.  Weak symbols are supported
2266 for ELF targets, and also for a.out targets when using the GNU assembler
2267 and linker.
2268
2269 @item malloc
2270 @cindex @code{malloc} attribute
2271 The @code{malloc} attribute is used to tell the compiler that a function
2272 may be treated as if it were the malloc function.  The compiler assumes
2273 that calls to malloc result in a pointers that cannot alias anything.
2274 This will often improve optimization.
2275
2276 @item alias ("@var{target}")
2277 @cindex @code{alias} attribute
2278 The @code{alias} attribute causes the declaration to be emitted as an
2279 alias for another symbol, which must be specified.  For instance,
2280
2281 @smallexample
2282 void __f () @{ /* @r{Do something.} */; @}
2283 void f () __attribute__ ((weak, alias ("__f")));
2284 @end smallexample
2285
2286 declares @samp{f} to be a weak alias for @samp{__f}.  In C++, the
2287 mangled name for the target must be used.
2288
2289 Not all target machines support this attribute.
2290
2291 @item visibility ("@var{visibility_type}")
2292 @cindex @code{visibility} attribute
2293 The @code{visibility} attribute on ELF targets causes the declaration
2294 to be emitted with hidden, protected or internal visibility.
2295
2296 @smallexample
2297 void __attribute__ ((visibility ("protected")))
2298 f () @{ /* @r{Do something.} */; @}
2299 int i __attribute__ ((visibility ("hidden")));
2300 @end smallexample
2301
2302 See the ELF gABI for complete details, but the short story is
2303
2304 @table @dfn
2305 @item hidden
2306 Hidden visibility indicates that the symbol will not be placed into
2307 the dynamic symbol table, so no other @dfn{module} (executable or
2308 shared library) can reference it directly.
2309
2310 @item protected
2311 Protected visibility indicates that the symbol will be placed in the
2312 dynamic symbol table, but that references within the defining module
2313 will bind to the local symbol.  That is, the symbol cannot be overridden
2314 by another module.
2315
2316 @item internal
2317 Internal visibility is like hidden visibility, but with additional
2318 processor specific semantics.  Unless otherwise specified by the psABI,
2319 gcc defines internal visibility to mean that the function is @emph{never}
2320 called from another module.  Note that hidden symbols, while then cannot
2321 be referenced directly by other modules, can be referenced indirectly via
2322 function pointers.  By indicating that a symbol cannot be called from
2323 outside the module, gcc may for instance omit the load of a PIC register
2324 since it is known that the calling function loaded the correct value.
2325 @end table
2326
2327 Not all ELF targets support this attribute.
2328
2329 @item regparm (@var{number})
2330 @cindex functions that are passed arguments in registers on the 386
2331 On the Intel 386, the @code{regparm} attribute causes the compiler to
2332 pass up to @var{number} integer arguments in registers EAX,
2333 EDX, and ECX instead of on the stack.  Functions that take a
2334 variable number of arguments will continue to be passed all of their
2335 arguments on the stack.
2336
2337 @item stdcall
2338 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
2339 On the Intel 386, the @code{stdcall} attribute causes the compiler to
2340 assume that the called function will pop off the stack space used to
2341 pass arguments, unless it takes a variable number of arguments.
2342
2343 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{stdcall}
2344 attribute.
2345
2346 @item cdecl
2347 @cindex functions that do pop the argument stack on the 386
2348 @opindex mrtd
2349 On the Intel 386, the @code{cdecl} attribute causes the compiler to
2350 assume that the calling function will pop off the stack space used to
2351 pass arguments.  This is
2352 useful to override the effects of the @option{-mrtd} switch.
2353
2354 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{cdecl}
2355 attribute.
2356
2357 @item longcall/shortcall
2358 @cindex functions called via pointer on the RS/6000 and PowerPC
2359 On the RS/6000 and PowerPC, the @code{longcall} attribute causes the
2360 compiler to always call this function via a pointer, just as it would if
2361 the @option{-mlongcall} option had been specified.  The @code{shortcall}
2362 attribute causes the compiler not to do this.  These attributes override
2363 both the @option{-mlongcall} switch and the @code{#pragma longcall}
2364 setting.
2365
2366 @xref{RS/6000 and PowerPC Options}, for more information on when long
2367 calls are and are not necessary.
2368
2369 @item long_call/short_call
2370 @cindex indirect calls on ARM
2371 This attribute allows to specify how to call a particular function on
2372 ARM@.  Both attributes override the @option{-mlong-calls} (@pxref{ARM Options})
2373 command line switch and @code{#pragma long_calls} settings.  The
2374 @code{long_call} attribute causes the compiler to always call the
2375 function by first loading its address into a register and then using the
2376 contents of that register.   The @code{short_call} attribute always places
2377 the offset to the function from the call site into the @samp{BL}
2378 instruction directly.
2379
2380 @item dllimport
2381 @cindex functions which are imported from a dll on PowerPC Windows NT
2382 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllimport} attribute causes
2383 the compiler to call the function via a global pointer to the function
2384 pointer that is set up by the Windows NT dll library.  The pointer name
2385 is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
2386
2387 @item dllexport
2388 @cindex functions which are exported from a dll on PowerPC Windows NT
2389 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllexport} attribute causes
2390 the compiler to provide a global pointer to the function pointer, so
2391 that it can be called with the @code{dllimport} attribute.  The pointer
2392 name is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
2393
2394 @item exception (@var{except-func} [, @var{except-arg}])
2395 @cindex functions which specify exception handling on PowerPC Windows NT
2396 On the PowerPC running Windows NT, the @code{exception} attribute causes
2397 the compiler to modify the structured exception table entry it emits for
2398 the declared function.  The string or identifier @var{except-func} is
2399 placed in the third entry of the structured exception table.  It
2400 represents a function, which is called by the exception handling
2401 mechanism if an exception occurs.  If it was specified, the string or
2402 identifier @var{except-arg} is placed in the fourth entry of the
2403 structured exception table.
2404
2405 @item function_vector
2406 @cindex calling functions through the function vector on the H8/300 processors
2407 Use this attribute on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
2408 function should be called through the function vector.  Calling a
2409 function through the function vector will reduce code size, however;
2410 the function vector has a limited size (maximum 128 entries on the H8/300
2411 and 64 entries on the H8/300H) and shares space with the interrupt vector.
2412
2413 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
2414 this attribute to work correctly.
2415
2416 @item interrupt
2417 @cindex interrupt handler functions
2418 Use this attribute on the ARM, AVR, M32R/D and Xstormy16 ports to indicate
2419 that the specified function is an interrupt handler.  The compiler will
2420 generate function entry and exit sequences suitable for use in an
2421 interrupt handler when this attribute is present.
2422
2423 Note, interrupt handlers for the H8/300, H8/300H and SH processors can
2424 be specified via the @code{interrupt_handler} attribute.
2425
2426 Note, on the AVR interrupts will be enabled inside the function.
2427
2428 Note, for the ARM you can specify the kind of interrupt to be handled by
2429 adding an optional parameter to the interrupt attribute like this:
2430
2431 @smallexample
2432 void f () __attribute__ ((interrupt ("IRQ")));
2433 @end smallexample
2434
2435 Permissible values for this parameter are: IRQ, FIQ, SWI, ABORT and UNDEF@.
2436
2437 @item interrupt_handler
2438 @cindex interrupt handler functions on the H8/300 and SH processors
2439 Use this attribute on the H8/300, H8/300H and SH to indicate that the
2440 specified function is an interrupt handler.  The compiler will generate
2441 function entry and exit sequences suitable for use in an interrupt
2442 handler when this attribute is present.
2443
2444 @item sp_switch
2445 Use this attribute on the SH to indicate an @code{interrupt_handler}
2446 function should switch to an alternate stack.  It expects a string
2447 argument that names a global variable holding the address of the
2448 alternate stack.
2449
2450 @smallexample
2451 void *alt_stack;
2452 void f () __attribute__ ((interrupt_handler,
2453                           sp_switch ("alt_stack")));
2454 @end smallexample
2455
2456 @item trap_exit
2457 Use this attribute on the SH for an @code{interrupt_handle} to return using
2458 @code{trapa} instead of @code{rte}.  This attribute expects an integer
2459 argument specifying the trap number to be used.
2460
2461 @item eightbit_data
2462 @cindex eight bit data on the H8/300 and H8/300H
2463 Use this attribute on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
2464 variable should be placed into the eight bit data section.
2465 The compiler will generate more efficient code for certain operations
2466 on data in the eight bit data area.  Note the eight bit data area is limited to
2467 256 bytes of data.
2468
2469 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
2470 this attribute to work correctly.
2471
2472 @item tiny_data
2473 @cindex tiny data section on the H8/300H
2474 Use this attribute on the H8/300H to indicate that the specified
2475 variable should be placed into the tiny data section.
2476 The compiler will generate more efficient code for loads and stores
2477 on data in the tiny data section.  Note the tiny data area is limited to
2478 slightly under 32kbytes of data.
2479
2480 @item signal
2481 @cindex signal handler functions on the AVR processors
2482 Use this attribute on the AVR to indicate that the specified
2483 function is an signal handler.  The compiler will generate function
2484 entry and exit sequences suitable for use in an signal handler when this
2485 attribute is present.  Interrupts will be disabled inside function.
2486
2487 @item naked
2488 @cindex function without a prologue/epilogue code
2489 Use this attribute on the ARM, AVR and IP2K ports to indicate that the
2490 specified function do not need prologue/epilogue sequences generated by
2491 the compiler.  It is up to the programmer to provide these sequences.
2492
2493 @item model (@var{model-name})
2494 @cindex function addressability on the M32R/D
2495 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object,
2496 and the code generated for a function.
2497 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
2498 or @code{large}, representing each of the code models.
2499
2500 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
2501 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction), and are
2502 callable with the @code{bl} instruction.
2503
2504 Medium model objects may live anywhere in the 32-bit address space (the
2505 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
2506 and are callable with the @code{bl} instruction.
2507
2508 Large model objects may live anywhere in the 32-bit address space (the
2509 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
2510 and may not be reachable with the @code{bl} instruction (the compiler will
2511 generate the much slower @code{seth/add3/jl} instruction sequence).
2512
2513 @end table
2514
2515 You can specify multiple attributes in a declaration by separating them
2516 by commas within the double parentheses or by immediately following an
2517 attribute declaration with another attribute declaration.
2518
2519 @cindex @code{#pragma}, reason for not using
2520 @cindex pragma, reason for not using
2521 Some people object to the @code{__attribute__} feature, suggesting that
2522 ISO C's @code{#pragma} should be used instead.  At the time
2523 @code{__attribute__} was designed, there were two reasons for not doing
2524 this.
2525
2526 @enumerate
2527 @item
2528 It is impossible to generate @code{#pragma} commands from a macro.
2529
2530 @item
2531 There is no telling what the same @code{#pragma} might mean in another
2532 compiler.
2533 @end enumerate
2534
2535 These two reasons applied to almost any application that might have been
2536 proposed for @code{#pragma}.  It was basically a mistake to use
2537 @code{#pragma} for @emph{anything}.
2538
2539 The ISO C99 standard includes @code{_Pragma}, which now allows pragmas
2540 to be generated from macros.  In addition, a @code{#pragma GCC}
2541 namespace is now in use for GCC-specific pragmas.  However, it has been
2542 found convenient to use @code{__attribute__} to achieve a natural
2543 attachment of attributes to their corresponding declarations, whereas
2544 @code{#pragma GCC} is of use for constructs that do not naturally form
2545 part of the grammar.  @xref{Other Directives,,Miscellaneous
2546 Preprocessing Directives, cpp, The C Preprocessor}.
2547
2548 @node Attribute Syntax
2549 @section Attribute Syntax
2550 @cindex attribute syntax
2551
2552 This section describes the syntax with which @code{__attribute__} may be
2553 used, and the constructs to which attribute specifiers bind, for the C
2554 language.  Some details may vary for C++ and Objective-C@.  Because of
2555 infelicities in the grammar for attributes, some forms described here
2556 may not be successfully parsed in all cases.
2557
2558 There are some problems with the semantics of attributes in C++.  For
2559 example, there are no manglings for attributes, although they may affect
2560 code generation, so problems may arise when attributed types are used in
2561 conjunction with templates or overloading.  Similarly, @code{typeid}
2562 does not distinguish between types with different attributes.  Support
2563 for attributes in C++ may be restricted in future to attributes on
2564 declarations only, but not on nested declarators.
2565
2566 @xref{Function Attributes}, for details of the semantics of attributes
2567 applying to functions.  @xref{Variable Attributes}, for details of the
2568 semantics of attributes applying to variables.  @xref{Type Attributes},
2569 for details of the semantics of attributes applying to structure, union
2570 and enumerated types.
2571
2572 An @dfn{attribute specifier} is of the form
2573 @code{__attribute__ ((@var{attribute-list}))}.  An @dfn{attribute list}
2574 is a possibly empty comma-separated sequence of @dfn{attributes}, where
2575 each attribute is one of the following:
2576
2577 @itemize @bullet
2578 @item
2579 Empty.  Empty attributes are ignored.
2580
2581 @item
2582 A word (which may be an identifier such as @code{unused}, or a reserved
2583 word such as @code{const}).
2584
2585 @item
2586 A word, followed by, in parentheses, parameters for the attribute.
2587 These parameters take one of the following forms:
2588
2589 @itemize @bullet
2590 @item
2591 An identifier.  For example, @code{mode} attributes use this form.
2592
2593 @item
2594 An identifier followed by a comma and a non-empty comma-separated list
2595 of expressions.  For example, @code{format} attributes use this form.
2596
2597 @item
2598 A possibly empty comma-separated list of expressions.  For example,
2599 @code{format_arg} attributes use this form with the list being a single
2600 integer constant expression, and @code{alias} attributes use this form
2601 with the list being a single string constant.
2602 @end itemize
2603 @end itemize
2604
2605 An @dfn{attribute specifier list} is a sequence of one or more attribute
2606 specifiers, not separated by any other tokens.
2607
2608 An attribute specifier list may appear after the colon following a
2609 label, other than a @code{case} or @code{default} label.  The only
2610 attribute it makes sense to use after a label is @code{unused}.  This
2611 feature is intended for code generated by programs which contains labels
2612 that may be unused but which is compiled with @option{-Wall}.  It would
2613 not normally be appropriate to use in it human-written code, though it
2614 could be useful in cases where the code that jumps to the label is
2615 contained within an @code{#ifdef} conditional.
2616
2617 An attribute specifier list may appear as part of a @code{struct},
2618 @code{union} or @code{enum} specifier.  It may go either immediately
2619 after the @code{struct}, @code{union} or @code{enum} keyword, or after
2620 the closing brace.  It is ignored if the content of the structure, union
2621 or enumerated type is not defined in the specifier in which the
2622 attribute specifier list is used---that is, in usages such as
2623 @code{struct __attribute__((foo)) bar} with no following opening brace.
2624 Where attribute specifiers follow the closing brace, they are considered
2625 to relate to the structure, union or enumerated type defined, not to any
2626 enclosing declaration the type specifier appears in, and the type
2627 defined is not complete until after the attribute specifiers.
2628 @c Otherwise, there would be the following problems: a shift/reduce
2629 @c conflict between attributes binding the struct/union/enum and
2630 @c binding to the list of specifiers/qualifiers; and "aligned"
2631 @c attributes could use sizeof for the structure, but the size could be
2632 @c changed later by "packed" attributes.
2633
2634 Otherwise, an attribute specifier appears as part of a declaration,
2635 counting declarations of unnamed parameters and type names, and relates
2636 to that declaration (which may be nested in another declaration, for
2637 example in the case of a parameter declaration), or to a particular declarator
2638 within a declaration.  Where an
2639 attribute specifier is applied to a parameter declared as a function or
2640 an array, it should apply to the function or array rather than the
2641 pointer to which the parameter is implicitly converted, but this is not
2642 yet correctly implemented.
2643
2644 Any list of specifiers and qualifiers at the start of a declaration may
2645 contain attribute specifiers, whether or not such a list may in that
2646 context contain storage class specifiers.  (Some attributes, however,
2647 are essentially in the nature of storage class specifiers, and only make
2648 sense where storage class specifiers may be used; for example,
2649 @code{section}.)  There is one necessary limitation to this syntax: the
2650 first old-style parameter declaration in a function definition cannot
2651 begin with an attribute specifier, because such an attribute applies to
2652 the function instead by syntax described below (which, however, is not
2653 yet implemented in this case).  In some other cases, attribute
2654 specifiers are permitted by this grammar but not yet supported by the
2655 compiler.  All attribute specifiers in this place relate to the
2656 declaration as a whole.  In the obsolescent usage where a type of
2657 @code{int} is implied by the absence of type specifiers, such a list of
2658 specifiers and qualifiers may be an attribute specifier list with no
2659 other specifiers or qualifiers.
2660
2661 An attribute specifier list may appear immediately before a declarator
2662 (other than the first) in a comma-separated list of declarators in a
2663 declaration of more than one identifier using a single list of
2664 specifiers and qualifiers.  Such attribute specifiers apply
2665 only to the identifier before whose declarator they appear.  For
2666 example, in
2667
2668 @smallexample
2669 __attribute__((noreturn)) void d0 (void),
2670     __attribute__((format(printf, 1, 2))) d1 (const char *, ...),
2671      d2 (void)
2672 @end smallexample
2673
2674 @noindent
2675 the @code{noreturn} attribute applies to all the functions
2676 declared; the @code{format} attribute only applies to @code{d1}.
2677
2678 An attribute specifier list may appear immediately before the comma,
2679 @code{=} or semicolon terminating the declaration of an identifier other
2680 than a function definition.  At present, such attribute specifiers apply
2681 to the declared object or function, but in future they may attach to the
2682 outermost adjacent declarator.  In simple cases there is no difference,
2683 but, for example, in
2684
2685 @smallexample
2686 void (****f)(void) __attribute__((noreturn));
2687 @end smallexample
2688
2689 @noindent
2690 at present the @code{noreturn} attribute applies to @code{f}, which
2691 causes a warning since @code{f} is not a function, but in future it may
2692 apply to the function @code{****f}.  The precise semantics of what
2693 attributes in such cases will apply to are not yet specified.  Where an
2694 assembler name for an object or function is specified (@pxref{Asm
2695 Labels}), at present the attribute must follow the @code{asm}
2696 specification; in future, attributes before the @code{asm} specification
2697 may apply to the adjacent declarator, and those after it to the declared
2698 object or function.
2699
2700 An attribute specifier list may, in future, be permitted to appear after
2701 the declarator in a function definition (before any old-style parameter
2702 declarations or the function body).
2703
2704 Attribute specifiers may be mixed with type qualifiers appearing inside
2705 the @code{[]} of a parameter array declarator, in the C99 construct by
2706 which such qualifiers are applied to the pointer to which the array is
2707 implicitly converted.  Such attribute specifiers apply to the pointer,
2708 not to the array, but at present this is not implemented and they are
2709 ignored.
2710
2711 An attribute specifier list may appear at the start of a nested
2712 declarator.  At present, there are some limitations in this usage: the
2713 attributes correctly apply to the declarator, but for most individual
2714 attributes the semantics this implies are not implemented.
2715 When attribute specifiers follow the @code{*} of a pointer
2716 declarator, they may be mixed with any type qualifiers present.
2717 The following describes the formal semantics of this syntax.  It will make the
2718 most sense if you are familiar with the formal specification of
2719 declarators in the ISO C standard.
2720
2721 Consider (as in C99 subclause 6.7.5 paragraph 4) a declaration @code{T
2722 D1}, where @code{T} contains declaration specifiers that specify a type
2723 @var{Type} (such as @code{int}) and @code{D1} is a declarator that
2724 contains an identifier @var{ident}.  The type specified for @var{ident}
2725 for derived declarators whose type does not include an attribute
2726 specifier is as in the ISO C standard.
2727
2728 If @code{D1} has the form @code{( @var{attribute-specifier-list} D )},
2729 and the declaration @code{T D} specifies the type
2730 ``@var{derived-declarator-type-list} @var{Type}'' for @var{ident}, then
2731 @code{T D1} specifies the type ``@var{derived-declarator-type-list}
2732 @var{attribute-specifier-list} @var{Type}'' for @var{ident}.
2733
2734 If @code{D1} has the form @code{*
2735 @var{type-qualifier-and-attribute-specifier-list} D}, and the
2736 declaration @code{T D} specifies the type
2737 ``@var{derived-declarator-type-list} @var{Type}'' for @var{ident}, then
2738 @code{T D1} specifies the type ``@var{derived-declarator-type-list}
2739 @var{type-qualifier-and-attribute-specifier-list} @var{Type}'' for
2740 @var{ident}.
2741
2742 For example,
2743
2744 @smallexample
2745 void (__attribute__((noreturn)) ****f) (void);
2746 @end smallexample
2747
2748 @noindent
2749 specifies the type ``pointer to pointer to pointer to pointer to
2750 non-returning function returning @code{void}''.  As another example,
2751
2752 @smallexample
2753 char *__attribute__((aligned(8))) *f;
2754 @end smallexample
2755
2756 @noindent
2757 specifies the type ``pointer to 8-byte-aligned pointer to @code{char}''.
2758 Note again that this does not work with most attributes; for example,
2759 the usage of @samp{aligned} and @samp{noreturn} attributes given above
2760 is not yet supported.
2761
2762 For compatibility with existing code written for compiler versions that
2763 did not implement attributes on nested declarators, some laxity is
2764 allowed in the placing of attributes.  If an attribute that only applies
2765 to types is applied to a declaration, it will be treated as applying to
2766 the type of that declaration.  If an attribute that only applies to
2767 declarations is applied to the type of a declaration, it will be treated
2768 as applying to that declaration; and, for compatibility with code
2769 placing the attributes immediately before the identifier declared, such
2770 an attribute applied to a function return type will be treated as
2771 applying to the function type, and such an attribute applied to an array
2772 element type will be treated as applying to the array type.  If an
2773 attribute that only applies to function types is applied to a
2774 pointer-to-function type, it will be treated as applying to the pointer
2775 target type; if such an attribute is applied to a function return type
2776 that is not a pointer-to-function type, it will be treated as applying
2777 to the function type.
2778
2779 @node Function Prototypes
2780 @section Prototypes and Old-Style Function Definitions
2781 @cindex function prototype declarations
2782 @cindex old-style function definitions
2783 @cindex promotion of formal parameters
2784
2785 GNU C extends ISO C to allow a function prototype to override a later
2786 old-style non-prototype definition.  Consider the following example:
2787
2788 @example
2789 /* @r{Use prototypes unless the compiler is old-fashioned.}  */
2790 #ifdef __STDC__
2791 #define P(x) x
2792 #else
2793 #define P(x) ()
2794 #endif
2795
2796 /* @r{Prototype function declaration.}  */
2797 int isroot P((uid_t));
2798
2799 /* @r{Old-style function definition.}  */
2800 int
2801 isroot (x)   /* ??? lossage here ??? */
2802      uid_t x;
2803 @{
2804   return x == 0;
2805 @}
2806 @end example
2807
2808 Suppose the type @code{uid_t} happens to be @code{short}.  ISO C does
2809 not allow this example, because subword arguments in old-style
2810 non-prototype definitions are promoted.  Therefore in this example the
2811 function definition's argument is really an @code{int}, which does not
2812 match the prototype argument type of @code{short}.
2813
2814 This restriction of ISO C makes it hard to write code that is portable
2815 to traditional C compilers, because the programmer does not know
2816 whether the @code{uid_t} type is @code{short}, @code{int}, or
2817 @code{long}.  Therefore, in cases like these GNU C allows a prototype
2818 to override a later old-style definition.  More precisely, in GNU C, a
2819 function prototype argument type overrides the argument type specified
2820 by a later old-style definition if the former type is the same as the
2821 latter type before promotion.  Thus in GNU C the above example is
2822 equivalent to the following:
2823
2824 @example
2825 int isroot (uid_t);
2826
2827 int
2828 isroot (uid_t x)
2829 @{
2830   return x == 0;
2831 @}
2832 @end example
2833
2834 @noindent
2835 GNU C++ does not support old-style function definitions, so this
2836 extension is irrelevant.
2837
2838 @node C++ Comments
2839 @section C++ Style Comments
2840 @cindex //
2841 @cindex C++ comments
2842 @cindex comments, C++ style
2843
2844 In GNU C, you may use C++ style comments, which start with @samp{//} and
2845 continue until the end of the line.  Many other C implementations allow
2846 such comments, and they are included in the 1999 C standard.  However,
2847 C++ style comments are not recognized if you specify an @option{-std}
2848 option specifying a version of ISO C before C99, or @option{-ansi}
2849 (equivalent to @option{-std=c89}).
2850
2851 @node Dollar Signs
2852 @section Dollar Signs in Identifier Names
2853 @cindex $
2854 @cindex dollar signs in identifier names
2855 @cindex identifier names, dollar signs in
2856
2857 In GNU C, you may normally use dollar signs in identifier names.
2858 This is because many traditional C implementations allow such identifiers.
2859 However, dollar signs in identifiers are not supported on a few target
2860 machines, typically because the target assembler does not allow them.
2861
2862 @node Character Escapes
2863 @section The Character @key{ESC} in Constants
2864
2865 You can use the sequence @samp{\e} in a string or character constant to
2866 stand for the ASCII character @key{ESC}.
2867
2868 @node Alignment
2869 @section Inquiring on Alignment of Types or Variables
2870 @cindex alignment
2871 @cindex type alignment
2872 @cindex variable alignment
2873
2874 The keyword @code{__alignof__} allows you to inquire about how an object
2875 is aligned, or the minimum alignment usually required by a type.  Its
2876 syntax is just like @code{sizeof}.
2877
2878 For example, if the target machine requires a @code{double} value to be
2879 aligned on an 8-byte boundary, then @code{__alignof__ (double)} is 8.
2880 This is true on many RISC machines.  On more traditional machine
2881 designs, @code{__alignof__ (double)} is 4 or even 2.
2882
2883 Some machines never actually require alignment; they allow reference to any
2884 data type even at an odd addresses.  For these machines, @code{__alignof__}
2885 reports the @emph{recommended} alignment of a type.
2886
2887 If the operand of @code{__alignof__} is an lvalue rather than a type,
2888 its value is the required alignment for its type, taking into account
2889 any minimum alignment specified with GCC's @code{__attribute__}
2890 extension (@pxref{Variable Attributes}).  For example, after this
2891 declaration:
2892
2893 @example
2894 struct foo @{ int x; char y; @} foo1;
2895 @end example
2896
2897 @noindent
2898 the value of @code{__alignof__ (foo1.y)} is 1, even though its actual
2899 alignment is probably 2 or 4, the same as @code{__alignof__ (int)}.
2900
2901 It is an error to ask for the alignment of an incomplete type.
2902
2903 @node Variable Attributes
2904 @section Specifying Attributes of Variables
2905 @cindex attribute of variables
2906 @cindex variable attributes
2907
2908 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
2909 attributes of variables or structure fields.  This keyword is followed
2910 by an attribute specification inside double parentheses.  Ten
2911 attributes are currently defined for variables: @code{aligned},
2912 @code{mode}, @code{nocommon}, @code{packed}, @code{section},
2913 @code{transparent_union}, @code{unused}, @code{deprecated},
2914 @code{vector_size}, and @code{weak}.  Some other attributes are defined
2915 for variables on particular target systems.  Other attributes are
2916 available for functions (@pxref{Function Attributes}) and for types
2917 (@pxref{Type Attributes}).  Other front ends might define more
2918 attributes (@pxref{C++ Extensions,,Extensions to the C++ Language}).
2919
2920 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
2921 each keyword.  This allows you to use them in header files without
2922 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
2923 you may use @code{__aligned__} instead of @code{aligned}.
2924
2925 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
2926 attributes.
2927
2928 @table @code
2929 @cindex @code{aligned} attribute
2930 @item aligned (@var{alignment})
2931 This attribute specifies a minimum alignment for the variable or
2932 structure field, measured in bytes.  For example, the declaration:
2933
2934 @smallexample
2935 int x __attribute__ ((aligned (16))) = 0;
2936 @end smallexample
2937
2938 @noindent
2939 causes the compiler to allocate the global variable @code{x} on a
2940 16-byte boundary.  On a 68040, this could be used in conjunction with
2941 an @code{asm} expression to access the @code{move16} instruction which
2942 requires 16-byte aligned operands.
2943
2944 You can also specify the alignment of structure fields.  For example, to
2945 create a double-word aligned @code{int} pair, you could write:
2946
2947 @smallexample
2948 struct foo @{ int x[2] __attribute__ ((aligned (8))); @};
2949 @end smallexample
2950
2951 @noindent
2952 This is an alternative to creating a union with a @code{double} member
2953 that forces the union to be double-word aligned.
2954
2955 As in the preceding examples, you can explicitly specify the alignment
2956 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given variable or
2957 structure field.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
2958 and just ask the compiler to align a variable or field to the maximum
2959 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
2960 example, you could write:
2961
2962 @smallexample
2963 short array[3] __attribute__ ((aligned));
2964 @end smallexample
2965
2966 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned} attribute
2967 specification, the compiler automatically sets the alignment for the declared
2968 variable or field to the largest alignment which is ever used for any data
2969 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often make
2970 copy operations more efficient, because the compiler can use whatever
2971 instructions copy the biggest chunks of memory when performing copies to
2972 or from the variables or fields that you have aligned this way.
2973
2974 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
2975 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
2976
2977 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
2978 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
2979 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
2980 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
2981 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
2982 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
2983 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
2984 alignment.  See your linker documentation for further information.
2985
2986 @item mode (@var{mode})
2987 @cindex @code{mode} attribute
2988 This attribute specifies the data type for the declaration---whichever
2989 type corresponds to the mode @var{mode}.  This in effect lets you
2990 request an integer or floating point type according to its width.
2991
2992 You may also specify a mode of @samp{byte} or @samp{__byte__} to
2993 indicate the mode corresponding to a one-byte integer, @samp{word} or
2994 @samp{__word__} for the mode of a one-word integer, and @samp{pointer}
2995 or @samp{__pointer__} for the mode used to represent pointers.
2996
2997 @item nocommon
2998 @cindex @code{nocommon} attribute
2999 @opindex fno-common
3000 This attribute specifies requests GCC not to place a variable
3001 ``common'' but instead to allocate space for it directly.  If you
3002 specify the @option{-fno-common} flag, GCC will do this for all
3003 variables.
3004
3005 Specifying the @code{nocommon} attribute for a variable provides an
3006 initialization of zeros.  A variable may only be initialized in one
3007 source file.
3008
3009 @item packed
3010 @cindex @code{packed} attribute
3011 The @code{packed} attribute specifies that a variable or structure field
3012 should have the smallest possible alignment---one byte for a variable,
3013 and one bit for a field, unless you specify a larger value with the
3014 @code{aligned} attribute.
3015
3016 Here is a structure in which the field @code{x} is packed, so that it
3017 immediately follows @code{a}:
3018
3019 @example
3020 struct foo
3021 @{
3022   char a;
3023   int x[2] __attribute__ ((packed));
3024 @};
3025 @end example
3026
3027 @item section ("@var{section-name}")
3028 @cindex @code{section} variable attribute
3029 Normally, the compiler places the objects it generates in sections like
3030 @code{data} and @code{bss}.  Sometimes, however, you need additional sections,
3031 or you need certain particular variables to appear in special sections,
3032 for example to map to special hardware.  The @code{section}
3033 attribute specifies that a variable (or function) lives in a particular
3034 section.  For example, this small program uses several specific section names:
3035
3036 @smallexample
3037 struct duart a __attribute__ ((section ("DUART_A"))) = @{ 0 @};
3038 struct duart b __attribute__ ((section ("DUART_B"))) = @{ 0 @};
3039 char stack[10000] __attribute__ ((section ("STACK"))) = @{ 0 @};
3040 int init_data __attribute__ ((section ("INITDATA"))) = 0;
3041
3042 main()
3043 @{
3044   /* Initialize stack pointer */
3045   init_sp (stack + sizeof (stack));
3046
3047   /* Initialize initialized data */
3048   memcpy (&init_data, &data, &edata - &data);
3049
3050   /* Turn on the serial ports */
3051   init_duart (&a);
3052   init_duart (&b);
3053 @}
3054 @end smallexample
3055
3056 @noindent
3057 Use the @code{section} attribute with an @emph{initialized} definition
3058 of a @emph{global} variable, as shown in the example.  GCC issues
3059 a warning and otherwise ignores the @code{section} attribute in
3060 uninitialized variable declarations.
3061
3062 You may only use the @code{section} attribute with a fully initialized
3063 global definition because of the way linkers work.  The linker requires
3064 each object be defined once, with the exception that uninitialized
3065 variables tentatively go in the @code{common} (or @code{bss}) section
3066 and can be multiply ``defined''.  You can force a variable to be
3067 initialized with the @option{-fno-common} flag or the @code{nocommon}
3068 attribute.
3069
3070 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
3071 attribute is not available on all platforms.
3072 If you need to map the entire contents of a module to a particular
3073 section, consider using the facilities of the linker instead.
3074
3075 @item shared
3076 @cindex @code{shared} variable attribute
3077 On Windows NT, in addition to putting variable definitions in a named
3078 section, the section can also be shared among all running copies of an
3079 executable or DLL@.  For example, this small program defines shared data
3080 by putting it in a named section @code{shared} and marking the section
3081 shareable:
3082
3083 @smallexample
3084 int foo __attribute__((section ("shared"), shared)) = 0;
3085
3086 int
3087 main()
3088 @{
3089   /* Read and write foo.  All running
3090      copies see the same value.  */
3091   return 0;
3092 @}
3093 @end smallexample
3094
3095 @noindent
3096 You may only use the @code{shared} attribute along with @code{section}
3097 attribute with a fully initialized global definition because of the way
3098 linkers work.  See @code{section} attribute for more information.
3099
3100 The @code{shared} attribute is only available on Windows NT@.
3101
3102 @item transparent_union
3103 This attribute, attached to a function parameter which is a union, means
3104 that the corresponding argument may have the type of any union member,
3105 but the argument is passed as if its type were that of the first union
3106 member.  For more details see @xref{Type Attributes}.  You can also use
3107 this attribute on a @code{typedef} for a union data type; then it
3108 applies to all function parameters with that type.
3109
3110 @item unused
3111 This attribute, attached to a variable, means that the variable is meant
3112 to be possibly unused.  GCC will not produce a warning for this
3113 variable.
3114
3115 @item deprecated
3116 The @code{deprecated} attribute results in a warning if the variable
3117 is used anywhere in the source file.  This is useful when identifying
3118 variables that are expected to be removed in a future version of a
3119 program.  The warning also includes the location of the declaration
3120 of the deprecated variable, to enable users to easily find further
3121 information about why the variable is deprecated, or what they should
3122 do instead.  Note that the warnings only occurs for uses:
3123
3124 @smallexample
3125 extern int old_var __attribute__ ((deprecated));
3126 extern int old_var;
3127 int new_fn () @{ return old_var; @}
3128 @end smallexample
3129
3130 results in a warning on line 3 but not line 2.
3131
3132 The @code{deprecated} attribute can also be used for functions and
3133 types (@pxref{Function Attributes}, @pxref{Type Attributes}.)
3134
3135 @item vector_size (@var{bytes})
3136 This attribute specifies the vector size for the variable, measured in
3137 bytes.  For example, the declaration:
3138
3139 @smallexample
3140 int foo __attribute__ ((vector_size (16)));
3141 @end smallexample
3142
3143 @noindent
3144 causes the compiler to set the mode for @code{foo}, to be 16 bytes,
3145 divided into @code{int} sized units.  Assuming a 32-bit int (a vector of
3146 4 units of 4 bytes), the corresponding mode of @code{foo} will be V4SI@.
3147
3148 This attribute is only applicable to integral and float scalars,
3149 although arrays, pointers, and function return values are allowed in
3150 conjunction with this construct.
3151
3152 Aggregates with this attribute are invalid, even if they are of the same
3153 size as a corresponding scalar.  For example, the declaration:
3154
3155 @smallexample
3156 struct S @{ int a; @};
3157 struct S  __attribute__ ((vector_size (16))) foo;
3158 @end smallexample
3159
3160 @noindent
3161 is invalid even if the size of the structure is the same as the size of
3162 the @code{int}.
3163
3164 @item weak
3165 The @code{weak} attribute is described in @xref{Function Attributes}.
3166
3167 @item model (@var{model-name})
3168 @cindex variable addressability on the M32R/D
3169 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object.
3170 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
3171 or @code{large}, representing each of the code models.
3172
3173 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
3174 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction).
3175
3176 Medium and large model objects may live anywhere in the 32-bit address space
3177 (the compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their
3178 addresses).
3179
3180 @end table
3181
3182 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
3183 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
3184 packed))}.
3185
3186 @node Type Attributes
3187 @section Specifying Attributes of Types
3188 @cindex attribute of types
3189 @cindex type attributes
3190
3191 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
3192 attributes of @code{struct} and @code{union} types when you define such
3193 types.  This keyword is followed by an attribute specification inside
3194 double parentheses.  Six attributes are currently defined for types:
3195 @code{aligned}, @code{packed}, @code{transparent_union}, @code{unused},
3196 @code{deprecated} and @code{may_alias}.  Other attributes are defined for
3197 functions (@pxref{Function Attributes}) and for variables
3198 (@pxref{Variable Attributes}).
3199
3200 You may also specify any one of these attributes with @samp{__}
3201 preceding and following its keyword.  This allows you to use these
3202 attributes in header files without being concerned about a possible
3203 macro of the same name.  For example, you may use @code{__aligned__}
3204 instead of @code{aligned}.
3205
3206 You may specify the @code{aligned} and @code{transparent_union}
3207 attributes either in a @code{typedef} declaration or just past the
3208 closing curly brace of a complete enum, struct or union type
3209 @emph{definition} and the @code{packed} attribute only past the closing
3210 brace of a definition.
3211
3212 You may also specify attributes between the enum, struct or union
3213 tag and the name of the type rather than after the closing brace.
3214
3215 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
3216 attributes.
3217
3218 @table @code
3219 @cindex @code{aligned} attribute
3220 @item aligned (@var{alignment})
3221 This attribute specifies a minimum alignment (in bytes) for variables
3222 of the specified type.  For example, the declarations:
3223
3224 @smallexample
3225 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned (8)));
3226 typedef int more_aligned_int __attribute__ ((aligned (8)));
3227 @end smallexample
3228
3229 @noindent
3230 force the compiler to insure (as far as it can) that each variable whose
3231 type is @code{struct S} or @code{more_aligned_int} will be allocated and
3232 aligned @emph{at least} on a 8-byte boundary.  On a Sparc, having all
3233 variables of type @code{struct S} aligned to 8-byte boundaries allows
3234 the compiler to use the @code{ldd} and @code{std} (doubleword load and
3235 store) instructions when copying one variable of type @code{struct S} to
3236 another, thus improving run-time efficiency.
3237
3238 Note that the alignment of any given @code{struct} or @code{union} type
3239 is required by the ISO C standard to be at least a perfect multiple of
3240 the lowest common multiple of the alignments of all of the members of
3241 the @code{struct} or @code{union} in question.  This means that you @emph{can}
3242 effectively adjust the alignment of a @code{struct} or @code{union}
3243 type by attaching an @code{aligned} attribute to any one of the members
3244 of such a type, but the notation illustrated in the example above is a
3245 more obvious, intuitive, and readable way to request the compiler to
3246 adjust the alignment of an entire @code{struct} or @code{union} type.
3247
3248 As in the preceding example, you can explicitly specify the alignment
3249 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given @code{struct}
3250 or @code{union} type.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
3251 and just ask the compiler to align a type to the maximum
3252 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
3253 example, you could write:
3254
3255 @smallexample
3256 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned));
3257 @end smallexample
3258
3259 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned}
3260 attribute specification, the compiler automatically sets the alignment
3261 for the type to the largest alignment which is ever used for any data
3262 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often
3263 make copy operations more efficient, because the compiler can use
3264 whatever instructions copy the biggest chunks of memory when performing
3265 copies to or from the variables which have types that you have aligned
3266 this way.
3267
3268 In the example above, if the size of each @code{short} is 2 bytes, then
3269 the size of the entire @code{struct S} type is 6 bytes.  The smallest
3270 power of two which is greater than or equal to that is 8, so the
3271 compiler sets the alignment for the entire @code{struct S} type to 8
3272 bytes.
3273
3274 Note that although you can ask the compiler to select a time-efficient
3275 alignment for a given type and then declare only individual stand-alone
3276 objects of that type, the compiler's ability to select a time-efficient
3277 alignment is primarily useful only when you plan to create arrays of
3278 variables having the relevant (efficiently aligned) type.  If you
3279 declare or use arrays of variables of an efficiently-aligned type, then
3280 it is likely that your program will also be doing pointer arithmetic (or
3281 subscripting, which amounts to the same thing) on pointers to the
3282 relevant type, and the code that the compiler generates for these
3283 pointer arithmetic operations will often be more efficient for
3284 efficiently-aligned types than for other types.
3285
3286 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
3287 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
3288
3289 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
3290 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
3291 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
3292 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
3293 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
3294 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
3295 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
3296 alignment.  See your linker documentation for further information.
3297
3298 @item packed
3299 This attribute, attached to an @code{enum}, @code{struct}, or
3300 @code{union} type definition, specified that the minimum required memory
3301 be used to represent the type.
3302
3303 @opindex fshort-enums
3304 Specifying this attribute for @code{struct} and @code{union} types is
3305 equivalent to specifying the @code{packed} attribute on each of the
3306 structure or union members.  Specifying the @option{-fshort-enums}
3307 flag on the line is equivalent to specifying the @code{packed}
3308 attribute on all @code{enum} definitions.
3309
3310 You may only specify this attribute after a closing curly brace on an
3311 @code{enum} definition, not in a @code{typedef} declaration, unless that
3312 declaration also contains the definition of the @code{enum}.
3313
3314 @item transparent_union
3315 This attribute, attached to a @code{union} type definition, indicates
3316 that any function parameter having that union type causes calls to that
3317 function to be treated in a special way.
3318
3319 First, the argument corresponding to a transparent union type can be of
3320 any type in the union; no cast is required.  Also, if the union contains
3321 a pointer type, the corresponding argument can be a null pointer
3322 constant or a void pointer expression; and if the union contains a void
3323 pointer type, the corresponding argument can be any pointer expression.
3324 If the union member type is a pointer, qualifiers like @code{const} on
3325 the referenced type must be respected, just as with normal pointer
3326 conversions.
3327
3328 Second, the argument is passed to the function using the calling
3329 conventions of first member of the transparent union, not the calling
3330 conventions of the union itself.  All members of the union must have the
3331 same machine representation; this is necessary for this argument passing
3332 to work properly.
3333
3334 Transparent unions are designed for library functions that have multiple
3335 interfaces for compatibility reasons.  For example, suppose the
3336 @code{wait} function must accept either a value of type @code{int *} to
3337 comply with Posix, or a value of type @code{union wait *} to comply with
3338 the 4.1BSD interface.  If @code{wait}'s parameter were @code{void *},
3339 @code{wait} would accept both kinds of arguments, but it would also
3340 accept any other pointer type and this would make argument type checking
3341 less useful.  Instead, @code{<sys/wait.h>} might define the interface
3342 as follows:
3343
3344 @smallexample
3345 typedef union
3346   @{
3347     int *__ip;
3348     union wait *__up;
3349   @} wait_status_ptr_t __attribute__ ((__transparent_union__));
3350
3351 pid_t wait (wait_status_ptr_t);
3352 @end smallexample
3353
3354 This interface allows either @code{int *} or @code{union wait *}
3355 arguments to be passed, using the @code{int *} calling convention.
3356 The program can call @code{wait} with arguments of either type:
3357
3358 @example
3359 int w1 () @{ int w; return wait (&w); @}
3360 int w2 () @{ union wait w; return wait (&w); @}
3361 @end example
3362
3363 With this interface, @code{wait}'s implementation might look like this:
3364
3365 @example
3366 pid_t wait (wait_status_ptr_t p)
3367 @{
3368   return waitpid (-1, p.__ip, 0);
3369 @}
3370 @end example
3371
3372 @item unused
3373 When attached to a type (including a @code{union} or a @code{struct}),
3374 this attribute means that variables of that type are meant to appear
3375 possibly unused.  GCC will not produce a warning for any variables of
3376 that type, even if the variable appears to do nothing.  This is often
3377 the case with lock or thread classes, which are usually defined and then
3378 not referenced, but contain constructors and destructors that have
3379 nontrivial bookkeeping functions.
3380
3381 @item deprecated
3382 The @code{deprecated} attribute results in a warning if the type
3383 is used anywhere in the source file.  This is useful when identifying
3384 types that are expected to be removed in a future version of a program.
3385 If possible, the warning also includes the location of the declaration
3386 of the deprecated type, to enable users to easily find further
3387 information about why the type is deprecated, or what they should do
3388 instead.  Note that the warnings only occur for uses and then only
3389 if the type is being applied to an identifier that itself is not being
3390 declared as deprecated.
3391
3392 @smallexample
3393 typedef int T1 __attribute__ ((deprecated));
3394 T1 x;
3395 typedef T1 T2;
3396 T2 y;
3397 typedef T1 T3 __attribute__ ((deprecated));
3398 T3 z __attribute__ ((deprecated));
3399 @end smallexample
3400
3401 results in a warning on line 2 and 3 but not lines 4, 5, or 6.  No
3402 warning is issued for line 4 because T2 is not explicitly
3403 deprecated.  Line 5 has no warning because T3 is explicitly
3404 deprecated.  Similarly for line 6.
3405
3406 The @code{deprecated} attribute can also be used for functions and
3407 variables (@pxref{Function Attributes}, @pxref{Variable Attributes}.)
3408
3409 @item may_alias
3410 Accesses to objects with types with this attribute are not subjected to
3411 type-based alias analysis, but are instead assumed to be able to alias
3412 any other type of objects, just like the @code{char} type.  See
3413 @option{-fstrict-aliasing} for more information on aliasing issues.
3414
3415 Example of use:
3416
3417 @example
3418 typedef short __attribute__((__may_alias__)) short_a;
3419
3420 int
3421 main (void)
3422 @{
3423   int a = 0x12345678;
3424   short_a *b = (short_a *) &a;
3425
3426   b[1] = 0;
3427
3428   if (a == 0x12345678)
3429     abort();
3430
3431   exit(0);
3432 @}
3433 @end example
3434
3435 If you replaced @code{short_a} with @code{short} in the variable
3436 declaration, the above program would abort when compiled with
3437 @option{-fstrict-aliasing}, which is on by default at @option{-O2} or
3438 above in recent GCC versions.
3439 @end table
3440
3441 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
3442 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
3443 packed))}.
3444
3445 @node Inline
3446 @section An Inline Function is As Fast As a Macro
3447 @cindex inline functions
3448 @cindex integrating function code
3449 @cindex open coding
3450 @cindex macros, inline alternative
3451
3452 By declaring a function @code{inline}, you can direct GCC to
3453 integrate that function's code into the code for its callers.  This
3454 makes execution faster by eliminating the function-call overhead; in
3455 addition, if any of the actual argument values are constant, their known
3456 values may permit simplifications at compile time so that not all of the
3457 inline function's code needs to be included.  The effect on code size is
3458 less predictable; object code may be larger or smaller with function
3459 inlining, depending on the particular case.  Inlining of functions is an
3460 optimization and it really ``works'' only in optimizing compilation.  If
3461 you don't use @option{-O}, no function is really inline.
3462
3463 Inline functions are included in the ISO C99 standard, but there are
3464 currently substantial differences between what GCC implements and what
3465 the ISO C99 standard requires.
3466
3467 To declare a function inline, use the @code{inline} keyword in its
3468 declaration, like this:
3469
3470 @example
3471 inline int
3472 inc (int *a)
3473 @{
3474   (*a)++;
3475 @}
3476 @end example
3477
3478 (If you are writing a header file to be included in ISO C programs, write
3479 @code{__inline__} instead of @code{inline}.  @xref{Alternate Keywords}.)
3480 You can also make all ``simple enough'' functions inline with the option
3481 @option{-finline-functions}.
3482
3483 @opindex Winline
3484 Note that certain usages in a function definition can make it unsuitable
3485 for inline substitution.  Among these usages are: use of varargs, use of
3486 alloca, use of variable sized data types (@pxref{Variable Length}),
3487 use of computed goto (@pxref{Labels as Values}), use of nonlocal goto,
3488 and nested functions (@pxref{Nested Functions}).  Using @option{-Winline}
3489 will warn when a function marked @code{inline} could not be substituted,
3490 and will give the reason for the failure.
3491
3492 Note that in C and Objective-C, unlike C++, the @code{inline} keyword
3493 does not affect the linkage of the function.
3494
3495 @cindex automatic @code{inline} for C++ member fns
3496 @cindex @code{inline} automatic for C++ member fns
3497 @cindex member fns, automatically @code{inline}
3498 @cindex C++ member fns, automatically @code{inline}
3499 @opindex fno-default-inline
3500 GCC automatically inlines member functions defined within the class
3501 body of C++ programs even if they are not explicitly declared
3502 @code{inline}.  (You can override this with @option{-fno-default-inline};
3503 @pxref{C++ Dialect Options,,Options Controlling C++ Dialect}.)
3504
3505 @cindex inline functions, omission of
3506 @opindex fkeep-inline-functions
3507 When a function is both inline and @code{static}, if all calls to the
3508 function are integrated into the caller, and the function's address is
3509 never used, then the function's own assembler code is never referenced.
3510 In this case, GCC does not actually output assembler code for the
3511 function, unless you specify the option @option{-fkeep-inline-functions}.
3512 Some calls cannot be integrated for various reasons (in particular,
3513 calls that precede the function's definition cannot be integrated, and
3514 neither can recursive calls within the definition).  If there is a
3515 nonintegrated call, then the function is compiled to assembler code as
3516 usual.  The function must also be compiled as usual if the program
3517 refers to its address, because that can't be inlined.
3518
3519 @cindex non-static inline function
3520 When an inline function is not @code{static}, then the compiler must assume
3521 that there may be calls from other source files; since a global symbol can
3522 be defined only once in any program, the function must not be defined in
3523 the other source files, so the calls therein cannot be integrated.
3524 Therefore, a non-@code{static} inline function is always compiled on its
3525 own in the usual fashion.
3526
3527 If you specify both @code{inline} and @code{extern} in the function
3528 definition, then the definition is used only for inlining.  In no case
3529 is the function compiled on its own, not even if you refer to its
3530 address explicitly.  Such an address becomes an external reference, as
3531 if you had only declared the function, and had not defined it.
3532
3533 This combination of @code{inline} and @code{extern} has almost the
3534 effect of a macro.  The way to use it is to put a function definition in
3535 a header file with these keywords, and put another copy of the
3536 definition (lacking @code{inline} and @code{extern}) in a library file.
3537 The definition in the header file will cause most calls to the function
3538 to be inlined.  If any uses of the function remain, they will refer to
3539 the single copy in the library.
3540
3541 For future compatibility with when GCC implements ISO C99 semantics for
3542 inline functions, it is best to use @code{static inline} only.  (The
3543 existing semantics will remain available when @option{-std=gnu89} is
3544 specified, but eventually the default will be @option{-std=gnu99} and
3545 that will implement the C99 semantics, though it does not do so yet.)
3546
3547 GCC does not inline any functions when not optimizing unless you specify
3548 the @samp{always_inline} attribute for the function, like this:
3549
3550 @example
3551 /* Prototype.  */
3552 inline void foo (const char) __attribute__((always_inline));
3553 @end example
3554
3555 @node Extended Asm
3556 @section Assembler Instructions with C Expression Operands
3557 @cindex extended @code{asm}
3558 @cindex @code{asm} expressions
3559 @cindex assembler instructions
3560 @cindex registers
3561
3562 In an assembler instruction using @code{asm}, you can specify the
3563 operands of the instruction using C expressions.  This means you need not
3564 guess which registers or memory locations will contain the data you want
3565 to use.
3566
3567 You must specify an assembler instruction template much like what
3568 appears in a machine description, plus an operand constraint string for
3569 each operand.
3570
3571 For example, here is how to use the 68881's @code{fsinx} instruction:
3572
3573 @example
3574 asm ("fsinx %1,%0" : "=f" (result) : "f" (angle));
3575 @end example
3576
3577 @noindent
3578 Here @code{angle} is the C expression for the input operand while
3579 @code{result} is that of the output operand.  Each has @samp{"f"} as its
3580 operand constraint, saying that a floating point register is required.
3581 The @samp{=} in @samp{=f} indicates that the operand is an output; all
3582 output operands' constraints must use @samp{=}.  The constraints use the
3583 same language used in the machine description (@pxref{Constraints}).
3584
3585 Each operand is described by an operand-constraint string followed by
3586 the C expression in parentheses.  A colon separates the assembler
3587 template from the first output operand and another separates the last
3588 output operand from the first input, if any.  Commas separate the
3589 operands within each group.  The total number of operands is currently
3590 limited to 30; this limitation may be lifted in some future version of
3591 GCC.
3592
3593 If there are no output operands but there are input operands, you must
3594 place two consecutive colons surrounding the place where the output
3595 operands would go.
3596
3597 As of GCC version 3.1, it is also possible to specify input and output
3598 operands using symbolic names which can be referenced within the
3599 assembler code.  These names are specified inside square brackets
3600 preceding the constraint string, and can be referenced inside the
3601 assembler code using @code{%[@var{name}]} instead of a percentage sign
3602 followed by the operand number.  Using named operands the above example
3603 could look like:
3604
3605 @example
3606 asm ("fsinx %[angle],%[output]"
3607      : [output] "=f" (result)
3608      : [angle] "f" (angle));
3609 @end example
3610
3611 @noindent
3612 Note that the symbolic operand names have no relation whatsoever to
3613 other C identifiers.  You may use any name you like, even those of
3614 existing C symbols, but must ensure that no two operands within the same
3615 assembler construct use the same symbolic name.
3616
3617 Output operand expressions must be lvalues; the compiler can check this.
3618 The input operands need not be lvalues.  The compiler cannot check
3619 whether the operands have data types that are reasonable for the
3620 instruction being executed.  It does not parse the assembler instruction
3621 template and does not know what it means or even whether it is valid
3622 assembler input.  The extended @code{asm} feature is most often used for
3623 machine instructions the compiler itself does not know exist.  If
3624 the output expression cannot be directly addressed (for example, it is a
3625 bit-field), your constraint must allow a register.  In that case, GCC
3626 will use the register as the output of the @code{asm}, and then store
3627 that register into the output.
3628
3629 The ordinary output operands must be write-only; GCC will assume that
3630 the values in these operands before the instruction are dead and need
3631 not be generated.  Extended asm supports input-output or read-write
3632 operands.  Use the constraint character @samp{+} to indicate such an
3633 operand and list it with the output operands.
3634
3635 When the constraints for the read-write operand (or the operand in which
3636 only some of the bits are to be changed) allows a register, you may, as
3637 an alternative, logically split its function into two separate operands,
3638 one input operand and one write-only output operand.  The connection
3639 between them is expressed by constraints which say they need to be in
3640 the same location when the instruction executes.  You can use the same C
3641 expression for both operands, or different expressions.  For example,
3642 here we write the (fictitious) @samp{combine} instruction with
3643 @code{bar} as its read-only source operand and @code{foo} as its
3644 read-write destination:
3645
3646 @example
3647 asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "0" (foo), "g" (bar));
3648 @end example
3649
3650 @noindent
3651 The constraint @samp{"0"} for operand 1 says that it must occupy the
3652 same location as operand 0.  A number in constraint is allowed only in
3653 an input operand and it must refer to an output operand.
3654
3655 Only a number in the constraint can guarantee that one operand will be in
3656 the same place as another.  The mere fact that @code{foo} is the value
3657 of both operands is not enough to guarantee that they will be in the
3658 same place in the generated assembler code.  The following would not
3659 work reliably:
3660
3661 @example
3662 asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "r" (foo), "g" (bar));
3663 @end example
3664
3665 Various optimizations or reloading could cause operands 0 and 1 to be in
3666 different registers; GCC knows no reason not to do so.  For example, the
3667 compiler might find a copy of the value of @code{foo} in one register and
3668 use it for operand 1, but generate the output operand 0 in a different
3669 register (copying it afterward to @code{foo}'s own address).  Of course,
3670 since the register for operand 1 is not even mentioned in the assembler
3671 code, the result will not work, but GCC can't tell that.
3672
3673 As of GCC version 3.1, one may write @code{[@var{name}]} instead of
3674 the operand number for a matching constraint.  For example:
3675
3676 @example
3677 asm ("cmoveq %1,%2,%[result]"
3678      : [result] "=r"(result)
3679      : "r" (test), "r"(new), "[result]"(old));
3680 @end example
3681
3682 Some instructions clobber specific hard registers.  To describe this,
3683 write a third colon after the input operands, followed by the names of
3684 the clobbered hard registers (given as strings).  Here is a realistic
3685 example for the VAX:
3686
3687 @example
3688 asm volatile ("movc3 %0,%1,%2"
3689               : /* no outputs */
3690               : "g" (from), "g" (to), "g" (count)
3691               : "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5");
3692 @end example
3693
3694 You may not write a clobber description in a way that overlaps with an
3695 input or output operand.  For example, you may not have an operand
3696 describing a register class with one member if you mention that register
3697 in the clobber list.  There is no way for you to specify that an input
3698 operand is modified without also specifying it as an output
3699 operand.  Note that if all the output operands you specify are for this
3700 purpose (and hence unused), you will then also need to specify
3701 @code{volatile} for the @code{asm} construct, as described below, to
3702 prevent GCC from deleting the @code{asm} statement as unused.
3703
3704 If you refer to a particular hardware register from the assembler code,
3705 you will probably have to list the register after the third colon to
3706 tell the compiler the register's value is modified.  In some assemblers,
3707 the register names begin with @samp{%}; to produce one @samp{%} in the
3708 assembler code, you must write @samp{%%} in the input.
3709
3710 If your assembler instruction can alter the condition code register, add
3711 @samp{cc} to the list of clobbered registers.  GCC on some machines
3712 represents the condition codes as a specific hardware register;
3713 @samp{cc} serves to name this register.  On other machines, the
3714 condition code is handled differently, and specifying @samp{cc} has no
3715 effect.  But it is valid no matter what the machine.
3716
3717 If your assembler instruction modifies memory in an unpredictable
3718 fashion, add @samp{memory} to the list of clobbered registers.  This
3719 will cause GCC to not keep memory values cached in registers across
3720 the assembler instruction.  You will also want to add the
3721 @code{volatile} keyword if the memory affected is not listed in the
3722 inputs or outputs of the @code{asm}, as the @samp{memory} clobber does
3723 not count as a side-effect of the @code{asm}.
3724
3725 You can put multiple assembler instructions together in a single
3726 @code{asm} template, separated by the characters normally used in assembly
3727 code for the system.  A combination that works in most places is a newline
3728 to break the line, plus a tab character to move to the instruction field
3729 (written as @samp{\n\t}).  Sometimes semicolons can be used, if the
3730 assembler allows semicolons as a line-breaking character.  Note that some
3731 assembler dialects use semicolons to start a comment.
3732 The input operands are guaranteed not to use any of the clobbered
3733 registers, and neither will the output operands' addresses, so you can
3734 read and write the clobbered registers as many times as you like.  Here
3735 is an example of multiple instructions in a template; it assumes the
3736 subroutine @code{_foo} accepts arguments in registers 9 and 10:
3737
3738 @example
3739 asm ("movl %0,r9\n\tmovl %1,r10\n\tcall _foo"
3740      : /* no outputs */
3741      : "g" (from), "g" (to)
3742      : "r9", "r10");
3743 @end example
3744
3745 Unless an output operand has the @samp{&} constraint modifier, GCC
3746 may allocate it in the same register as an unrelated input operand, on
3747 the assumption the inputs are consumed before the outputs are produced.
3748 This assumption may be false if the assembler code actually consists of
3749 more than one instruction.  In such a case, use @samp{&} for each output
3750 operand that may not overlap an input.  @xref{Modifiers}.
3751
3752 If you want to test the condition code produced by an assembler
3753 instruction, you must include a branch and a label in the @code{asm}
3754 construct, as follows:
3755
3756 @example
3757 asm ("clr %0\n\tfrob %1\n\tbeq 0f\n\tmov #1,%0\n0:"
3758      : "g" (result)
3759      : "g" (input));
3760 @end example
3761
3762 @noindent
3763 This assumes your assembler supports local labels, as the GNU assembler
3764 and most Unix assemblers do.
3765
3766 Speaking of labels, jumps from one @code{asm} to another are not
3767 supported.  The compiler's optimizers do not know about these jumps, and
3768 therefore they cannot take account of them when deciding how to
3769 optimize.
3770
3771 @cindex macros containing @code{asm}
3772 Usually the most convenient way to use these @code{asm} instructions is to
3773 encapsulate them in macros that look like functions.  For example,
3774
3775 @example
3776 #define sin(x)       \
3777 (@{ double __value, __arg = (x);   \
3778    asm ("fsinx %1,%0": "=f" (__value): "f" (__arg));  \
3779    __value; @})
3780 @end example
3781
3782 @noindent
3783 Here the variable @code{__arg} is used to make sure that the instruction
3784 operates on a proper @code{double} value, and to accept only those
3785 arguments @code{x} which can convert automatically to a @code{double}.
3786
3787 Another way to make sure the instruction operates on the correct data
3788 type is to use a cast in the @code{asm}.  This is different from using a
3789 variable @code{__arg} in that it converts more different types.  For
3790 example, if the desired type were @code{int}, casting the argument to
3791 @code{int} would accept a pointer with no complaint, while assigning the
3792 argument to an @code{int} variable named @code{__arg} would warn about
3793 using a pointer unless the caller explicitly casts it.
3794
3795 If an @code{asm} has output operands, GCC assumes for optimization
3796 purposes the instruction has no side effects except to change the output
3797 operands.  This does not mean instructions with a side effect cannot be
3798 used, but you must be careful, because the compiler may eliminate them
3799 if the output operands aren't used, or move them out of loops, or
3800 replace two with one if they constitute a common subexpression.  Also,
3801 if your instruction does have a side effect on a variable that otherwise
3802 appears not to change, the old value of the variable may be reused later
3803 if it happens to be found in a register.
3804
3805 You can prevent an @code{asm} instruction from being deleted, moved
3806 significantly, or combined, by writing the keyword @code{volatile} after
3807 the @code{asm}.  For example:
3808
3809 @example
3810 #define get_and_set_priority(new)              \
3811 (@{ int __old;                                  \
3812    asm volatile ("get_and_set_priority %0, %1" \
3813                  : "=g" (__old) : "g" (new));  \
3814    __old; @})
3815 @end example
3816
3817 @noindent
3818 If you write an @code{asm} instruction with no outputs, GCC will know
3819 the instruction has side-effects and will not delete the instruction or
3820 move it outside of loops.
3821
3822 The @code{volatile} keyword indicates that the instruction has
3823 important side-effects.  GCC will not delete a volatile @code{asm} if
3824 it is reachable.  (The instruction can still be deleted if GCC can
3825 prove that control-flow will never reach the location of the
3826 instruction.)  In addition, GCC will not reschedule instructions
3827 across a volatile @code{asm} instruction.  For example:
3828
3829 @example
3830 *(volatile int *)addr = foo;
3831 asm volatile ("eieio" : : );
3832 @end example
3833
3834 @noindent
3835 Assume @code{addr} contains the address of a memory mapped device
3836 register.  The PowerPC @code{eieio} instruction (Enforce In-order
3837 Execution of I/O) tells the CPU to make sure that the store to that
3838 device register happens before it issues any other I/O@.
3839
3840 Note that even a volatile @code{asm} instruction can be moved in ways
3841 that appear insignificant to the compiler, such as across jump
3842 instructions.  You can't expect a sequence of volatile @code{asm}
3843 instructions to remain perfectly consecutive.  If you want consecutive
3844 output, use a single @code{asm}.  Also, GCC will perform some
3845 optimizations across a volatile @code{asm} instruction; GCC does not
3846 ``forget everything'' when it encounters a volatile @code{asm}
3847 instruction the way some other compilers do.
3848
3849 An @code{asm} instruction without any operands or clobbers (an ``old
3850 style'' @code{asm}) will be treated identically to a volatile
3851 @code{asm} instruction.
3852
3853 It is a natural idea to look for a way to give access to the condition
3854 code left by the assembler instruction.  However, when we attempted to
3855 implement this, we found no way to make it work reliably.  The problem
3856 is that output operands might need reloading, which would result in
3857 additional following ``store'' instructions.  On most machines, these
3858 instructions would alter the condition code before there was time to
3859 test it.  This problem doesn't arise for ordinary ``test'' and
3860 ``compare'' instructions because they don't have any output operands.
3861
3862 For reasons similar to those described above, it is not possible to give
3863 an assembler instruction access to the condition code left by previous
3864 instructions.
3865
3866 If you are writing a header file that should be includable in ISO C
3867 programs, write @code{__asm__} instead of @code{asm}.  @xref{Alternate
3868 Keywords}.
3869
3870 @subsection i386 floating point asm operands
3871
3872 There are several rules on the usage of stack-like regs in
3873 asm_operands insns.  These rules apply only to the operands that are
3874 stack-like regs:
3875
3876 @enumerate
3877 @item
3878 Given a set of input regs that die in an asm_operands, it is
3879 necessary to know which are implicitly popped by the asm, and
3880 which must be explicitly popped by gcc.
3881
3882 An input reg that is implicitly popped by the asm must be
3883 explicitly clobbered, unless it is constrained to match an
3884 output operand.
3885
3886 @item
3887 For any input reg that is implicitly popped by an asm, it is
3888 necessary to know how to adjust the stack to compensate for the pop.
3889 If any non-popped input is closer to the top of the reg-stack than
3890 the implicitly popped reg, it would not be possible to know what the
3891 stack looked like---it's not clear how the rest of the stack ``slides
3892 up''.
3893
3894 All implicitly popped input regs must be closer to the top of
3895 the reg-stack than any input that is not implicitly popped.
3896
3897 It is possible that if an input dies in an insn, reload might
3898 use the input reg for an output reload.  Consider this example:
3899
3900 @example
3901 asm ("foo" : "=t" (a) : "f" (b));
3902 @end example
3903
3904 This asm says that input B is not popped by the asm, and that
3905 the asm pushes a result onto the reg-stack, i.e., the stack is one
3906 deeper after the asm than it was before.  But, it is possible that
3907 reload will think that it can use the same reg for both the input and
3908 the output, if input B dies in this insn.
3909
3910 If any input operand uses the @code{f} constraint, all output reg
3911 constraints must use the @code{&} earlyclobber.
3912
3913 The asm above would be written as
3914
3915 @example
3916 asm ("foo" : "=&t" (a) : "f" (b));
3917 @end example
3918
3919 @item
3920 Some operands need to be in particular places on the stack.  All
3921 output operands fall in this category---there is no other way to
3922 know which regs the outputs appear in unless the user indicates
3923 this in the constraints.
3924
3925 Output operands must specifically indicate which reg an output
3926 appears in after an asm.  @code{=f} is not allowed: the operand
3927 constraints must select a class with a single reg.
3928
3929 @item
3930 Output operands may not be ``inserted'' between existing stack regs.
3931 Since no 387 opcode uses a read/write operand, all output operands
3932 are dead before the asm_operands, and are pushed by the asm_operands.
3933 It makes no sense to push anywhere but the top of the reg-stack.
3934
3935 Output operands must start at the top of the reg-stack: output
3936 operands may not ``skip'' a reg.
3937
3938 @item
3939 Some asm statements may need extra stack space for internal
3940 calculations.  This can be guaranteed by clobbering stack registers
3941 unrelated to the inputs and outputs.
3942
3943 @end enumerate
3944
3945 Here are a couple of reasonable asms to want to write.  This asm
3946 takes one input, which is internally popped, and produces two outputs.
3947
3948 @example
3949 asm ("fsincos" : "=t" (cos), "=u" (sin) : "0" (inp));
3950 @end example
3951
3952 This asm takes two inputs, which are popped by the @code{fyl2xp1} opcode,
3953 and replaces them with one output.  The user must code the @code{st(1)}
3954 clobber for reg-stack.c to know that @code{fyl2xp1} pops both inputs.
3955
3956 @example
3957 asm ("fyl2xp1" : "=t" (result) : "0" (x), "u" (y) : "st(1)");
3958 @end example
3959
3960 @include md.texi
3961
3962 @node Asm Labels
3963 @section Controlling Names Used in Assembler Code
3964 @cindex assembler names for identifiers
3965 @cindex names used in assembler code
3966 @cindex identifiers, names in assembler code
3967
3968 You can specify the name to be used in the assembler code for a C
3969 function or variable by writing the @code{asm} (or @code{__asm__})
3970 keyword after the declarator as follows:
3971
3972 @example
3973 int foo asm ("myfoo") = 2;
3974 @end example
3975
3976 @noindent
3977 This specifies that the name to be used for the variable @code{foo} in
3978 the assembler code should be @samp{myfoo} rather than the usual
3979 @samp{_foo}.
3980
3981 On systems where an underscore is normally prepended to the name of a C
3982 function or variable, this feature allows you to define names for the
3983 linker that do not start with an underscore.
3984
3985 It does not make sense to use this feature with a non-static local
3986 variable since such variables do not have assembler names.  If you are
3987 trying to put the variable in a particular register, see @ref{Explicit
3988 Reg Vars}.  GCC presently accepts such code with a warning, but will
3989 probably be changed to issue an error, rather than a warning, in the
3990 future.
3991
3992 You cannot use @code{asm} in this way in a function @emph{definition}; but
3993 you can get the same effect by writing a declaration for the function
3994 before its definition and putting @code{asm} there, like this:
3995
3996 @example
3997 extern func () asm ("FUNC");
3998
3999 func (x, y)
4000      int x, y;
4001 /* @r{@dots{}} */
4002 @end example
4003
4004 It is up to you to make sure that the assembler names you choose do not
4005 conflict with any other assembler symbols.  Also, you must not use a
4006 register name; that would produce completely invalid assembler code.  GCC
4007 does not as yet have the ability to store static variables in registers.
4008 Perhaps that will be added.
4009
4010 @node Explicit Reg Vars
4011 @section Variables in Specified Registers
4012 @cindex explicit register variables
4013 @cindex variables in specified registers
4014 @cindex specified registers
4015 @cindex registers, global allocation
4016
4017 GNU C allows you to put a few global variables into specified hardware
4018 registers.  You can also specify the register in which an ordinary
4019 register variable should be allocated.
4020
4021 @itemize @bullet
4022 @item
4023 Global register variables reserve registers throughout the program.
4024 This may be useful in programs such as programming language
4025 interpreters which have a couple of global variables that are accessed
4026 very often.
4027
4028 @item
4029 Local register variables in specific registers do not reserve the
4030 registers.  The compiler's data flow analysis is capable of determining
4031 where the specified registers contain live values, and where they are
4032 available for other uses.  Stores into local register variables may be deleted
4033 when they appear to be dead according to dataflow analysis.  References
4034 to local register variables may be deleted or moved or simplified.
4035
4036 These local variables are sometimes convenient for use with the extended
4037 @code{asm} feature (@pxref{Extended Asm}), if you want to write one
4038 output of the assembler instruction directly into a particular register.
4039 (This will work provided the register you specify fits the constraints
4040 specified for that operand in the @code{asm}.)
4041 @end itemize
4042
4043 @menu
4044 * Global Reg Vars::
4045 * Local Reg Vars::
4046 @end menu
4047
4048 @node Global Reg Vars
4049 @subsection Defining Global Register Variables
4050 @cindex global register variables
4051 @cindex registers, global variables in
4052
4053 You can define a global register variable in GNU C like this:
4054
4055 @example
4056 register int *foo asm ("a5");
4057 @end example
4058
4059 @noindent
4060 Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Choose a
4061 register which is normally saved and restored by function calls on your
4062 machine, so that library routines will not clobber it.
4063
4064 Naturally the register name is cpu-dependent, so you would need to
4065 conditionalize your program according to cpu type.  The register
4066 @code{a5} would be a good choice on a 68000 for a variable of pointer
4067 type.  On machines with register windows, be sure to choose a ``global''
4068 register that is not affected magically by the function call mechanism.
4069
4070 In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
4071 name the registers; then you would need additional conditionals.  For
4072 example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
4073
4074 Eventually there may be a way of asking the compiler to choose a register
4075 automatically, but first we need to figure out how it should choose and
4076 how to enable you to guide the choice.  No solution is evident.
4077
4078 Defining a global register variable in a certain register reserves that
4079 register entirely for this use, at least within the current compilation.
4080 The register will not be allocated for any other purpose in the functions
4081 in the current compilation.  The register will not be saved and restored by
4082 these functions.  Stores into this register are never deleted even if they
4083 would appear to be dead, but references may be deleted or moved or
4084 simplified.
4085
4086 It is not safe to access the global register variables from signal
4087 handlers, or from more than one thread of control, because the system
4088 library routines may temporarily use the register for other things (unless
4089 you recompile them specially for the task at hand).
4090
4091 @cindex @code{qsort}, and global register variables
4092 It is not safe for one function that uses a global register variable to
4093 call another such function @code{foo} by way of a third function
4094 @code{lose} that was compiled without knowledge of this variable (i.e.@: in a
4095 different source file in which the variable wasn't declared).  This is
4096 because @code{lose} might save the register and put some other value there.
4097 For example, you can't expect a global register variable to be available in
4098 the comparison-function that you pass to @code{qsort}, since @code{qsort}
4099 might have put something else in that register.  (If you are prepared to
4100 recompile @code{qsort} with the same global register variable, you can
4101 solve this problem.)
4102
4103 If you want to recompile @code{qsort} or other source files which do not
4104 actually use your global register variable, so that they will not use that
4105 register for any other purpose, then it suffices to specify the compiler
4106 option @option{-ffixed-@var{reg}}.  You need not actually add a global
4107 register declaration to their source code.
4108
4109 A function which can alter the value of a global register variable cannot
4110 safely be called from a function compiled without this variable, because it
4111 could clobber the value the caller expects to find there on return.
4112 Therefore, the function which is the entry point into the part of the
4113 program that uses the global register variable must explicitly save and
4114 restore the value which belongs to its caller.
4115
4116 @cindex register variable after @code{longjmp}
4117 @cindex global register after @code{longjmp}
4118 @cindex value after @code{longjmp}
4119 @findex longjmp
4120 @findex setjmp
4121 On most machines, @code{longjmp} will restore to each global register
4122 variable the value it had at the time of the @code{setjmp}.  On some
4123 machines, however, @code{longjmp} will not change the value of global
4124 register variables.  To be portable, the function that called @code{setjmp}
4125 should make other arrangements to save the values of the global register
4126 variables, and to restore them in a @code{longjmp}.  This way, the same
4127 thing will happen regardless of what @code{longjmp} does.
4128
4129 All global register variable declarations must precede all function
4130 definitions.  If such a declaration could appear after function
4131 definitions, the declaration would be too late to prevent the register from
4132 being used for other purposes in the preceding functions.
4133
4134 Global register variables may not have initial values, because an
4135 executable file has no means to supply initial contents for a register.
4136
4137 On the Sparc, there are reports that g3 @dots{} g7 are suitable
4138 registers, but certain library functions, such as @code{getwd}, as well
4139 as the subroutines for division and remainder, modify g3 and g4.  g1 and
4140 g2 are local temporaries.
4141
4142 On the 68000, a2 @dots{} a5 should be suitable, as should d2 @dots{} d7.
4143 Of course, it will not do to use more than a few of those.
4144
4145 @node Local Reg Vars
4146 @subsection Specifying Registers for Local Variables
4147 @cindex local variables, specifying registers
4148 @cindex specifying registers for local variables
4149 @cindex registers for local variables
4150
4151 You can define a local register variable with a specified register
4152 like this:
4153
4154 @example
4155 register int *foo asm ("a5");
4156 @end example
4157
4158 @noindent
4159 Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Note
4160 that this is the same syntax used for defining global register
4161 variables, but for a local variable it would appear within a function.
4162
4163 Naturally the register name is cpu-dependent, but this is not a
4164 problem, since specific registers are most often useful with explicit
4165 assembler instructions (@pxref{Extended Asm}).  Both of these things
4166 generally require that you conditionalize your program according to
4167 cpu type.
4168
4169 In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
4170 name the registers; then you would need additional conditionals.  For
4171 example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
4172
4173 Defining such a register variable does not reserve the register; it
4174 remains available for other uses in places where flow control determines
4175 the variable's value is not live.  However, these registers are made
4176 unavailable for use in the reload pass; excessive use of this feature
4177 leaves the compiler too few available registers to compile certain
4178 functions.
4179
4180 This option does not guarantee that GCC will generate code that has
4181 this variable in the register you specify at all times.  You may not
4182 code an explicit reference to this register in an @code{asm} statement
4183 and assume it will always refer to this variable.
4184
4185 Stores into local register variables may be deleted when they appear to be dead
4186 according to dataflow analysis.  References to local register variables may
4187 be deleted or moved or simplified.
4188
4189 @node Alternate Keywords
4190 @section Alternate Keywords
4191 @cindex alternate keywords
4192 @cindex keywords, alternate
4193
4194 @option{-ansi} and the various @option{-std} options disable certain
4195 keywords.  This causes trouble when you want to use GNU C extensions, or
4196 a general-purpose header file that should be usable by all programs,
4197 including ISO C programs.  The keywords @code{asm}, @code{typeof} and
4198 @code{inline} are not available in programs compiled with
4199 @option{-ansi} or @option{-std} (although @code{inline} can be used in a
4200 program compiled with @option{-std=c99}).  The ISO C99 keyword
4201 @code{restrict} is only available when @option{-std=gnu99} (which will
4202 eventually be the default) or @option{-std=c99} (or the equivalent
4203 @option{-std=iso9899:1999}) is used.
4204
4205 The way to solve these problems is to put @samp{__} at the beginning and
4206 end of each problematical keyword.  For example, use @code{__asm__}
4207 instead of @code{asm}, and @code{__inline__} instead of @code{inline}.
4208
4209 Other C compilers won't accept these alternative keywords; if you want to
4210 compile with another compiler, you can define the alternate keywords as
4211 macros to replace them with the customary keywords.  It looks like this:
4212
4213 @example
4214 #ifndef __GNUC__
4215 #define __asm__ asm
4216 #endif
4217 @end example
4218
4219 @findex __extension__
4220 @opindex pedantic
4221 @option{-pedantic} and other options cause warnings for many GNU C extensions.
4222 You can
4223 prevent such warnings within one expression by writing
4224 @code{__extension__} before the expression.  @code{__extension__} has no
4225 effect aside from this.
4226
4227 @node Incomplete Enums
4228 @section Incomplete @code{enum} Types
4229
4230 You can define an @code{enum} tag without specifying its possible values.
4231 This results in an incomplete type, much like what you get if you write
4232 @code{struct foo} without describing the elements.  A later declaration
4233 which does specify the possible values completes the type.
4234
4235 You can't allocate variables or storage using the type while it is
4236 incomplete.  However, you can work with pointers to that type.
4237
4238 This extension may not be very useful, but it makes the handling of
4239 @code{enum} more consistent with the way @code{struct} and @code{union}
4240 are handled.
4241
4242 This extension is not supported by GNU C++.
4243
4244 @node Function Names
4245 @section Function Names as Strings
4246 @cindex @code{__FUNCTION__} identifier