OSDN Git Service

b4b6670d035e82315ca6388df10754b03c860ebc
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / doc / extend.texi
1 @c Copyright (C) 1988,1989,1992,1993,1994,1996,1998,1999,2000,2001 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 Extensions
6 @chapter Extensions to the C Language Family
7 @cindex extensions, C language
8 @cindex C language extensions
9
10 @opindex pedantic
11 GNU C provides several language features not found in ISO standard C@.
12 (The @option{-pedantic} option directs GCC to print a warning message if
13 any of these features is used.)  To test for the availability of these
14 features in conditional compilation, check for a predefined macro
15 @code{__GNUC__}, which is always defined under GCC@.
16
17 These extensions are available in C and Objective-C@.  Most of them are
18 also available in C++.  @xref{C++ Extensions,,Extensions to the
19 C++ Language}, for extensions that apply @emph{only} to C++.
20
21 Some features that are in ISO C99 but not C89 or C++ are also, as
22 extensions, accepted by GCC in C89 mode and in C++.
23
24 @c The only difference between the two versions of this menu is that the
25 @c version for clear INTERNALS has an extra node, "Constraints" (which
26 @c appears in a separate chapter in the other version of the manual).
27 @ifset INTERNALS
28 @menu
29 * Statement Exprs::     Putting statements and declarations inside expressions.
30 * Local Labels::        Labels local to a statement-expression.
31 * Labels as Values::    Getting pointers to labels, and computed gotos.
32 * Nested Functions::    As in Algol and Pascal, lexical scoping of functions.
33 * Constructing Calls::  Dispatching a call to another function.
34 * Naming Types::        Giving a name to the type of some expression.
35 * Typeof::              @code{typeof}: referring to the type of an expression.
36 * Lvalues::             Using @samp{?:}, @samp{,} and casts in lvalues.
37 * Conditionals::        Omitting the middle operand of a @samp{?:} expression.
38 * Long Long::           Double-word integers---@code{long long int}.
39 * Complex::             Data types for complex numbers.
40 * Hex Floats::          Hexadecimal floating-point constants.
41 * Zero Length::         Zero-length arrays.
42 * Variable Length::     Arrays whose length is computed at run time.
43 * Variadic Macros::     Macros with a variable number of arguments.
44 * Escaped Newlines::    Slightly looser rules for escaped newlines.
45 * Multi-line Strings::  String literals with embedded newlines.
46 * Subscripting::        Any array can be subscripted, even if not an lvalue.
47 * Pointer Arith::       Arithmetic on @code{void}-pointers and function pointers.
48 * Initializers::        Non-constant initializers.
49 * Compound Literals::   Compound literals give structures, unions
50                          or arrays as values.
51 * Designated Inits::    Labeling elements of initializers.
52 * Cast to Union::       Casting to union type from any member of the union.
53 * Case Ranges::         `case 1 ... 9' and such.
54 * Mixed Declarations::  Mixing declarations and code.
55 * Function Attributes:: Declaring that functions have no side effects,
56                          or that they can never return.
57 * Attribute Syntax::    Formal syntax for attributes.
58 * Function Prototypes:: Prototype declarations and old-style definitions.
59 * C++ Comments::        C++ comments are recognized.
60 * Dollar Signs::        Dollar sign is allowed in identifiers.
61 * Character Escapes::   @samp{\e} stands for the character @key{ESC}.
62 * Variable Attributes:: Specifying attributes of variables.
63 * Type Attributes::     Specifying attributes of types.
64 * Alignment::           Inquiring about the alignment of a type or variable.
65 * Inline::              Defining inline functions (as fast as macros).
66 * Extended Asm::        Assembler instructions with C expressions as operands.
67                          (With them you can define ``built-in'' functions.)
68 * Asm Labels::          Specifying the assembler name to use for a C symbol.
69 * Explicit Reg Vars::   Defining variables residing in specified registers.
70 * Alternate Keywords::  @code{__const__}, @code{__asm__}, etc., for header files.
71 * Incomplete Enums::    @code{enum foo;}, with details to follow.
72 * Function Names::      Printable strings which are the name of the current
73                          function.
74 * Return Address::      Getting the return or frame address of a function.
75 * Other Builtins::      Other built-in functions.
76 @end menu
77 @end ifset
78 @ifclear INTERNALS
79 @menu
80 * Statement Exprs::     Putting statements and declarations inside expressions.
81 * Local Labels::        Labels local to a statement-expression.
82 * Labels as Values::    Getting pointers to labels, and computed gotos.
83 * Nested Functions::    As in Algol and Pascal, lexical scoping of functions.
84 * Constructing Calls::  Dispatching a call to another function.
85 * Naming Types::        Giving a name to the type of some expression.
86 * Typeof::              @code{typeof}: referring to the type of an expression.
87 * Lvalues::             Using @samp{?:}, @samp{,} and casts in lvalues.
88 * Conditionals::        Omitting the middle operand of a @samp{?:} expression.
89 * Long Long::           Double-word integers---@code{long long int}.
90 * Complex::             Data types for complex numbers.
91 * Hex Floats::          Hexadecimal floating-point constants.
92 * Zero Length::         Zero-length arrays.
93 * Variable Length::     Arrays whose length is computed at run time.
94 * Variadic Macros::     Macros with a variable number of arguments.
95 * Escaped Newlines::    Slightly looser rules for escaped newlines.
96 * Multi-line Strings::  String literals with embedded newlines.
97 * Subscripting::        Any array can be subscripted, even if not an lvalue.
98 * Pointer Arith::       Arithmetic on @code{void}-pointers and function pointers.
99 * Initializers::        Non-constant initializers.
100 * Compound Literals::   Compound literals give structures, unions
101                          or arrays as values.
102 * Designated Inits::    Labeling elements of initializers.
103 * Cast to Union::       Casting to union type from any member of the union.
104 * Case Ranges::         `case 1 ... 9' and such.
105 * Mixed Declarations::  Mixing declarations and code.
106 * Function Attributes:: Declaring that functions have no side effects,
107                          or that they can never return.
108 * Attribute Syntax::    Formal syntax for attributes.
109 * Function Prototypes:: Prototype declarations and old-style definitions.
110 * C++ Comments::        C++ comments are recognized.
111 * Dollar Signs::        Dollar sign is allowed in identifiers.
112 * Character Escapes::   @samp{\e} stands for the character @key{ESC}.
113 * Variable Attributes:: Specifying attributes of variables.
114 * Type Attributes::     Specifying attributes of types.
115 * Alignment::           Inquiring about the alignment of a type or variable.
116 * Inline::              Defining inline functions (as fast as macros).
117 * Extended Asm::        Assembler instructions with C expressions as operands.
118                          (With them you can define ``built-in'' functions.)
119 * Constraints::         Constraints for asm operands
120 * Asm Labels::          Specifying the assembler name to use for a C symbol.
121 * Explicit Reg Vars::   Defining variables residing in specified registers.
122 * Alternate Keywords::  @code{__const__}, @code{__asm__}, etc., for header files.
123 * Incomplete Enums::    @code{enum foo;}, with details to follow.
124 * Function Names::      Printable strings which are the name of the current
125                          function.
126 * Return Address::      Getting the return or frame address of a function.
127 * Other Builtins::      Other built-in functions.
128 @end menu
129 @end ifclear
130
131 @node Statement Exprs
132 @section Statements and Declarations in Expressions
133 @cindex statements inside expressions
134 @cindex declarations inside expressions
135 @cindex expressions containing statements
136 @cindex macros, statements in expressions
137
138 @c the above section title wrapped and causes an underfull hbox.. i
139 @c changed it from "within" to "in". --mew 4feb93
140
141 A compound statement enclosed in parentheses may appear as an expression
142 in GNU C@.  This allows you to use loops, switches, and local variables
143 within an expression.
144
145 Recall that a compound statement is a sequence of statements surrounded
146 by braces; in this construct, parentheses go around the braces.  For
147 example:
148
149 @example
150 (@{ int y = foo (); int z;
151    if (y > 0) z = y;
152    else z = - y;
153    z; @})
154 @end example
155
156 @noindent
157 is a valid (though slightly more complex than necessary) expression
158 for the absolute value of @code{foo ()}.
159
160 The last thing in the compound statement should be an expression
161 followed by a semicolon; the value of this subexpression serves as the
162 value of the entire construct.  (If you use some other kind of statement
163 last within the braces, the construct has type @code{void}, and thus
164 effectively no value.)
165
166 This feature is especially useful in making macro definitions ``safe'' (so
167 that they evaluate each operand exactly once).  For example, the
168 ``maximum'' function is commonly defined as a macro in standard C as
169 follows:
170
171 @example
172 #define max(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
173 @end example
174
175 @noindent
176 @cindex side effects, macro argument
177 But this definition computes either @var{a} or @var{b} twice, with bad
178 results if the operand has side effects.  In GNU C, if you know the
179 type of the operands (here let's assume @code{int}), you can define
180 the macro safely as follows:
181
182 @example
183 #define maxint(a,b) \
184   (@{int _a = (a), _b = (b); _a > _b ? _a : _b; @})
185 @end example
186
187 Embedded statements are not allowed in constant expressions, such as
188 the value of an enumeration constant, the width of a bit-field, or
189 the initial value of a static variable.
190
191 If you don't know the type of the operand, you can still do this, but you
192 must use @code{typeof} (@pxref{Typeof}) or type naming (@pxref{Naming
193 Types}).
194
195 Statement expressions are not supported fully in G++, and their fate
196 there is unclear.  (It is possible that they will become fully supported
197 at some point, or that they will be deprecated, or that the bugs that
198 are present will continue to exist indefinitely.)  Presently, statement
199 expressions do not work well as default arguments.
200
201 In addition, there are semantic issues with statement-expressions in
202 C++.  If you try to use statement-expressions instead of inline
203 functions in C++, you may be surprised at the way object destruction is
204 handled.  For example:
205
206 @example
207 #define foo(a)  (@{int b = (a); b + 3; @})
208 @end example
209
210 @noindent
211 does not work the same way as:
212
213 @example
214 inline int foo(int a) @{ int b = a; return b + 3; @}
215 @end example
216
217 @noindent
218 In particular, if the expression passed into @code{foo} involves the
219 creation of temporaries, the destructors for those temporaries will be
220 run earlier in the case of the macro than in the case of the function.
221
222 These considerations mean that it is probably a bad idea to use
223 statement-expressions of this form in header files that are designed to
224 work with C++.  (Note that some versions of the GNU C Library contained
225 header files using statement-expression that lead to precisely this
226 bug.)
227
228 @node Local Labels
229 @section Locally Declared Labels
230 @cindex local labels
231 @cindex macros, local labels
232
233 Each statement expression is a scope in which @dfn{local labels} can be
234 declared.  A local label is simply an identifier; you can jump to it
235 with an ordinary @code{goto} statement, but only from within the
236 statement expression it belongs to.
237
238 A local label declaration looks like this:
239
240 @example
241 __label__ @var{label};
242 @end example
243
244 @noindent
245 or
246
247 @example
248 __label__ @var{label1}, @var{label2}, @dots{};
249 @end example
250
251 Local label declarations must come at the beginning of the statement
252 expression, right after the @samp{(@{}, before any ordinary
253 declarations.
254
255 The label declaration defines the label @emph{name}, but does not define
256 the label itself.  You must do this in the usual way, with
257 @code{@var{label}:}, within the statements of the statement expression.
258
259 The local label feature is useful because statement expressions are
260 often used in macros.  If the macro contains nested loops, a @code{goto}
261 can be useful for breaking out of them.  However, an ordinary label
262 whose scope is the whole function cannot be used: if the macro can be
263 expanded several times in one function, the label will be multiply
264 defined in that function.  A local label avoids this problem.  For
265 example:
266
267 @example
268 #define SEARCH(array, target)                     \
269 (@{                                                \
270   __label__ found;                                \
271   typeof (target) _SEARCH_target = (target);      \
272   typeof (*(array)) *_SEARCH_array = (array);     \
273   int i, j;                                       \
274   int value;                                      \
275   for (i = 0; i < max; i++)                       \
276     for (j = 0; j < max; j++)                     \
277       if (_SEARCH_array[i][j] == _SEARCH_target)  \
278         @{ value = i; goto found; @}                \
279   value = -1;                                     \
280  found:                                           \
281   value;                                          \
282 @})
283 @end example
284
285 @node Labels as Values
286 @section Labels as Values
287 @cindex labels as values
288 @cindex computed gotos
289 @cindex goto with computed label
290 @cindex address of a label
291
292 You can get the address of a label defined in the current function
293 (or a containing function) with the unary operator @samp{&&}.  The
294 value has type @code{void *}.  This value is a constant and can be used
295 wherever a constant of that type is valid.  For example:
296
297 @example
298 void *ptr;
299 @dots{}
300 ptr = &&foo;
301 @end example
302
303 To use these values, you need to be able to jump to one.  This is done
304 with the computed goto statement@footnote{The analogous feature in
305 Fortran is called an assigned goto, but that name seems inappropriate in
306 C, where one can do more than simply store label addresses in label
307 variables.}, @code{goto *@var{exp};}.  For example,
308
309 @example
310 goto *ptr;
311 @end example
312
313 @noindent
314 Any expression of type @code{void *} is allowed.
315
316 One way of using these constants is in initializing a static array that
317 will serve as a jump table:
318
319 @example
320 static void *array[] = @{ &&foo, &&bar, &&hack @};
321 @end example
322
323 Then you can select a label with indexing, like this:
324
325 @example
326 goto *array[i];
327 @end example
328
329 @noindent
330 Note that this does not check whether the subscript is in bounds---array
331 indexing in C never does that.
332
333 Such an array of label values serves a purpose much like that of the
334 @code{switch} statement.  The @code{switch} statement is cleaner, so
335 use that rather than an array unless the problem does not fit a
336 @code{switch} statement very well.
337
338 Another use of label values is in an interpreter for threaded code.
339 The labels within the interpreter function can be stored in the
340 threaded code for super-fast dispatching.
341
342 You may not use this mechanism to jump to code in a different function.
343 If you do that, totally unpredictable things will happen.  The best way to
344 avoid this is to store the label address only in automatic variables and
345 never pass it as an argument.
346
347 An alternate way to write the above example is
348
349 @example
350 static const int array[] = @{ &&foo - &&foo, &&bar - &&foo,
351                              &&hack - &&foo @};
352 goto *(&&foo + array[i]);
353 @end example
354
355 @noindent
356 This is more friendly to code living in shared libraries, as it reduces
357 the number of dynamic relocations that are needed, and by consequence,
358 allows the data to be read-only.
359
360 @node Nested Functions
361 @section Nested Functions
362 @cindex nested functions
363 @cindex downward funargs
364 @cindex thunks
365
366 A @dfn{nested function} is a function defined inside another function.
367 (Nested functions are not supported for GNU C++.)  The nested function's
368 name is local to the block where it is defined.  For example, here we
369 define a nested function named @code{square}, and call it twice:
370
371 @example
372 @group
373 foo (double a, double b)
374 @{
375   double square (double z) @{ return z * z; @}
376
377   return square (a) + square (b);
378 @}
379 @end group
380 @end example
381
382 The nested function can access all the variables of the containing
383 function that are visible at the point of its definition.  This is
384 called @dfn{lexical scoping}.  For example, here we show a nested
385 function which uses an inherited variable named @code{offset}:
386
387 @example
388 bar (int *array, int offset, int size)
389 @{
390   int access (int *array, int index)
391     @{ return array[index + offset]; @}
392   int i;
393   @dots{}
394   for (i = 0; i < size; i++)
395     @dots{} access (array, i) @dots{}
396 @}
397 @end example
398
399 Nested function definitions are permitted within functions in the places
400 where variable definitions are allowed; that is, in any block, before
401 the first statement in the block.
402
403 It is possible to call the nested function from outside the scope of its
404 name by storing its address or passing the address to another function:
405
406 @example
407 hack (int *array, int size)
408 @{
409   void store (int index, int value)
410     @{ array[index] = value; @}
411
412   intermediate (store, size);
413 @}
414 @end example
415
416 Here, the function @code{intermediate} receives the address of
417 @code{store} as an argument.  If @code{intermediate} calls @code{store},
418 the arguments given to @code{store} are used to store into @code{array}.
419 But this technique works only so long as the containing function
420 (@code{hack}, in this example) does not exit.
421
422 If you try to call the nested function through its address after the
423 containing function has exited, all hell will break loose.  If you try
424 to call it after a containing scope level has exited, and if it refers
425 to some of the variables that are no longer in scope, you may be lucky,
426 but it's not wise to take the risk.  If, however, the nested function
427 does not refer to anything that has gone out of scope, you should be
428 safe.
429
430 GCC implements taking the address of a nested function using a
431 technique called @dfn{trampolines}.   A paper describing them is
432 available as @uref{http://people.debian.org/~karlheg/Usenix88-lexic.pdf}.
433
434 A nested function can jump to a label inherited from a containing
435 function, provided the label was explicitly declared in the containing
436 function (@pxref{Local Labels}).  Such a jump returns instantly to the
437 containing function, exiting the nested function which did the
438 @code{goto} and any intermediate functions as well.  Here is an example:
439
440 @example
441 @group
442 bar (int *array, int offset, int size)
443 @{
444   __label__ failure;
445   int access (int *array, int index)
446     @{
447       if (index > size)
448         goto failure;
449       return array[index + offset];
450     @}
451   int i;
452   @dots{}
453   for (i = 0; i < size; i++)
454     @dots{} access (array, i) @dots{}
455   @dots{}
456   return 0;
457
458  /* @r{Control comes here from @code{access}
459     if it detects an error.}  */
460  failure:
461   return -1;
462 @}
463 @end group
464 @end example
465
466 A nested function always has internal linkage.  Declaring one with
467 @code{extern} is erroneous.  If you need to declare the nested function
468 before its definition, use @code{auto} (which is otherwise meaningless
469 for function declarations).
470
471 @example
472 bar (int *array, int offset, int size)
473 @{
474   __label__ failure;
475   auto int access (int *, int);
476   @dots{}
477   int access (int *array, int index)
478     @{
479       if (index > size)
480         goto failure;
481       return array[index + offset];
482     @}
483   @dots{}
484 @}
485 @end example
486
487 @node Constructing Calls
488 @section Constructing Function Calls
489 @cindex constructing calls
490 @cindex forwarding calls
491
492 Using the built-in functions described below, you can record
493 the arguments a function received, and call another function
494 with the same arguments, without knowing the number or types
495 of the arguments.
496
497 You can also record the return value of that function call,
498 and later return that value, without knowing what data type
499 the function tried to return (as long as your caller expects
500 that data type).
501
502 @deftypefn {Built-in Function} {void *} __builtin_apply_args ()
503 This built-in function returns a pointer to data
504 describing how to perform a call with the same arguments as were passed
505 to the current function.
506
507 The function saves the arg pointer register, structure value address,
508 and all registers that might be used to pass arguments to a function
509 into a block of memory allocated on the stack.  Then it returns the
510 address of that block.
511 @end deftypefn
512
513 @deftypefn {Built-in Function} {void *} __builtin_apply (void (*@var{function})(), void *@var{arguments}, size_t @var{size})
514 This built-in function invokes @var{function}
515 with a copy of the parameters described by @var{arguments}
516 and @var{size}.
517
518 The value of @var{arguments} should be the value returned by
519 @code{__builtin_apply_args}.  The argument @var{size} specifies the size
520 of the stack argument data, in bytes.
521
522 This function returns a pointer to data describing
523 how to return whatever value was returned by @var{function}.  The data
524 is saved in a block of memory allocated on the stack.
525
526 It is not always simple to compute the proper value for @var{size}.  The
527 value is used by @code{__builtin_apply} to compute the amount of data
528 that should be pushed on the stack and copied from the incoming argument
529 area.
530 @end deftypefn
531
532 @deftypefn {Built-in Function} {void} __builtin_return (void *@var{result})
533 This built-in function returns the value described by @var{result} from
534 the containing function.  You should specify, for @var{result}, a value
535 returned by @code{__builtin_apply}.
536 @end deftypefn
537
538 @node Naming Types
539 @section Naming an Expression's Type
540 @cindex naming types
541
542 You can give a name to the type of an expression using a @code{typedef}
543 declaration with an initializer.  Here is how to define @var{name} as a
544 type name for the type of @var{exp}:
545
546 @example
547 typedef @var{name} = @var{exp};
548 @end example
549
550 This is useful in conjunction with the statements-within-expressions
551 feature.  Here is how the two together can be used to define a safe
552 ``maximum'' macro that operates on any arithmetic type:
553
554 @example
555 #define max(a,b) \
556   (@{typedef _ta = (a), _tb = (b);  \
557     _ta _a = (a); _tb _b = (b);     \
558     _a > _b ? _a : _b; @})
559 @end example
560
561 @cindex underscores in variables in macros
562 @cindex @samp{_} in variables in macros
563 @cindex local variables in macros
564 @cindex variables, local, in macros
565 @cindex macros, local variables in
566
567 The reason for using names that start with underscores for the local
568 variables is to avoid conflicts with variable names that occur within the
569 expressions that are substituted for @code{a} and @code{b}.  Eventually we
570 hope to design a new form of declaration syntax that allows you to declare
571 variables whose scopes start only after their initializers; this will be a
572 more reliable way to prevent such conflicts.
573
574 @node Typeof
575 @section Referring to a Type with @code{typeof}
576 @findex typeof
577 @findex sizeof
578 @cindex macros, types of arguments
579
580 Another way to refer to the type of an expression is with @code{typeof}.
581 The syntax of using of this keyword looks like @code{sizeof}, but the
582 construct acts semantically like a type name defined with @code{typedef}.
583
584 There are two ways of writing the argument to @code{typeof}: with an
585 expression or with a type.  Here is an example with an expression:
586
587 @example
588 typeof (x[0](1))
589 @end example
590
591 @noindent
592 This assumes that @code{x} is an array of pointers to functions;
593 the type described is that of the values of the functions.
594
595 Here is an example with a typename as the argument:
596
597 @example
598 typeof (int *)
599 @end example
600
601 @noindent
602 Here the type described is that of pointers to @code{int}.
603
604 If you are writing a header file that must work when included in ISO C
605 programs, write @code{__typeof__} instead of @code{typeof}.
606 @xref{Alternate Keywords}.
607
608 A @code{typeof}-construct can be used anywhere a typedef name could be
609 used.  For example, you can use it in a declaration, in a cast, or inside
610 of @code{sizeof} or @code{typeof}.
611
612 @itemize @bullet
613 @item
614 This declares @code{y} with the type of what @code{x} points to.
615
616 @example
617 typeof (*x) y;
618 @end example
619
620 @item
621 This declares @code{y} as an array of such values.
622
623 @example
624 typeof (*x) y[4];
625 @end example
626
627 @item
628 This declares @code{y} as an array of pointers to characters:
629
630 @example
631 typeof (typeof (char *)[4]) y;
632 @end example
633
634 @noindent
635 It is equivalent to the following traditional C declaration:
636
637 @example
638 char *y[4];
639 @end example
640
641 To see the meaning of the declaration using @code{typeof}, and why it
642 might be a useful way to write, let's rewrite it with these macros:
643
644 @example
645 #define pointer(T)  typeof(T *)
646 #define array(T, N) typeof(T [N])
647 @end example
648
649 @noindent
650 Now the declaration can be rewritten this way:
651
652 @example
653 array (pointer (char), 4) y;
654 @end example
655
656 @noindent
657 Thus, @code{array (pointer (char), 4)} is the type of arrays of 4
658 pointers to @code{char}.
659 @end itemize
660
661 @node Lvalues
662 @section Generalized Lvalues
663 @cindex compound expressions as lvalues
664 @cindex expressions, compound, as lvalues
665 @cindex conditional expressions as lvalues
666 @cindex expressions, conditional, as lvalues
667 @cindex casts as lvalues
668 @cindex generalized lvalues
669 @cindex lvalues, generalized
670 @cindex extensions, @code{?:}
671 @cindex @code{?:} extensions
672 Compound expressions, conditional expressions and casts are allowed as
673 lvalues provided their operands are lvalues.  This means that you can take
674 their addresses or store values into them.
675
676 Standard C++ allows compound expressions and conditional expressions as
677 lvalues, and permits casts to reference type, so use of this extension
678 is deprecated for C++ code.
679
680 For example, a compound expression can be assigned, provided the last
681 expression in the sequence is an lvalue.  These two expressions are
682 equivalent:
683
684 @example
685 (a, b) += 5
686 a, (b += 5)
687 @end example
688
689 Similarly, the address of the compound expression can be taken.  These two
690 expressions are equivalent:
691
692 @example
693 &(a, b)
694 a, &b
695 @end example
696
697 A conditional expression is a valid lvalue if its type is not void and the
698 true and false branches are both valid lvalues.  For example, these two
699 expressions are equivalent:
700
701 @example
702 (a ? b : c) = 5
703 (a ? b = 5 : (c = 5))
704 @end example
705
706 A cast is a valid lvalue if its operand is an lvalue.  A simple
707 assignment whose left-hand side is a cast works by converting the
708 right-hand side first to the specified type, then to the type of the
709 inner left-hand side expression.  After this is stored, the value is
710 converted back to the specified type to become the value of the
711 assignment.  Thus, if @code{a} has type @code{char *}, the following two
712 expressions are equivalent:
713
714 @example
715 (int)a = 5
716 (int)(a = (char *)(int)5)
717 @end example
718
719 An assignment-with-arithmetic operation such as @samp{+=} applied to a cast
720 performs the arithmetic using the type resulting from the cast, and then
721 continues as in the previous case.  Therefore, these two expressions are
722 equivalent:
723
724 @example
725 (int)a += 5
726 (int)(a = (char *)(int) ((int)a + 5))
727 @end example
728
729 You cannot take the address of an lvalue cast, because the use of its
730 address would not work out coherently.  Suppose that @code{&(int)f} were
731 permitted, where @code{f} has type @code{float}.  Then the following
732 statement would try to store an integer bit-pattern where a floating
733 point number belongs:
734
735 @example
736 *&(int)f = 1;
737 @end example
738
739 This is quite different from what @code{(int)f = 1} would do---that
740 would convert 1 to floating point and store it.  Rather than cause this
741 inconsistency, we think it is better to prohibit use of @samp{&} on a cast.
742
743 If you really do want an @code{int *} pointer with the address of
744 @code{f}, you can simply write @code{(int *)&f}.
745
746 @node Conditionals
747 @section Conditionals with Omitted Operands
748 @cindex conditional expressions, extensions
749 @cindex omitted middle-operands
750 @cindex middle-operands, omitted
751 @cindex extensions, @code{?:}
752 @cindex @code{?:} extensions
753
754 The middle operand in a conditional expression may be omitted.  Then
755 if the first operand is nonzero, its value is the value of the conditional
756 expression.
757
758 Therefore, the expression
759
760 @example
761 x ? : y
762 @end example
763
764 @noindent
765 has the value of @code{x} if that is nonzero; otherwise, the value of
766 @code{y}.
767
768 This example is perfectly equivalent to
769
770 @example
771 x ? x : y
772 @end example
773
774 @cindex side effect in ?:
775 @cindex ?: side effect
776 @noindent
777 In this simple case, the ability to omit the middle operand is not
778 especially useful.  When it becomes useful is when the first operand does,
779 or may (if it is a macro argument), contain a side effect.  Then repeating
780 the operand in the middle would perform the side effect twice.  Omitting
781 the middle operand uses the value already computed without the undesirable
782 effects of recomputing it.
783
784 @node Long Long
785 @section Double-Word Integers
786 @cindex @code{long long} data types
787 @cindex double-word arithmetic
788 @cindex multiprecision arithmetic
789 @cindex @code{LL} integer suffix
790 @cindex @code{ULL} integer suffix
791
792 ISO C99 supports data types for integers that are at least 64 bits wide,
793 and as an extension GCC supports them in C89 mode and in C++.
794 Simply write @code{long long int} for a signed integer, or
795 @code{unsigned long long int} for an unsigned integer.  To make an
796 integer constant of type @code{long long int}, add the suffix @samp{LL}
797 to the integer.  To make an integer constant of type @code{unsigned long
798 long int}, add the suffix @samp{ULL} to the integer.
799
800 You can use these types in arithmetic like any other integer types.
801 Addition, subtraction, and bitwise boolean operations on these types
802 are open-coded on all types of machines.  Multiplication is open-coded
803 if the machine supports fullword-to-doubleword a widening multiply
804 instruction.  Division and shifts are open-coded only on machines that
805 provide special support.  The operations that are not open-coded use
806 special library routines that come with GCC@.
807
808 There may be pitfalls when you use @code{long long} types for function
809 arguments, unless you declare function prototypes.  If a function
810 expects type @code{int} for its argument, and you pass a value of type
811 @code{long long int}, confusion will result because the caller and the
812 subroutine will disagree about the number of bytes for the argument.
813 Likewise, if the function expects @code{long long int} and you pass
814 @code{int}.  The best way to avoid such problems is to use prototypes.
815
816 @node Complex
817 @section Complex Numbers
818 @cindex complex numbers
819 @cindex @code{_Complex} keyword
820 @cindex @code{__complex__} keyword
821
822 ISO C99 supports complex floating data types, and as an extension GCC
823 supports them in C89 mode and in C++, and supports complex integer data
824 types which are not part of ISO C99.  You can declare complex types
825 using the keyword @code{_Complex}.  As an extension, the older GNU
826 keyword @code{__complex__} is also supported.
827
828 For example, @samp{_Complex double x;} declares @code{x} as a
829 variable whose real part and imaginary part are both of type
830 @code{double}.  @samp{_Complex short int y;} declares @code{y} to
831 have real and imaginary parts of type @code{short int}; this is not
832 likely to be useful, but it shows that the set of complex types is
833 complete.
834
835 To write a constant with a complex data type, use the suffix @samp{i} or
836 @samp{j} (either one; they are equivalent).  For example, @code{2.5fi}
837 has type @code{_Complex float} and @code{3i} has type
838 @code{_Complex int}.  Such a constant always has a pure imaginary
839 value, but you can form any complex value you like by adding one to a
840 real constant.  This is a GNU extension; if you have an ISO C99
841 conforming C library (such as GNU libc), and want to construct complex
842 constants of floating type, you should include @code{<complex.h>} and
843 use the macros @code{I} or @code{_Complex_I} instead.
844
845 @cindex @code{__real__} keyword
846 @cindex @code{__imag__} keyword
847 To extract the real part of a complex-valued expression @var{exp}, write
848 @code{__real__ @var{exp}}.  Likewise, use @code{__imag__} to
849 extract the imaginary part.  This is a GNU extension; for values of
850 floating type, you should use the ISO C99 functions @code{crealf},
851 @code{creal}, @code{creall}, @code{cimagf}, @code{cimag} and
852 @code{cimagl}, declared in @code{<complex.h>} and also provided as
853 built-in functions by GCC@.
854
855 @cindex complex conjugation
856 The operator @samp{~} performs complex conjugation when used on a value
857 with a complex type.  This is a GNU extension; for values of
858 floating type, you should use the ISO C99 functions @code{conjf},
859 @code{conj} and @code{conjl}, declared in @code{<complex.h>} and also
860 provided as built-in functions by GCC@.
861
862 GCC can allocate complex automatic variables in a noncontiguous
863 fashion; it's even possible for the real part to be in a register while
864 the imaginary part is on the stack (or vice-versa).  None of the
865 supported debugging info formats has a way to represent noncontiguous
866 allocation like this, so GCC describes a noncontiguous complex
867 variable as if it were two separate variables of noncomplex type.
868 If the variable's actual name is @code{foo}, the two fictitious
869 variables are named @code{foo$real} and @code{foo$imag}.  You can
870 examine and set these two fictitious variables with your debugger.
871
872 A future version of GDB will know how to recognize such pairs and treat
873 them as a single variable with a complex type.
874
875 @node Hex Floats
876 @section Hex Floats
877 @cindex hex floats
878
879 ISO C99 supports floating-point numbers written not only in the usual
880 decimal notation, such as @code{1.55e1}, but also numbers such as
881 @code{0x1.fp3} written in hexadecimal format.  As a GNU extension, GCC
882 supports this in C89 mode (except in some cases when strictly
883 conforming) and in C++.  In that format the
884 @samp{0x} hex introducer and the @samp{p} or @samp{P} exponent field are
885 mandatory.  The exponent is a decimal number that indicates the power of
886 2 by which the significant part will be multiplied.  Thus @samp{0x1.f} is
887 1 15/16, @samp{p3} multiplies it by 8, and the value of @code{0x1.fp3}
888 is the same as @code{1.55e1}.
889
890 Unlike for floating-point numbers in the decimal notation the exponent
891 is always required in the hexadecimal notation.  Otherwise the compiler
892 would not be able to resolve the ambiguity of, e.g., @code{0x1.f}.  This
893 could mean @code{1.0f} or @code{1.9375} since @samp{f} is also the
894 extension for floating-point constants of type @code{float}.
895
896 @node Zero Length
897 @section Arrays of Length Zero
898 @cindex arrays of length zero
899 @cindex zero-length arrays
900 @cindex length-zero arrays
901 @cindex flexible array members
902
903 Zero-length arrays are allowed in GNU C@.  They are very useful as the
904 last element of a structure which is really a header for a variable-length
905 object:
906
907 @example
908 struct line @{
909   int length;
910   char contents[0];
911 @};
912
913 struct line *thisline = (struct line *)
914   malloc (sizeof (struct line) + this_length);
915 thisline->length = this_length;
916 @end example
917
918 In ISO C89, you would have to give @code{contents} a length of 1, which
919 means either you waste space or complicate the argument to @code{malloc}.
920
921 In ISO C99, you would use a @dfn{flexible array member}, which is
922 slightly different in syntax and semantics:
923
924 @itemize @bullet
925 @item
926 Flexible array members are written as @code{contents[]} without
927 the @code{0}.
928
929 @item
930 Flexible array members have incomplete type, and so the @code{sizeof}
931 operator may not be applied.  As a quirk of the original implementation
932 of zero-length arrays, @code{sizeof} evaluates to zero.
933
934 @item
935 Flexible array members may only appear as the last member of a
936 @code{struct} that is otherwise non-empty.  GCC currently allows
937 zero-length arrays anywhere.  You may encounter problems, however,
938 defining structures containing only a zero-length array.  Such usage
939 is deprecated, and we recommend using zero-length arrays only in
940 places in which flexible array members would be allowed.
941 @end itemize
942
943 GCC versions before 3.0 allowed zero-length arrays to be statically
944 initialized.  In addition to those cases that were useful, it also
945 allowed initializations in situations that would corrupt later data.
946 Non-empty initialization of zero-length arrays is now deprecated.
947
948 Instead GCC allows static initialization of flexible array members.
949 This is equivalent to defining a new structure containing the original
950 structure followed by an array of sufficient size to contain the data.
951 I.e.@: in the following, @code{f1} is constructed as if it were declared
952 like @code{f2}.
953
954 @example
955 struct f1 @{
956   int x; int y[];
957 @} f1 = @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @};
958
959 struct f2 @{
960   struct f1 f1; int data[3];
961 @} f2 = @{ @{ 1 @}, @{ 2, 3, 4 @} @};
962 @end example
963
964 @noindent
965 The convenience of this extension is that @code{f1} has the desired
966 type, eliminating the need to consistently refer to @code{f2.f1}.
967
968 This has symmetry with normal static arrays, in that an array of
969 unknown size is also written with @code{[]}.
970
971 Of course, this extension only makes sense if the extra data comes at
972 the end of a top-level object, as otherwise we would be overwriting
973 data at subsequent offsets.  To avoid undue complication and confusion
974 with initialization of deeply nested arrays, we simply disallow any
975 non-empty initialization except when the structure is the top-level
976 object.  For example:
977
978 @example
979 struct foo @{ int x; int y[]; @};
980 struct bar @{ struct foo z; @};
981
982 struct foo a = @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @};        // Legal.
983 struct bar b = @{ @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @} @};    // Illegal.
984 struct bar c = @{ @{ 1, @{ @} @} @};            // Legal.
985 struct foo d[1] = @{ @{ 1 @{ 2, 3, 4 @} @} @};  // Illegal.
986 @end example
987
988 @node Variable Length
989 @section Arrays of Variable Length
990 @cindex variable-length arrays
991 @cindex arrays of variable length
992 @cindex VLAs
993
994 Variable-length automatic arrays are allowed in ISO C99, and as an
995 extension GCC accepts them in C89 mode and in C++.  (However, GCC's
996 implementation of variable-length arrays does not yet conform in detail
997 to the ISO C99 standard.)  These arrays are
998 declared like any other automatic arrays, but with a length that is not
999 a constant expression.  The storage is allocated at the point of
1000 declaration and deallocated when the brace-level is exited.  For
1001 example:
1002
1003 @example
1004 FILE *
1005 concat_fopen (char *s1, char *s2, char *mode)
1006 @{
1007   char str[strlen (s1) + strlen (s2) + 1];
1008   strcpy (str, s1);
1009   strcat (str, s2);
1010   return fopen (str, mode);
1011 @}
1012 @end example
1013
1014 @cindex scope of a variable length array
1015 @cindex variable-length array scope
1016 @cindex deallocating variable length arrays
1017 Jumping or breaking out of the scope of the array name deallocates the
1018 storage.  Jumping into the scope is not allowed; you get an error
1019 message for it.
1020
1021 @cindex @code{alloca} vs variable-length arrays
1022 You can use the function @code{alloca} to get an effect much like
1023 variable-length arrays.  The function @code{alloca} is available in
1024 many other C implementations (but not in all).  On the other hand,
1025 variable-length arrays are more elegant.
1026
1027 There are other differences between these two methods.  Space allocated
1028 with @code{alloca} exists until the containing @emph{function} returns.
1029 The space for a variable-length array is deallocated as soon as the array
1030 name's scope ends.  (If you use both variable-length arrays and
1031 @code{alloca} in the same function, deallocation of a variable-length array
1032 will also deallocate anything more recently allocated with @code{alloca}.)
1033
1034 You can also use variable-length arrays as arguments to functions:
1035
1036 @example
1037 struct entry
1038 tester (int len, char data[len][len])
1039 @{
1040   @dots{}
1041 @}
1042 @end example
1043
1044 The length of an array is computed once when the storage is allocated
1045 and is remembered for the scope of the array in case you access it with
1046 @code{sizeof}.
1047
1048 If you want to pass the array first and the length afterward, you can
1049 use a forward declaration in the parameter list---another GNU extension.
1050
1051 @example
1052 struct entry
1053 tester (int len; char data[len][len], int len)
1054 @{
1055   @dots{}
1056 @}
1057 @end example
1058
1059 @cindex parameter forward declaration
1060 The @samp{int len} before the semicolon is a @dfn{parameter forward
1061 declaration}, and it serves the purpose of making the name @code{len}
1062 known when the declaration of @code{data} is parsed.
1063
1064 You can write any number of such parameter forward declarations in the
1065 parameter list.  They can be separated by commas or semicolons, but the
1066 last one must end with a semicolon, which is followed by the ``real''
1067 parameter declarations.  Each forward declaration must match a ``real''
1068 declaration in parameter name and data type.  ISO C99 does not support
1069 parameter forward declarations.
1070
1071 @node Variadic Macros
1072 @section Macros with a Variable Number of Arguments.
1073 @cindex variable number of arguments
1074 @cindex macro with variable arguments
1075 @cindex rest argument (in macro)
1076 @cindex variadic macros
1077
1078 In the ISO C standard of 1999, a macro can be declared to accept a
1079 variable number of arguments much as a function can.  The syntax for
1080 defining the macro is similar to that of a function.  Here is an
1081 example:
1082
1083 @example
1084 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
1085 @end example
1086
1087 Here @samp{@dots{}} is a @dfn{variable argument}.  In the invocation of
1088 such a macro, it represents the zero or more tokens until the closing
1089 parenthesis that ends the invocation, including any commas.  This set of
1090 tokens replaces the identifier @code{__VA_ARGS__} in the macro body
1091 wherever it appears.  See the CPP manual for more information.
1092
1093 GCC has long supported variadic macros, and used a different syntax that
1094 allowed you to give a name to the variable arguments just like any other
1095 argument.  Here is an example:
1096
1097 @example
1098 #define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)
1099 @end example
1100
1101 This is in all ways equivalent to the ISO C example above, but arguably
1102 more readable and descriptive.
1103
1104 GNU CPP has two further variadic macro extensions, and permits them to
1105 be used with either of the above forms of macro definition.
1106
1107 In standard C, you are not allowed to leave the variable argument out
1108 entirely; but you are allowed to pass an empty argument.  For example,
1109 this invocation is invalid in ISO C, because there is no comma after
1110 the string:
1111
1112 @example
1113 debug ("A message")
1114 @end example
1115
1116 GNU CPP permits you to completely omit the variable arguments in this
1117 way.  In the above examples, the compiler would complain, though since
1118 the expansion of the macro still has the extra comma after the format
1119 string.
1120
1121 To help solve this problem, CPP behaves specially for variable arguments
1122 used with the token paste operator, @samp{##}.  If instead you write
1123
1124 @example
1125 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, ## __VA_ARGS__)
1126 @end example
1127
1128 and if the variable arguments are omitted or empty, the @samp{##}
1129 operator causes the preprocessor to remove the comma before it.  If you
1130 do provide some variable arguments in your macro invocation, GNU CPP
1131 does not complain about the paste operation and instead places the
1132 variable arguments after the comma.  Just like any other pasted macro
1133 argument, these arguments are not macro expanded.
1134
1135 @node Escaped Newlines
1136 @section Slightly Looser Rules for Escaped Newlines
1137 @cindex escaped newlines
1138 @cindex newlines (escaped)
1139
1140 Recently, the non-traditional preprocessor has relaxed its treatment of
1141 escaped newlines.  Previously, the newline had to immediately follow a
1142 backslash.  The current implementation allows whitespace in the form of
1143 spaces, horizontal and vertical tabs, and form feeds between the
1144 backslash and the subsequent newline.  The preprocessor issues a
1145 warning, but treats it as a valid escaped newline and combines the two
1146 lines to form a single logical line.  This works within comments and
1147 tokens, including multi-line strings, as well as between tokens.
1148 Comments are @emph{not} treated as whitespace for the purposes of this
1149 relaxation, since they have not yet been replaced with spaces.
1150
1151 @node Multi-line Strings
1152 @section String Literals with Embedded Newlines
1153 @cindex multi-line string literals
1154
1155 As an extension, GNU CPP permits string literals to cross multiple lines
1156 without escaping the embedded newlines.  Each embedded newline is
1157 replaced with a single @samp{\n} character in the resulting string
1158 literal, regardless of what form the newline took originally.
1159
1160 CPP currently allows such strings in directives as well (other than the
1161 @samp{#include} family).  This is deprecated and will eventually be
1162 removed.
1163
1164 @node Subscripting
1165 @section Non-Lvalue Arrays May Have Subscripts
1166 @cindex subscripting
1167 @cindex arrays, non-lvalue
1168
1169 @cindex subscripting and function values
1170 Subscripting is allowed on arrays that are not lvalues, even though the
1171 unary @samp{&} operator is not.  (In ISO C99, both are allowed (though
1172 the array may not be used after the next sequence point), but this ISO
1173 C99 feature is not yet fully supported in GCC@.)  For example,
1174 this is valid in GNU C though not valid in C89:
1175
1176 @example
1177 @group
1178 struct foo @{int a[4];@};
1179
1180 struct foo f();
1181
1182 bar (int index)
1183 @{
1184   return f().a[index];
1185 @}
1186 @end group
1187 @end example
1188
1189 @node Pointer Arith
1190 @section Arithmetic on @code{void}- and Function-Pointers
1191 @cindex void pointers, arithmetic
1192 @cindex void, size of pointer to
1193 @cindex function pointers, arithmetic
1194 @cindex function, size of pointer to
1195
1196 In GNU C, addition and subtraction operations are supported on pointers to
1197 @code{void} and on pointers to functions.  This is done by treating the
1198 size of a @code{void} or of a function as 1.
1199
1200 A consequence of this is that @code{sizeof} is also allowed on @code{void}
1201 and on function types, and returns 1.
1202
1203 @opindex Wpointer-arith
1204 The option @option{-Wpointer-arith} requests a warning if these extensions
1205 are used.
1206
1207 @node Initializers
1208 @section Non-Constant Initializers
1209 @cindex initializers, non-constant
1210 @cindex non-constant initializers
1211
1212 As in standard C++ and ISO C99, the elements of an aggregate initializer for an
1213 automatic variable are not required to be constant expressions in GNU C@.
1214 Here is an example of an initializer with run-time varying elements:
1215
1216 @example
1217 foo (float f, float g)
1218 @{
1219   float beat_freqs[2] = @{ f-g, f+g @};
1220   @dots{}
1221 @}
1222 @end example
1223
1224 @node Compound Literals
1225 @section Compound Literals
1226 @cindex constructor expressions
1227 @cindex initializations in expressions
1228 @cindex structures, constructor expression
1229 @cindex expressions, constructor
1230 @cindex compound literals
1231 @c The GNU C name for what C99 calls compound literals was "constructor expressions".
1232
1233 ISO C99 supports compound literals.  A compound literal looks like
1234 a cast containing an initializer.  Its value is an object of the
1235 type specified in the cast, containing the elements specified in
1236 the initializer.  (GCC does not yet implement the full ISO C99 semantics
1237 for compound literals.)  As an extension, GCC supports compound literals
1238 in C89 mode and in C++.
1239
1240 Usually, the specified type is a structure.  Assume that
1241 @code{struct foo} and @code{structure} are declared as shown:
1242
1243 @example
1244 struct foo @{int a; char b[2];@} structure;
1245 @end example
1246
1247 @noindent
1248 Here is an example of constructing a @code{struct foo} with a compound literal:
1249
1250 @example
1251 structure = ((struct foo) @{x + y, 'a', 0@});
1252 @end example
1253
1254 @noindent
1255 This is equivalent to writing the following:
1256
1257 @example
1258 @{
1259   struct foo temp = @{x + y, 'a', 0@};
1260   structure = temp;
1261 @}
1262 @end example
1263
1264 You can also construct an array.  If all the elements of the compound literal
1265 are (made up of) simple constant expressions, suitable for use in
1266 initializers, then the compound literal is an lvalue and can be coerced to a
1267 pointer to its first element, as shown here:
1268
1269 @example
1270 char **foo = (char *[]) @{ "x", "y", "z" @};
1271 @end example
1272
1273 Array compound literals whose elements are not simple constants are
1274 not very useful, because the compound literal is not an lvalue; ISO C99
1275 specifies that it is, being a temporary object with automatic storage
1276 duration associated with the enclosing block, but GCC does not yet
1277 implement this.  There are currently only two valid ways to use it with
1278 GCC: to subscript it, or initialize
1279 an array variable with it.  The former is probably slower than a
1280 @code{switch} statement, while the latter does the same thing an
1281 ordinary C initializer would do.  Here is an example of
1282 subscripting an array compound literal:
1283
1284 @example
1285 output = ((int[]) @{ 2, x, 28 @}) [input];
1286 @end example
1287
1288 Compound literals for scalar types and union types are is
1289 also allowed, but then the compound literal is equivalent
1290 to a cast.
1291
1292 @node Designated Inits
1293 @section Designated Initializers
1294 @cindex initializers with labeled elements
1295 @cindex labeled elements in initializers
1296 @cindex case labels in initializers
1297 @cindex designated initializers
1298
1299 Standard C89 requires the elements of an initializer to appear in a fixed
1300 order, the same as the order of the elements in the array or structure
1301 being initialized.
1302
1303 In ISO C99 you can give the elements in any order, specifying the array
1304 indices or structure field names they apply to, and GNU C allows this as
1305 an extension in C89 mode as well.  This extension is not
1306 implemented in GNU C++.
1307
1308 To specify an array index, write
1309 @samp{[@var{index}] =} before the element value.  For example,
1310
1311 @example
1312 int a[6] = @{ [4] = 29, [2] = 15 @};
1313 @end example
1314
1315 @noindent
1316 is equivalent to
1317
1318 @example
1319 int a[6] = @{ 0, 0, 15, 0, 29, 0 @};
1320 @end example
1321
1322 @noindent
1323 The index values must be constant expressions, even if the array being
1324 initialized is automatic.
1325
1326 An alternative syntax for this which has been obsolete since GCC 2.5 but
1327 GCC still accepts is to write @samp{[@var{index}]} before the element
1328 value, with no @samp{=}.
1329
1330 To initialize a range of elements to the same value, write
1331 @samp{[@var{first} ... @var{last}] = @var{value}}.  This is a GNU
1332 extension.  For example,
1333
1334 @example
1335 int widths[] = @{ [0 ... 9] = 1, [10 ... 99] = 2, [100] = 3 @};
1336 @end example
1337
1338 @noindent
1339 If the value in it has side-effects, the side-effects will happen only once,
1340 not for each initialized field by the range initializer.
1341
1342 @noindent
1343 Note that the length of the array is the highest value specified
1344 plus one.
1345
1346 In a structure initializer, specify the name of a field to initialize
1347 with @samp{.@var{fieldname} =} before the element value.  For example,
1348 given the following structure,
1349
1350 @example
1351 struct point @{ int x, y; @};
1352 @end example
1353
1354 @noindent
1355 the following initialization
1356
1357 @example
1358 struct point p = @{ .y = yvalue, .x = xvalue @};
1359 @end example
1360
1361 @noindent
1362 is equivalent to
1363
1364 @example
1365 struct point p = @{ xvalue, yvalue @};
1366 @end example
1367
1368 Another syntax which has the same meaning, obsolete since GCC 2.5, is
1369 @samp{@var{fieldname}:}, as shown here:
1370
1371 @example
1372 struct point p = @{ y: yvalue, x: xvalue @};
1373 @end example
1374
1375 @cindex designators
1376 The @samp{[@var{index}]} or @samp{.@var{fieldname}} is known as a
1377 @dfn{designator}.  You can also use a designator (or the obsolete colon
1378 syntax) when initializing a union, to specify which element of the union
1379 should be used.  For example,
1380
1381 @example
1382 union foo @{ int i; double d; @};
1383
1384 union foo f = @{ .d = 4 @};
1385 @end example
1386
1387 @noindent
1388 will convert 4 to a @code{double} to store it in the union using
1389 the second element.  By contrast, casting 4 to type @code{union foo}
1390 would store it into the union as the integer @code{i}, since it is
1391 an integer.  (@xref{Cast to Union}.)
1392
1393 You can combine this technique of naming elements with ordinary C
1394 initialization of successive elements.  Each initializer element that
1395 does not have a designator applies to the next consecutive element of the
1396 array or structure.  For example,
1397
1398 @example
1399 int a[6] = @{ [1] = v1, v2, [4] = v4 @};
1400 @end example
1401
1402 @noindent
1403 is equivalent to
1404
1405 @example
1406 int a[6] = @{ 0, v1, v2, 0, v4, 0 @};
1407 @end example
1408
1409 Labeling the elements of an array initializer is especially useful
1410 when the indices are characters or belong to an @code{enum} type.
1411 For example:
1412
1413 @example
1414 int whitespace[256]
1415   = @{ [' '] = 1, ['\t'] = 1, ['\h'] = 1,
1416       ['\f'] = 1, ['\n'] = 1, ['\r'] = 1 @};
1417 @end example
1418
1419 @cindex designator lists
1420 You can also write a series of @samp{.@var{fieldname}} and
1421 @samp{[@var{index}]} designators before an @samp{=} to specify a
1422 nested subobject to initialize; the list is taken relative to the
1423 subobject corresponding to the closest surrounding brace pair.  For
1424 example, with the @samp{struct point} declaration above:
1425
1426 @example
1427 struct point ptarray[10] = @{ [2].y = yv2, [2].x = xv2, [0].x = xv0 @};
1428 @end example
1429
1430 @noindent
1431 If the same field is initialized multiple times, it will have value from
1432 the last initialization.  If any such overridden initialization has
1433 side-effect, it is unspecified whether the side-effect happens or not.
1434 Currently, gcc will discard them and issue a warning.
1435
1436 @node Case Ranges
1437 @section Case Ranges
1438 @cindex case ranges
1439 @cindex ranges in case statements
1440
1441 You can specify a range of consecutive values in a single @code{case} label,
1442 like this:
1443
1444 @example
1445 case @var{low} ... @var{high}:
1446 @end example
1447
1448 @noindent
1449 This has the same effect as the proper number of individual @code{case}
1450 labels, one for each integer value from @var{low} to @var{high}, inclusive.
1451
1452 This feature is especially useful for ranges of ASCII character codes:
1453
1454 @example
1455 case 'A' ... 'Z':
1456 @end example
1457
1458 @strong{Be careful:} Write spaces around the @code{...}, for otherwise
1459 it may be parsed wrong when you use it with integer values.  For example,
1460 write this:
1461
1462 @example
1463 case 1 ... 5:
1464 @end example
1465
1466 @noindent
1467 rather than this:
1468
1469 @example
1470 case 1...5:
1471 @end example
1472
1473 @node Cast to Union
1474 @section Cast to a Union Type
1475 @cindex cast to a union
1476 @cindex union, casting to a
1477
1478 A cast to union type is similar to other casts, except that the type
1479 specified is a union type.  You can specify the type either with
1480 @code{union @var{tag}} or with a typedef name.  A cast to union is actually
1481 a constructor though, not a cast, and hence does not yield an lvalue like
1482 normal casts.  (@xref{Compound Literals}.)
1483
1484 The types that may be cast to the union type are those of the members
1485 of the union.  Thus, given the following union and variables:
1486
1487 @example
1488 union foo @{ int i; double d; @};
1489 int x;
1490 double y;
1491 @end example
1492
1493 @noindent
1494 both @code{x} and @code{y} can be cast to type @code{union} foo.
1495
1496 Using the cast as the right-hand side of an assignment to a variable of
1497 union type is equivalent to storing in a member of the union:
1498
1499 @example
1500 union foo u;
1501 @dots{}
1502 u = (union foo) x  @equiv{}  u.i = x
1503 u = (union foo) y  @equiv{}  u.d = y
1504 @end example
1505
1506 You can also use the union cast as a function argument:
1507
1508 @example
1509 void hack (union foo);
1510 @dots{}
1511 hack ((union foo) x);
1512 @end example
1513
1514 @node Mixed Declarations
1515 @section Mixed Declarations and Code
1516 @cindex mixed declarations and code
1517 @cindex declarations, mixed with code
1518 @cindex code, mixed with declarations
1519
1520 ISO C99 and ISO C++ allow declarations and code to be freely mixed
1521 within compound statements.  As an extension, GCC also allows this in
1522 C89 mode.  For example, you could do:
1523
1524 @example
1525 int i;
1526 @dots{}
1527 i++;
1528 int j = i + 2;
1529 @end example
1530
1531 Each identifier is visible from where it is declared until the end of
1532 the enclosing block.
1533
1534 @node Function Attributes
1535 @section Declaring Attributes of Functions
1536 @cindex function attributes
1537 @cindex declaring attributes of functions
1538 @cindex functions that never return
1539 @cindex functions that have no side effects
1540 @cindex functions in arbitrary sections
1541 @cindex functions that behave like malloc
1542 @cindex @code{volatile} applied to function
1543 @cindex @code{const} applied to function
1544 @cindex functions with @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style arguments
1545 @cindex functions that are passed arguments in registers on the 386
1546 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
1547 @cindex functions that do not pop the argument stack on the 386
1548
1549 In GNU C, you declare certain things about functions called in your program
1550 which help the compiler optimize function calls and check your code more
1551 carefully.
1552
1553 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
1554 attributes when making a declaration.  This keyword is followed by an
1555 attribute specification inside double parentheses.  Fourteen attributes,
1556 @code{noreturn}, @code{pure}, @code{const}, @code{format},
1557 @code{format_arg}, @code{no_instrument_function}, @code{section},
1558 @code{constructor}, @code{destructor}, @code{unused}, @code{weak},
1559 @code{malloc}, @code{alias} and @code{no_check_memory_usage} are
1560 currently defined for functions.  Several other attributes are defined
1561 for functions on particular target systems.  Other attributes, including
1562 @code{section} are supported for variables declarations (@pxref{Variable
1563 Attributes}) and for types (@pxref{Type Attributes}).
1564
1565 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
1566 each keyword.  This allows you to use them in header files without
1567 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
1568 you may use @code{__noreturn__} instead of @code{noreturn}.
1569
1570 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
1571 attributes.
1572
1573 @table @code
1574 @cindex @code{noreturn} function attribute
1575 @item noreturn
1576 A few standard library functions, such as @code{abort} and @code{exit},
1577 cannot return.  GCC knows this automatically.  Some programs define
1578 their own functions that never return.  You can declare them
1579 @code{noreturn} to tell the compiler this fact.  For example,
1580
1581 @smallexample
1582 void fatal () __attribute__ ((noreturn));
1583
1584 void
1585 fatal (@dots{})
1586 @{
1587   @dots{} /* @r{Print error message.} */ @dots{}
1588   exit (1);
1589 @}
1590 @end smallexample
1591
1592 The @code{noreturn} keyword tells the compiler to assume that
1593 @code{fatal} cannot return.  It can then optimize without regard to what
1594 would happen if @code{fatal} ever did return.  This makes slightly
1595 better code.  More importantly, it helps avoid spurious warnings of
1596 uninitialized variables.
1597
1598 Do not assume that registers saved by the calling function are
1599 restored before calling the @code{noreturn} function.
1600
1601 It does not make sense for a @code{noreturn} function to have a return
1602 type other than @code{void}.
1603
1604 The attribute @code{noreturn} is not implemented in GCC versions
1605 earlier than 2.5.  An alternative way to declare that a function does
1606 not return, which works in the current version and in some older
1607 versions, is as follows:
1608
1609 @smallexample
1610 typedef void voidfn ();
1611
1612 volatile voidfn fatal;
1613 @end smallexample
1614
1615 @cindex @code{pure} function attribute
1616 @item pure
1617 Many functions have no effects except the return value and their
1618 return value depends only on the parameters and/or global variables.
1619 Such a function can be subject
1620 to common subexpression elimination and loop optimization just as an
1621 arithmetic operator would be.  These functions should be declared
1622 with the attribute @code{pure}.  For example,
1623
1624 @smallexample
1625 int square (int) __attribute__ ((pure));
1626 @end smallexample
1627
1628 @noindent
1629 says that the hypothetical function @code{square} is safe to call
1630 fewer times than the program says.
1631
1632 Some of common examples of pure functions are @code{strlen} or @code{memcmp}.
1633 Interesting non-pure functions are functions with infinite loops or those
1634 depending on volatile memory or other system resource, that may change between
1635 two consecutive calls (such as @code{feof} in a multithreading environment).
1636
1637 The attribute @code{pure} is not implemented in GCC versions earlier
1638 than 2.96.
1639 @cindex @code{const} function attribute
1640 @item const
1641 Many functions do not examine any values except their arguments, and
1642 have no effects except the return value.  Basically this is just slightly
1643 more strict class than the @code{pure} attribute above, since function is not
1644 allowed to read global memory.
1645
1646 @cindex pointer arguments
1647 Note that a function that has pointer arguments and examines the data
1648 pointed to must @emph{not} be declared @code{const}.  Likewise, a
1649 function that calls a non-@code{const} function usually must not be
1650 @code{const}.  It does not make sense for a @code{const} function to
1651 return @code{void}.
1652
1653 The attribute @code{const} is not implemented in GCC versions earlier
1654 than 2.5.  An alternative way to declare that a function has no side
1655 effects, which works in the current version and in some older versions,
1656 is as follows:
1657
1658 @smallexample
1659 typedef int intfn ();
1660
1661 extern const intfn square;
1662 @end smallexample
1663
1664 This approach does not work in GNU C++ from 2.6.0 on, since the language
1665 specifies that the @samp{const} must be attached to the return value.
1666
1667
1668 @item format (@var{archetype}, @var{string-index}, @var{first-to-check})
1669 @cindex @code{format} function attribute
1670 @opindex Wformat
1671 The @code{format} attribute specifies that a function takes @code{printf},
1672 @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style arguments which
1673 should be type-checked against a format string.  For example, the
1674 declaration:
1675
1676 @smallexample
1677 extern int
1678 my_printf (void *my_object, const char *my_format, ...)
1679       __attribute__ ((format (printf, 2, 3)));
1680 @end smallexample
1681
1682 @noindent
1683 causes the compiler to check the arguments in calls to @code{my_printf}
1684 for consistency with the @code{printf} style format string argument
1685 @code{my_format}.
1686
1687 The parameter @var{archetype} determines how the format string is
1688 interpreted, and should be @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime}
1689 or @code{strfmon}.  (You can also use @code{__printf__},
1690 @code{__scanf__}, @code{__strftime__} or @code{__strfmon__}.)  The
1691 parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
1692 string argument (starting from 1), while @var{first-to-check} is the
1693 number of the first argument to check against the format string.  For
1694 functions where the arguments are not available to be checked (such as
1695 @code{vprintf}), specify the third parameter as zero.  In this case the
1696 compiler only checks the format string for consistency.  For
1697 @code{strftime} formats, the third parameter is required to be zero.
1698
1699 In the example above, the format string (@code{my_format}) is the second
1700 argument of the function @code{my_print}, and the arguments to check
1701 start with the third argument, so the correct parameters for the format
1702 attribute are 2 and 3.
1703
1704 @opindex ffreestanding
1705 The @code{format} attribute allows you to identify your own functions
1706 which take format strings as arguments, so that GCC can check the
1707 calls to these functions for errors.  The compiler always (unless
1708 @option{-ffreestanding} is used) checks formats
1709 for the standard library functions @code{printf}, @code{fprintf},
1710 @code{sprintf}, @code{scanf}, @code{fscanf}, @code{sscanf}, @code{strftime},
1711 @code{vprintf}, @code{vfprintf} and @code{vsprintf} whenever such
1712 warnings are requested (using @option{-Wformat}), so there is no need to
1713 modify the header file @file{stdio.h}.  In C99 mode, the functions
1714 @code{snprintf}, @code{vsnprintf}, @code{vscanf}, @code{vfscanf} and
1715 @code{vsscanf} are also checked.  Except in strictly conforming C
1716 standard modes, the X/Open function @code{strfmon} is also checked.
1717 @xref{C Dialect Options,,Options Controlling C Dialect}.
1718
1719 @item format_arg (@var{string-index})
1720 @cindex @code{format_arg} function attribute
1721 @opindex Wformat-nonliteral
1722 The @code{format_arg} attribute specifies that a function takes a format
1723 string for a @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or
1724 @code{strfmon} style function and modifies it (for example, to translate
1725 it into another language), so the result can be passed to a
1726 @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style
1727 function (with the remaining arguments to the format function the same
1728 as they would have been for the unmodified string).  For example, the
1729 declaration:
1730
1731 @smallexample
1732 extern char *
1733 my_dgettext (char *my_domain, const char *my_format)
1734       __attribute__ ((format_arg (2)));
1735 @end smallexample
1736
1737 @noindent
1738 causes the compiler to check the arguments in calls to a @code{printf},
1739 @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} type function, whose
1740 format string argument is a call to the @code{my_dgettext} function, for
1741 consistency with the format string argument @code{my_format}.  If the
1742 @code{format_arg} attribute had not been specified, all the compiler
1743 could tell in such calls to format functions would be that the format
1744 string argument is not constant; this would generate a warning when
1745 @option{-Wformat-nonliteral} is used, but the calls could not be checked
1746 without the attribute.
1747
1748 The parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
1749 string argument (starting from 1).
1750
1751 The @code{format-arg} attribute allows you to identify your own
1752 functions which modify format strings, so that GCC can check the
1753 calls to @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon}
1754 type function whose operands are a call to one of your own function.
1755 The compiler always treats @code{gettext}, @code{dgettext}, and
1756 @code{dcgettext} in this manner except when strict ISO C support is
1757 requested by @option{-ansi} or an appropriate @option{-std} option, or
1758 @option{-ffreestanding} is used.  @xref{C Dialect Options,,Options
1759 Controlling C Dialect}.
1760
1761 @item no_instrument_function
1762 @cindex @code{no_instrument_function} function attribute
1763 @opindex finstrument-functions
1764 If @option{-finstrument-functions} is given, profiling function calls will
1765 be generated at entry and exit of most user-compiled functions.
1766 Functions with this attribute will not be so instrumented.
1767
1768 @item section ("@var{section-name}")
1769 @cindex @code{section} function attribute
1770 Normally, the compiler places the code it generates in the @code{text} section.
1771 Sometimes, however, you need additional sections, or you need certain
1772 particular functions to appear in special sections.  The @code{section}
1773 attribute specifies that a function lives in a particular section.
1774 For example, the declaration:
1775
1776 @smallexample
1777 extern void foobar (void) __attribute__ ((section ("bar")));
1778 @end smallexample
1779
1780 @noindent
1781 puts the function @code{foobar} in the @code{bar} section.
1782
1783 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
1784 attribute is not available on all platforms.
1785 If you need to map the entire contents of a module to a particular
1786 section, consider using the facilities of the linker instead.
1787
1788 @item constructor
1789 @itemx destructor
1790 @cindex @code{constructor} function attribute
1791 @cindex @code{destructor} function attribute
1792 The @code{constructor} attribute causes the function to be called
1793 automatically before execution enters @code{main ()}.  Similarly, the
1794 @code{destructor} attribute causes the function to be called
1795 automatically after @code{main ()} has completed or @code{exit ()} has
1796 been called.  Functions with these attributes are useful for
1797 initializing data that will be used implicitly during the execution of
1798 the program.
1799
1800 These attributes are not currently implemented for Objective-C@.
1801
1802 @item unused
1803 This attribute, attached to a function, means that the function is meant
1804 to be possibly unused.  GCC will not produce a warning for this
1805 function.  GNU C++ does not currently support this attribute as
1806 definitions without parameters are valid in C++.
1807
1808 @item weak
1809 @cindex @code{weak} attribute
1810 The @code{weak} attribute causes the declaration to be emitted as a weak
1811 symbol rather than a global.  This is primarily useful in defining
1812 library functions which can be overridden in user code, though it can
1813 also be used with non-function declarations.  Weak symbols are supported
1814 for ELF targets, and also for a.out targets when using the GNU assembler
1815 and linker.
1816
1817 @item malloc
1818 @cindex @code{malloc} attribute
1819 The @code{malloc} attribute is used to tell the compiler that a function
1820 may be treated as if it were the malloc function.  The compiler assumes
1821 that calls to malloc result in a pointers that cannot alias anything.
1822 This will often improve optimization.
1823
1824 @item alias ("@var{target}")
1825 @cindex @code{alias} attribute
1826 The @code{alias} attribute causes the declaration to be emitted as an
1827 alias for another symbol, which must be specified.  For instance,
1828
1829 @smallexample
1830 void __f () @{ /* do something */; @}
1831 void f () __attribute__ ((weak, alias ("__f")));
1832 @end smallexample
1833
1834 declares @samp{f} to be a weak alias for @samp{__f}.  In C++, the
1835 mangled name for the target must be used.
1836
1837 Not all target machines support this attribute.
1838
1839 @item no_check_memory_usage
1840 @cindex @code{no_check_memory_usage} function attribute
1841 @opindex fcheck-memory-usage
1842 The @code{no_check_memory_usage} attribute causes GCC to omit checks
1843 of memory references when it generates code for that function.  Normally
1844 if you specify @option{-fcheck-memory-usage} (see @pxref{Code Gen
1845 Options}), GCC generates calls to support routines before most memory
1846 accesses to permit support code to record usage and detect uses of
1847 uninitialized or unallocated storage.  Since GCC cannot handle
1848 @code{asm} statements properly they are not allowed in such functions.
1849 If you declare a function with this attribute, GCC will not generate
1850 memory checking code for that function, permitting the use of @code{asm}
1851 statements without having to compile that function with different
1852 options.  This also allows you to write support routines of your own if
1853 you wish, without getting infinite recursion if they get compiled with
1854 @option{-fcheck-memory-usage}.
1855
1856 @item regparm (@var{number})
1857 @cindex functions that are passed arguments in registers on the 386
1858 On the Intel 386, the @code{regparm} attribute causes the compiler to
1859 pass up to @var{number} integer arguments in registers EAX,
1860 EDX, and ECX instead of on the stack.  Functions that take a
1861 variable number of arguments will continue to be passed all of their
1862 arguments on the stack.
1863
1864 @item stdcall
1865 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
1866 On the Intel 386, the @code{stdcall} attribute causes the compiler to
1867 assume that the called function will pop off the stack space used to
1868 pass arguments, unless it takes a variable number of arguments.
1869
1870 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{stdcall}
1871 attribute.
1872
1873 @item cdecl
1874 @cindex functions that do pop the argument stack on the 386
1875 @opindex mrtd
1876 On the Intel 386, the @code{cdecl} attribute causes the compiler to
1877 assume that the calling function will pop off the stack space used to
1878 pass arguments.  This is
1879 useful to override the effects of the @option{-mrtd} switch.
1880
1881 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{cdecl}
1882 attribute.
1883
1884 @item longcall
1885 @cindex functions called via pointer on the RS/6000 and PowerPC
1886 On the RS/6000 and PowerPC, the @code{longcall} attribute causes the
1887 compiler to always call the function via a pointer, so that functions
1888 which reside further than 64 megabytes (67,108,864 bytes) from the
1889 current location can be called.
1890
1891 @item long_call/short_call
1892 @cindex indirect calls on ARM
1893 This attribute allows to specify how to call a particular function on
1894 ARM@.  Both attributes override the @option{-mlong-calls} (@pxref{ARM Options})
1895 command line switch and @code{#pragma long_calls} settings.  The
1896 @code{long_call} attribute causes the compiler to always call the
1897 function by first loading its address into a register and then using the
1898 contents of that register.   The @code{short_call} attribute always places
1899 the offset to the function from the call site into the @samp{BL}
1900 instruction directly.
1901
1902 @item dllimport
1903 @cindex functions which are imported from a dll on PowerPC Windows NT
1904 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllimport} attribute causes
1905 the compiler to call the function via a global pointer to the function
1906 pointer that is set up by the Windows NT dll library.  The pointer name
1907 is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
1908
1909 @item dllexport
1910 @cindex functions which are exported from a dll on PowerPC Windows NT
1911 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllexport} attribute causes
1912 the compiler to provide a global pointer to the function pointer, so
1913 that it can be called with the @code{dllimport} attribute.  The pointer
1914 name is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
1915
1916 @item exception (@var{except-func} [, @var{except-arg}])
1917 @cindex functions which specify exception handling on PowerPC Windows NT
1918 On the PowerPC running Windows NT, the @code{exception} attribute causes
1919 the compiler to modify the structured exception table entry it emits for
1920 the declared function.  The string or identifier @var{except-func} is
1921 placed in the third entry of the structured exception table.  It
1922 represents a function, which is called by the exception handling
1923 mechanism if an exception occurs.  If it was specified, the string or
1924 identifier @var{except-arg} is placed in the fourth entry of the
1925 structured exception table.
1926
1927 @item function_vector
1928 @cindex calling functions through the function vector on the H8/300 processors
1929 Use this option on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
1930 function should be called through the function vector.  Calling a
1931 function through the function vector will reduce code size, however;
1932 the function vector has a limited size (maximum 128 entries on the H8/300
1933 and 64 entries on the H8/300H) and shares space with the interrupt vector.
1934
1935 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
1936 this option to work correctly.
1937
1938 @item interrupt
1939 @cindex interrupt handler functions
1940 Use this option on the ARM, AVR and M32R/D ports to indicate that the
1941 specified function is an interrupt handler.  The compiler will generate
1942 function entry and exit sequences suitable for use in an interrupt
1943 handler when this attribute is present.
1944
1945 Note, interrupt handlers for the H8/300, H8/300H and SH processors can
1946 be specified via the @code{interrupt_handler} attribute.
1947
1948 Note, on the AVR interrupts will be enabled inside the function.
1949
1950 Note, for the ARM you can specify the kind of interrupt to be handled by
1951 adding an optional parameter to the interrupt attribute like this:
1952
1953 @smallexample
1954 void f () __attribute__ ((interrupt ("IRQ")));
1955 @end smallexample
1956
1957 Permissible values for this parameter are: IRQ, FIQ, SWI, ABORT and UNDEF@.
1958
1959 @item interrupt_handler
1960 @cindex interrupt handler functions on the H8/300 and SH processors
1961 Use this option on the H8/300, H8/300H and SH to indicate that the
1962 specified function is an interrupt handler.  The compiler will generate
1963 function entry and exit sequences suitable for use in an interrupt
1964 handler when this attribute is present.
1965
1966 @item sp_switch
1967 Use this option on the SH to indicate an @code{interrupt_handler}
1968 function should switch to an alternate stack.  It expects a string
1969 argument that names a global variable holding the address of the
1970 alternate stack.
1971
1972 @smallexample
1973 void *alt_stack;
1974 void f () __attribute__ ((interrupt_handler, sp_switch ("alt_stack")));
1975 @end smallexample
1976
1977 @item trap_exit
1978 Use this option on the SH for an @code{interrupt_handle} to return using
1979 @code{trapa} instead of @code{rte}.  This attribute expects an integer
1980 argument specifying the trap number to be used.
1981
1982 @item eightbit_data
1983 @cindex eight bit data on the H8/300 and H8/300H
1984 Use this option on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
1985 variable should be placed into the eight bit data section.
1986 The compiler will generate more efficient code for certain operations
1987 on data in the eight bit data area.  Note the eight bit data area is limited to
1988 256 bytes of data.
1989
1990 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
1991 this option to work correctly.
1992
1993 @item tiny_data
1994 @cindex tiny data section on the H8/300H
1995 Use this option on the H8/300H to indicate that the specified
1996 variable should be placed into the tiny data section.
1997 The compiler will generate more efficient code for loads and stores
1998 on data in the tiny data section.  Note the tiny data area is limited to
1999 slightly under 32kbytes of data.
2000
2001 @item signal
2002 @cindex signal handler functions on the AVR processors
2003 Use this option on the AVR to indicate that the specified
2004 function is an signal handler.  The compiler will generate function
2005 entry and exit sequences suitable for use in an signal handler when this
2006 attribute is present.  Interrupts will be disabled inside function.
2007
2008 @item naked
2009 @cindex function without a prologue/epilogue code
2010 Use this option on the ARM or AVR ports to indicate that the specified
2011 function do not need prologue/epilogue sequences generated by the
2012 compiler.  It is up to the programmer to provide these sequences.
2013
2014 @item model (@var{model-name})
2015 @cindex function addressability on the M32R/D
2016 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object,
2017 and the code generated for a function.
2018 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
2019 or @code{large}, representing each of the code models.
2020
2021 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
2022 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction), and are
2023 callable with the @code{bl} instruction.
2024
2025 Medium model objects may live anywhere in the 32-bit address space (the
2026 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
2027 and are callable with the @code{bl} instruction.
2028
2029 Large model objects may live anywhere in the 32-bit address space (the
2030 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
2031 and may not be reachable with the @code{bl} instruction (the compiler will
2032 generate the much slower @code{seth/add3/jl} instruction sequence).
2033
2034 @end table
2035
2036 You can specify multiple attributes in a declaration by separating them
2037 by commas within the double parentheses or by immediately following an
2038 attribute declaration with another attribute declaration.
2039
2040 @cindex @code{#pragma}, reason for not using
2041 @cindex pragma, reason for not using
2042 Some people object to the @code{__attribute__} feature, suggesting that
2043 ISO C's @code{#pragma} should be used instead.  At the time
2044 @code{__attribute__} was designed, there were two reasons for not doing
2045 this.
2046
2047 @enumerate
2048 @item
2049 It is impossible to generate @code{#pragma} commands from a macro.
2050
2051 @item
2052 There is no telling what the same @code{#pragma} might mean in another
2053 compiler.
2054 @end enumerate
2055
2056 These two reasons applied to almost any application that might have been
2057 proposed for @code{#pragma}.  It was basically a mistake to use
2058 @code{#pragma} for @emph{anything}.
2059
2060 The ISO C99 standard includes @code{_Pragma}, which now allows pragmas
2061 to be generated from macros.  In addition, a @code{#pragma GCC}
2062 namespace is now in use for GCC-specific pragmas.  However, it has been
2063 found convenient to use @code{__attribute__} to achieve a natural
2064 attachment of attributes to their corresponding declarations, whereas
2065 @code{#pragma GCC} is of use for constructs that do not naturally form
2066 part of the grammar.  @xref{Other Directives,,Miscellaneous
2067 Preprocessing Directives, cpp, The C Preprocessor}.
2068
2069 @node Attribute Syntax
2070 @section Attribute Syntax
2071 @cindex attribute syntax
2072
2073 This section describes the syntax with which @code{__attribute__} may be
2074 used, and the constructs to which attribute specifiers bind, for the C
2075 language.  Some details may vary for C++ and Objective-C@.  Because of
2076 infelicities in the grammar for attributes, some forms described here
2077 may not be successfully parsed in all cases.
2078
2079 @xref{Function Attributes}, for details of the semantics of attributes
2080 applying to functions.  @xref{Variable Attributes}, for details of the
2081 semantics of attributes applying to variables.  @xref{Type Attributes},
2082 for details of the semantics of attributes applying to structure, union
2083 and enumerated types.
2084
2085 An @dfn{attribute specifier} is of the form
2086 @code{__attribute__ ((@var{attribute-list}))}.  An @dfn{attribute list}
2087 is a possibly empty comma-separated sequence of @dfn{attributes}, where
2088 each attribute is one of the following:
2089
2090 @itemize @bullet
2091 @item
2092 Empty.  Empty attributes are ignored.
2093
2094 @item
2095 A word (which may be an identifier such as @code{unused}, or a reserved
2096 word such as @code{const}).
2097
2098 @item
2099 A word, followed by, in parentheses, parameters for the attribute.
2100 These parameters take one of the following forms:
2101
2102 @itemize @bullet
2103 @item
2104 An identifier.  For example, @code{mode} attributes use this form.
2105
2106 @item
2107 An identifier followed by a comma and a non-empty comma-separated list
2108 of expressions.  For example, @code{format} attributes use this form.
2109
2110 @item
2111 A possibly empty comma-separated list of expressions.  For example,
2112 @code{format_arg} attributes use this form with the list being a single
2113 integer constant expression, and @code{alias} attributes use this form
2114 with the list being a single string constant.
2115 @end itemize
2116 @end itemize
2117
2118 An @dfn{attribute specifier list} is a sequence of one or more attribute
2119 specifiers, not separated by any other tokens.
2120
2121 An attribute specifier list may appear after the colon following a
2122 label, other than a @code{case} or @code{default} label.  The only
2123 attribute it makes sense to use after a label is @code{unused}.  This
2124 feature is intended for code generated by programs which contains labels
2125 that may be unused but which is compiled with @option{-Wall}.  It would
2126 not normally be appropriate to use in it human-written code, though it
2127 could be useful in cases where the code that jumps to the label is
2128 contained within an @code{#ifdef} conditional.
2129
2130 An attribute specifier list may appear as part of a @code{struct},
2131 @code{union} or @code{enum} specifier.  It may go either immediately
2132 after the @code{struct}, @code{union} or @code{enum} keyword, or after
2133 the closing brace.  It is ignored if the content of the structure, union
2134 or enumerated type is not defined in the specifier in which the
2135 attribute specifier list is used---that is, in usages such as
2136 @code{struct __attribute__((foo)) bar} with no following opening brace.
2137 Where attribute specifiers follow the closing brace, they are considered
2138 to relate to the structure, union or enumerated type defined, not to any
2139 enclosing declaration the type specifier appears in, and the type
2140 defined is not complete until after the attribute specifiers.
2141 @c Otherwise, there would be the following problems: a shift/reduce
2142 @c conflict between attributes binding the the struct/union/enum and
2143 @c binding to the list of specifiers/qualifiers; and "aligned"
2144 @c attributes could use sizeof for the structure, but the size could be
2145 @c changed later by "packed" attributes.
2146
2147 Otherwise, an attribute specifier appears as part of a declaration,
2148 counting declarations of unnamed parameters and type names, and relates
2149 to that declaration (which may be nested in another declaration, for
2150 example in the case of a parameter declaration).  In future, attribute
2151 specifiers in some places may however apply to a particular declarator
2152 within a declaration instead; these cases are noted below.  Where an
2153 attribute specifier is applied to a parameter declared as a function or
2154 an array, it should apply to the function or array rather than the
2155 pointer to which the parameter is implicitly converted, but this is not
2156 yet correctly implemented.
2157
2158 Any list of specifiers and qualifiers at the start of a declaration may
2159 contain attribute specifiers, whether or not such a list may in that
2160 context contain storage class specifiers.  (Some attributes, however,
2161 are essentially in the nature of storage class specifiers, and only make
2162 sense where storage class specifiers may be used; for example,
2163 @code{section}.)  There is one necessary limitation to this syntax: the
2164 first old-style parameter declaration in a function definition cannot
2165 begin with an attribute specifier, because such an attribute applies to
2166 the function instead by syntax described below (which, however, is not
2167 yet implemented in this case).  In some other cases, attribute
2168 specifiers are permitted by this grammar but not yet supported by the
2169 compiler.  All attribute specifiers in this place relate to the
2170 declaration as a whole.  In the obsolescent usage where a type of
2171 @code{int} is implied by the absence of type specifiers, such a list of
2172 specifiers and qualifiers may be an attribute specifier list with no
2173 other specifiers or qualifiers.
2174
2175 An attribute specifier list may appear immediately before a declarator
2176 (other than the first) in a comma-separated list of declarators in a
2177 declaration of more than one identifier using a single list of
2178 specifiers and qualifiers.  At present, such attribute specifiers apply
2179 not only to the identifier before whose declarator they appear, but to
2180 all subsequent identifiers declared in that declaration, but in future
2181 they may apply only to that single identifier.  For example, in
2182 @code{__attribute__((noreturn)) void d0 (void),
2183 __attribute__((format(printf, 1, 2))) d1 (const char *, ...), d2
2184 (void)}, the @code{noreturn} attribute applies to all the functions
2185 declared; the @code{format} attribute should only apply to @code{d1},
2186 but at present applies to @code{d2} as well (and so causes an error).
2187
2188 An attribute specifier list may appear immediately before the comma,
2189 @code{=} or semicolon terminating the declaration of an identifier other
2190 than a function definition.  At present, such attribute specifiers apply
2191 to the declared object or function, but in future they may attach to the
2192 outermost adjacent declarator.  In simple cases there is no difference,
2193 but, for example, in @code{void (****f)(void)
2194 __attribute__((noreturn));}, at present the @code{noreturn} attribute
2195 applies to @code{f}, which causes a warning since @code{f} is not a
2196 function, but in future it may apply to the function @code{****f}.  The
2197 precise semantics of what attributes in such cases will apply to are not
2198 yet specified.  Where an assembler name for an object or function is
2199 specified (@pxref{Asm Labels}), at present the attribute must follow the
2200 @code{asm} specification; in future, attributes before the @code{asm}
2201 specification may apply to the adjacent declarator, and those after it
2202 to the declared object or function.
2203
2204 An attribute specifier list may, in future, be permitted to appear after
2205 the declarator in a function definition (before any old-style parameter
2206 declarations or the function body).
2207
2208 Attribute specifiers may be mixed with type qualifiers appearing inside
2209 the @code{[]} of a parameter array declarator, in the C99 construct by
2210 which such qualifiers are applied to the pointer to which the array is
2211 implicitly converted.  Such attribute specifiers apply to the pointer,
2212 not to the array, but at present this is not implemented and they are
2213 ignored.
2214
2215 An attribute specifier list may appear at the start of a nested
2216 declarator.  At present, there are some limitations in this usage: the
2217 attributes apply to the identifier declared, and to all subsequent
2218 identifiers declared in that declaration (if it includes a
2219 comma-separated list of declarators), rather than to a specific
2220 declarator.  When attribute specifiers follow the @code{*} of a pointer
2221 declarator, they must presently follow any type qualifiers present, and
2222 cannot be mixed with them.  The following describes intended future
2223 semantics which make this syntax more useful only.  It will make the
2224 most sense if you are familiar with the formal specification of
2225 declarators in the ISO C standard.
2226
2227 Consider (as in C99 subclause 6.7.5 paragraph 4) a declaration @code{T
2228 D1}, where @code{T} contains declaration specifiers that specify a type
2229 @var{Type} (such as @code{int}) and @code{D1} is a declarator that
2230 contains an identifier @var{ident}.  The type specified for @var{ident}
2231 for derived declarators whose type does not include an attribute
2232 specifier is as in the ISO C standard.
2233
2234 If @code{D1} has the form @code{( @var{attribute-specifier-list} D )},
2235 and the declaration @code{T D} specifies the type
2236 ``@var{derived-declarator-type-list} @var{Type}'' for @var{ident}, then
2237 @code{T D1} specifies the type ``@var{derived-declarator-type-list}
2238 @var{attribute-specifier-list} @var{Type}'' for @var{ident}.
2239
2240 If @code{D1} has the form @code{*
2241 @var{type-qualifier-and-attribute-specifier-list} D}, and the
2242 declaration @code{T D} specifies the type
2243 ``@var{derived-declarator-type-list} @var{Type}'' for @var{ident}, then
2244 @code{T D1} specifies the type ``@var{derived-declarator-type-list}
2245 @var{type-qualifier-and-attribute-specifier-list} @var{Type}'' for
2246 @var{ident}.
2247
2248 For example, @code{void (__attribute__((noreturn)) ****f)();} specifies
2249 the type ``pointer to pointer to pointer to pointer to non-returning
2250 function returning @code{void}''.  As another example, @code{char
2251 *__attribute__((aligned(8))) *f;} specifies the type ``pointer to
2252 8-byte-aligned pointer to @code{char}''.  Note again that this describes
2253 intended future semantics, not current implementation.
2254
2255 @node Function Prototypes
2256 @section Prototypes and Old-Style Function Definitions
2257 @cindex function prototype declarations
2258 @cindex old-style function definitions
2259 @cindex promotion of formal parameters
2260
2261 GNU C extends ISO C to allow a function prototype to override a later
2262 old-style non-prototype definition.  Consider the following example:
2263
2264 @example
2265 /* @r{Use prototypes unless the compiler is old-fashioned.}  */
2266 #ifdef __STDC__
2267 #define P(x) x
2268 #else
2269 #define P(x) ()
2270 #endif
2271
2272 /* @r{Prototype function declaration.}  */
2273 int isroot P((uid_t));
2274
2275 /* @r{Old-style function definition.}  */
2276 int
2277 isroot (x)   /* ??? lossage here ??? */
2278      uid_t x;
2279 @{
2280   return x == 0;
2281 @}
2282 @end example
2283
2284 Suppose the type @code{uid_t} happens to be @code{short}.  ISO C does
2285 not allow this example, because subword arguments in old-style
2286 non-prototype definitions are promoted.  Therefore in this example the
2287 function definition's argument is really an @code{int}, which does not
2288 match the prototype argument type of @code{short}.
2289
2290 This restriction of ISO C makes it hard to write code that is portable
2291 to traditional C compilers, because the programmer does not know
2292 whether the @code{uid_t} type is @code{short}, @code{int}, or
2293 @code{long}.  Therefore, in cases like these GNU C allows a prototype
2294 to override a later old-style definition.  More precisely, in GNU C, a
2295 function prototype argument type overrides the argument type specified
2296 by a later old-style definition if the former type is the same as the
2297 latter type before promotion.  Thus in GNU C the above example is
2298 equivalent to the following:
2299
2300 @example
2301 int isroot (uid_t);
2302
2303 int
2304 isroot (uid_t x)
2305 @{
2306   return x == 0;
2307 @}
2308 @end example
2309
2310 GNU C++ does not support old-style function definitions, so this
2311 extension is irrelevant.
2312
2313 @node C++ Comments
2314 @section C++ Style Comments
2315 @cindex //
2316 @cindex C++ comments
2317 @cindex comments, C++ style
2318
2319 In GNU C, you may use C++ style comments, which start with @samp{//} and
2320 continue until the end of the line.  Many other C implementations allow
2321 such comments, and they are likely to be in a future C standard.
2322 However, C++ style comments are not recognized if you specify
2323 @w{@option{-ansi}}, a @option{-std} option specifying a version of ISO C
2324 before C99, or @w{@option{-traditional}}, since they are incompatible
2325 with traditional constructs like @code{dividend//*comment*/divisor}.
2326
2327 @node Dollar Signs
2328 @section Dollar Signs in Identifier Names
2329 @cindex $
2330 @cindex dollar signs in identifier names
2331 @cindex identifier names, dollar signs in
2332
2333 In GNU C, you may normally use dollar signs in identifier names.
2334 This is because many traditional C implementations allow such identifiers.
2335 However, dollar signs in identifiers are not supported on a few target
2336 machines, typically because the target assembler does not allow them.
2337
2338 @node Character Escapes
2339 @section The Character @key{ESC} in Constants
2340
2341 You can use the sequence @samp{\e} in a string or character constant to
2342 stand for the ASCII character @key{ESC}.
2343
2344 @node Alignment
2345 @section Inquiring on Alignment of Types or Variables
2346 @cindex alignment
2347 @cindex type alignment
2348 @cindex variable alignment
2349
2350 The keyword @code{__alignof__} allows you to inquire about how an object
2351 is aligned, or the minimum alignment usually required by a type.  Its
2352 syntax is just like @code{sizeof}.
2353
2354 For example, if the target machine requires a @code{double} value to be
2355 aligned on an 8-byte boundary, then @code{__alignof__ (double)} is 8.
2356 This is true on many RISC machines.  On more traditional machine
2357 designs, @code{__alignof__ (double)} is 4 or even 2.
2358
2359 Some machines never actually require alignment; they allow reference to any
2360 data type even at an odd addresses.  For these machines, @code{__alignof__}
2361 reports the @emph{recommended} alignment of a type.
2362
2363 When the operand of @code{__alignof__} is an lvalue rather than a type, the
2364 value is the largest alignment that the lvalue is known to have.  It may
2365 have this alignment as a result of its data type, or because it is part of
2366 a structure and inherits alignment from that structure.  For example, after
2367 this declaration:
2368
2369 @example
2370 struct foo @{ int x; char y; @} foo1;
2371 @end example
2372
2373 @noindent
2374 the value of @code{__alignof__ (foo1.y)} is probably 2 or 4, the same as
2375 @code{__alignof__ (int)}, even though the data type of @code{foo1.y}
2376 does not itself demand any alignment.
2377
2378 It is an error to ask for the alignment of an incomplete type.
2379
2380 A related feature which lets you specify the alignment of an object is
2381 @code{__attribute__ ((aligned (@var{alignment})))}; see the following
2382 section.
2383
2384 @node Variable Attributes
2385 @section Specifying Attributes of Variables
2386 @cindex attribute of variables
2387 @cindex variable attributes
2388
2389 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
2390 attributes of variables or structure fields.  This keyword is followed
2391 by an attribute specification inside double parentheses.  Eight
2392 attributes are currently defined for variables: @code{aligned},
2393 @code{mode}, @code{nocommon}, @code{packed}, @code{section},
2394 @code{transparent_union}, @code{unused}, and @code{weak}.  Some other
2395 attributes are defined for variables on particular target systems.  Other
2396 attributes are available for functions (@pxref{Function Attributes}) and
2397 for types (@pxref{Type Attributes}).  Other front ends might define more
2398 attributes (@pxref{C++ Extensions,,Extensions to the C++ Language}).
2399
2400 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
2401 each keyword.  This allows you to use them in header files without
2402 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
2403 you may use @code{__aligned__} instead of @code{aligned}.
2404
2405 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
2406 attributes.
2407
2408 @table @code
2409 @cindex @code{aligned} attribute
2410 @item aligned (@var{alignment})
2411 This attribute specifies a minimum alignment for the variable or
2412 structure field, measured in bytes.  For example, the declaration:
2413
2414 @smallexample
2415 int x __attribute__ ((aligned (16))) = 0;
2416 @end smallexample
2417
2418 @noindent
2419 causes the compiler to allocate the global variable @code{x} on a
2420 16-byte boundary.  On a 68040, this could be used in conjunction with
2421 an @code{asm} expression to access the @code{move16} instruction which
2422 requires 16-byte aligned operands.
2423
2424 You can also specify the alignment of structure fields.  For example, to
2425 create a double-word aligned @code{int} pair, you could write:
2426
2427 @smallexample
2428 struct foo @{ int x[2] __attribute__ ((aligned (8))); @};
2429 @end smallexample
2430
2431 @noindent
2432 This is an alternative to creating a union with a @code{double} member
2433 that forces the union to be double-word aligned.
2434
2435 It is not possible to specify the alignment of functions; the alignment
2436 of functions is determined by the machine's requirements and cannot be
2437 changed.  You cannot specify alignment for a typedef name because such a
2438 name is just an alias, not a distinct type.
2439
2440 As in the preceding examples, you can explicitly specify the alignment
2441 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given variable or
2442 structure field.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
2443 and just ask the compiler to align a variable or field to the maximum
2444 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
2445 example, you could write:
2446
2447 @smallexample
2448 short array[3] __attribute__ ((aligned));
2449 @end smallexample
2450
2451 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned} attribute
2452 specification, the compiler automatically sets the alignment for the declared
2453 variable or field to the largest alignment which is ever used for any data
2454 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often make
2455 copy operations more efficient, because the compiler can use whatever
2456 instructions copy the biggest chunks of memory when performing copies to
2457 or from the variables or fields that you have aligned this way.
2458
2459 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
2460 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
2461
2462 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
2463 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
2464 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
2465 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
2466 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
2467 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
2468 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
2469 alignment.  See your linker documentation for further information.
2470
2471 @item mode (@var{mode})
2472 @cindex @code{mode} attribute
2473 This attribute specifies the data type for the declaration---whichever
2474 type corresponds to the mode @var{mode}.  This in effect lets you
2475 request an integer or floating point type according to its width.
2476
2477 You may also specify a mode of @samp{byte} or @samp{__byte__} to
2478 indicate the mode corresponding to a one-byte integer, @samp{word} or
2479 @samp{__word__} for the mode of a one-word integer, and @samp{pointer}
2480 or @samp{__pointer__} for the mode used to represent pointers.
2481
2482 @item nocommon
2483 @cindex @code{nocommon} attribute
2484 @opindex fno-common
2485 This attribute specifies requests GCC not to place a variable
2486 ``common'' but instead to allocate space for it directly.  If you
2487 specify the @option{-fno-common} flag, GCC will do this for all
2488 variables.
2489
2490 Specifying the @code{nocommon} attribute for a variable provides an
2491 initialization of zeros.  A variable may only be initialized in one
2492 source file.
2493
2494 @item packed
2495 @cindex @code{packed} attribute
2496 The @code{packed} attribute specifies that a variable or structure field
2497 should have the smallest possible alignment---one byte for a variable,
2498 and one bit for a field, unless you specify a larger value with the
2499 @code{aligned} attribute.
2500
2501 Here is a structure in which the field @code{x} is packed, so that it
2502 immediately follows @code{a}:
2503
2504 @example
2505 struct foo
2506 @{
2507   char a;
2508   int x[2] __attribute__ ((packed));
2509 @};
2510 @end example
2511
2512 @item section ("@var{section-name}")
2513 @cindex @code{section} variable attribute
2514 Normally, the compiler places the objects it generates in sections like
2515 @code{data} and @code{bss}.  Sometimes, however, you need additional sections,
2516 or you need certain particular variables to appear in special sections,
2517 for example to map to special hardware.  The @code{section}
2518 attribute specifies that a variable (or function) lives in a particular
2519 section.  For example, this small program uses several specific section names:
2520
2521 @smallexample
2522 struct duart a __attribute__ ((section ("DUART_A"))) = @{ 0 @};
2523 struct duart b __attribute__ ((section ("DUART_B"))) = @{ 0 @};
2524 char stack[10000] __attribute__ ((section ("STACK"))) = @{ 0 @};
2525 int init_data __attribute__ ((section ("INITDATA"))) = 0;
2526
2527 main()
2528 @{
2529   /* Initialize stack pointer */
2530   init_sp (stack + sizeof (stack));
2531
2532   /* Initialize initialized data */
2533   memcpy (&init_data, &data, &edata - &data);
2534
2535   /* Turn on the serial ports */
2536   init_duart (&a);
2537   init_duart (&b);
2538 @}
2539 @end smallexample
2540
2541 @noindent
2542 Use the @code{section} attribute with an @emph{initialized} definition
2543 of a @emph{global} variable, as shown in the example.  GCC issues
2544 a warning and otherwise ignores the @code{section} attribute in
2545 uninitialized variable declarations.
2546
2547 You may only use the @code{section} attribute with a fully initialized
2548 global definition because of the way linkers work.  The linker requires
2549 each object be defined once, with the exception that uninitialized
2550 variables tentatively go in the @code{common} (or @code{bss}) section
2551 and can be multiply ``defined''.  You can force a variable to be
2552 initialized with the @option{-fno-common} flag or the @code{nocommon}
2553 attribute.
2554
2555 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
2556 attribute is not available on all platforms.
2557 If you need to map the entire contents of a module to a particular
2558 section, consider using the facilities of the linker instead.
2559
2560 @item shared
2561 @cindex @code{shared} variable attribute
2562 On Windows NT, in addition to putting variable definitions in a named
2563 section, the section can also be shared among all running copies of an
2564 executable or DLL@.  For example, this small program defines shared data
2565 by putting it in a named section @code{shared} and marking the section
2566 shareable:
2567
2568 @smallexample
2569 int foo __attribute__((section ("shared"), shared)) = 0;
2570
2571 int
2572 main()
2573 @{
2574   /* Read and write foo.  All running
2575      copies see the same value.  */
2576   return 0;
2577 @}
2578 @end smallexample
2579
2580 @noindent
2581 You may only use the @code{shared} attribute along with @code{section}
2582 attribute with a fully initialized global definition because of the way
2583 linkers work.  See @code{section} attribute for more information.
2584
2585 The @code{shared} attribute is only available on Windows NT@.
2586
2587 @item transparent_union
2588 This attribute, attached to a function parameter which is a union, means
2589 that the corresponding argument may have the type of any union member,
2590 but the argument is passed as if its type were that of the first union
2591 member.  For more details see @xref{Type Attributes}.  You can also use
2592 this attribute on a @code{typedef} for a union data type; then it
2593 applies to all function parameters with that type.
2594
2595 @item unused
2596 This attribute, attached to a variable, means that the variable is meant
2597 to be possibly unused.  GCC will not produce a warning for this
2598 variable.
2599
2600 @item weak
2601 The @code{weak} attribute is described in @xref{Function Attributes}.
2602
2603 @item model (@var{model-name})
2604 @cindex variable addressability on the M32R/D
2605 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object.
2606 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
2607 or @code{large}, representing each of the code models.
2608
2609 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
2610 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction).
2611
2612 Medium and large model objects may live anywhere in the 32-bit address space
2613 (the compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their
2614 addresses).
2615
2616 @end table
2617
2618 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
2619 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
2620 packed))}.
2621
2622 @node Type Attributes
2623 @section Specifying Attributes of Types
2624 @cindex attribute of types
2625 @cindex type attributes
2626
2627 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
2628 attributes of @code{struct} and @code{union} types when you define such
2629 types.  This keyword is followed by an attribute specification inside
2630 double parentheses.  Four attributes are currently defined for types:
2631 @code{aligned}, @code{packed}, @code{transparent_union}, and @code{unused}.
2632 Other attributes are defined for functions (@pxref{Function Attributes}) and
2633 for variables (@pxref{Variable Attributes}).
2634
2635 You may also specify any one of these attributes with @samp{__}
2636 preceding and following its keyword.  This allows you to use these
2637 attributes in header files without being concerned about a possible
2638 macro of the same name.  For example, you may use @code{__aligned__}
2639 instead of @code{aligned}.
2640
2641 You may specify the @code{aligned} and @code{transparent_union}
2642 attributes either in a @code{typedef} declaration or just past the
2643 closing curly brace of a complete enum, struct or union type
2644 @emph{definition} and the @code{packed} attribute only past the closing
2645 brace of a definition.
2646
2647 You may also specify attributes between the enum, struct or union
2648 tag and the name of the type rather than after the closing brace.
2649
2650 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
2651 attributes.
2652
2653 @table @code
2654 @cindex @code{aligned} attribute
2655 @item aligned (@var{alignment})
2656 This attribute specifies a minimum alignment (in bytes) for variables
2657 of the specified type.  For example, the declarations:
2658
2659 @smallexample
2660 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned (8)));
2661 typedef int more_aligned_int __attribute__ ((aligned (8)));
2662 @end smallexample
2663
2664 @noindent
2665 force the compiler to insure (as far as it can) that each variable whose
2666 type is @code{struct S} or @code{more_aligned_int} will be allocated and
2667 aligned @emph{at least} on a 8-byte boundary.  On a Sparc, having all
2668 variables of type @code{struct S} aligned to 8-byte boundaries allows
2669 the compiler to use the @code{ldd} and @code{std} (doubleword load and
2670 store) instructions when copying one variable of type @code{struct S} to
2671 another, thus improving run-time efficiency.
2672
2673 Note that the alignment of any given @code{struct} or @code{union} type
2674 is required by the ISO C standard to be at least a perfect multiple of
2675 the lowest common multiple of the alignments of all of the members of
2676 the @code{struct} or @code{union} in question.  This means that you @emph{can}
2677 effectively adjust the alignment of a @code{struct} or @code{union}
2678 type by attaching an @code{aligned} attribute to any one of the members
2679 of such a type, but the notation illustrated in the example above is a
2680 more obvious, intuitive, and readable way to request the compiler to
2681 adjust the alignment of an entire @code{struct} or @code{union} type.
2682
2683 As in the preceding example, you can explicitly specify the alignment
2684 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given @code{struct}
2685 or @code{union} type.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
2686 and just ask the compiler to align a type to the maximum
2687 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
2688 example, you could write:
2689
2690 @smallexample
2691 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned));
2692 @end smallexample
2693
2694 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned}
2695 attribute specification, the compiler automatically sets the alignment
2696 for the type to the largest alignment which is ever used for any data
2697 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often
2698 make copy operations more efficient, because the compiler can use
2699 whatever instructions copy the biggest chunks of memory when performing
2700 copies to or from the variables which have types that you have aligned
2701 this way.
2702
2703 In the example above, if the size of each @code{short} is 2 bytes, then
2704 the size of the entire @code{struct S} type is 6 bytes.  The smallest
2705 power of two which is greater than or equal to that is 8, so the
2706 compiler sets the alignment for the entire @code{struct S} type to 8
2707 bytes.
2708
2709 Note that although you can ask the compiler to select a time-efficient
2710 alignment for a given type and then declare only individual stand-alone
2711 objects of that type, the compiler's ability to select a time-efficient
2712 alignment is primarily useful only when you plan to create arrays of
2713 variables having the relevant (efficiently aligned) type.  If you
2714 declare or use arrays of variables of an efficiently-aligned type, then
2715 it is likely that your program will also be doing pointer arithmetic (or
2716 subscripting, which amounts to the same thing) on pointers to the
2717 relevant type, and the code that the compiler generates for these
2718 pointer arithmetic operations will often be more efficient for
2719 efficiently-aligned types than for other types.
2720
2721 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
2722 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
2723
2724 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
2725 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
2726 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
2727 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
2728 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
2729 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
2730 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
2731 alignment.  See your linker documentation for further information.
2732
2733 @item packed
2734 This attribute, attached to an @code{enum}, @code{struct}, or
2735 @code{union} type definition, specified that the minimum required memory
2736 be used to represent the type.
2737
2738 @opindex fshort-enums
2739 Specifying this attribute for @code{struct} and @code{union} types is
2740 equivalent to specifying the @code{packed} attribute on each of the
2741 structure or union members.  Specifying the @option{-fshort-enums}
2742 flag on the line is equivalent to specifying the @code{packed}
2743 attribute on all @code{enum} definitions.
2744
2745 You may only specify this attribute after a closing curly brace on an
2746 @code{enum} definition, not in a @code{typedef} declaration, unless that
2747 declaration also contains the definition of the @code{enum}.
2748
2749 @item transparent_union
2750 This attribute, attached to a @code{union} type definition, indicates
2751 that any function parameter having that union type causes calls to that
2752 function to be treated in a special way.
2753
2754 First, the argument corresponding to a transparent union type can be of
2755 any type in the union; no cast is required.  Also, if the union contains
2756 a pointer type, the corresponding argument can be a null pointer
2757 constant or a void pointer expression; and if the union contains a void
2758 pointer type, the corresponding argument can be any pointer expression.
2759 If the union member type is a pointer, qualifiers like @code{const} on
2760 the referenced type must be respected, just as with normal pointer
2761 conversions.
2762
2763 Second, the argument is passed to the function using the calling
2764 conventions of first member of the transparent union, not the calling
2765 conventions of the union itself.  All members of the union must have the
2766 same machine representation; this is necessary for this argument passing
2767 to work properly.
2768
2769 Transparent unions are designed for library functions that have multiple
2770 interfaces for compatibility reasons.  For example, suppose the
2771 @code{wait} function must accept either a value of type @code{int *} to
2772 comply with Posix, or a value of type @code{union wait *} to comply with
2773 the 4.1BSD interface.  If @code{wait}'s parameter were @code{void *},
2774 @code{wait} would accept both kinds of arguments, but it would also
2775 accept any other pointer type and this would make argument type checking
2776 less useful.  Instead, @code{<sys/wait.h>} might define the interface
2777 as follows:
2778
2779 @smallexample
2780 typedef union
2781   @{
2782     int *__ip;
2783     union wait *__up;
2784   @} wait_status_ptr_t __attribute__ ((__transparent_union__));
2785
2786 pid_t wait (wait_status_ptr_t);
2787 @end smallexample
2788
2789 This interface allows either @code{int *} or @code{union wait *}
2790 arguments to be passed, using the @code{int *} calling convention.
2791 The program can call @code{wait} with arguments of either type:
2792
2793 @example
2794 int w1 () @{ int w; return wait (&w); @}
2795 int w2 () @{ union wait w; return wait (&w); @}
2796 @end example
2797
2798 With this interface, @code{wait}'s implementation might look like this:
2799
2800 @example
2801 pid_t wait (wait_status_ptr_t p)
2802 @{
2803   return waitpid (-1, p.__ip, 0);
2804 @}
2805 @end example
2806
2807 @item unused
2808 When attached to a type (including a @code{union} or a @code{struct}),
2809 this attribute means that variables of that type are meant to appear
2810 possibly unused.  GCC will not produce a warning for any variables of
2811 that type, even if the variable appears to do nothing.  This is often
2812 the case with lock or thread classes, which are usually defined and then
2813 not referenced, but contain constructors and destructors that have
2814 nontrivial bookkeeping functions.
2815
2816 @end table
2817
2818 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
2819 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
2820 packed))}.
2821
2822 @node Inline
2823 @section An Inline Function is As Fast As a Macro
2824 @cindex inline functions
2825 @cindex integrating function code
2826 @cindex open coding
2827 @cindex macros, inline alternative
2828
2829 By declaring a function @code{inline}, you can direct GCC to
2830 integrate that function's code into the code for its callers.  This
2831 makes execution faster by eliminating the function-call overhead; in
2832 addition, if any of the actual argument values are constant, their known
2833 values may permit simplifications at compile time so that not all of the
2834 inline function's code needs to be included.  The effect on code size is
2835 less predictable; object code may be larger or smaller with function
2836 inlining, depending on the particular case.  Inlining of functions is an
2837 optimization and it really ``works'' only in optimizing compilation.  If
2838 you don't use @option{-O}, no function is really inline.
2839
2840 Inline functions are included in the ISO C99 standard, but there are
2841 currently substantial differences between what GCC implements and what
2842 the ISO C99 standard requires.
2843
2844 To declare a function inline, use the @code{inline} keyword in its
2845 declaration, like this:
2846
2847 @example
2848 inline int
2849 inc (int *a)
2850 @{
2851   (*a)++;
2852 @}
2853 @end example
2854
2855 (If you are writing a header file to be included in ISO C programs, write
2856 @code{__inline__} instead of @code{inline}.  @xref{Alternate Keywords}.)
2857 You can also make all ``simple enough'' functions inline with the option
2858 @option{-finline-functions}.
2859
2860 @opindex Winline
2861 Note that certain usages in a function definition can make it unsuitable
2862 for inline substitution.  Among these usages are: use of varargs, use of
2863 alloca, use of variable sized data types (@pxref{Variable Length}),
2864 use of computed goto (@pxref{Labels as Values}), use of nonlocal goto,
2865 and nested functions (@pxref{Nested Functions}).  Using @option{-Winline}
2866 will warn when a function marked @code{inline} could not be substituted,
2867 and will give the reason for the failure.
2868
2869 Note that in C and Objective-C, unlike C++, the @code{inline} keyword
2870 does not affect the linkage of the function.
2871
2872 @cindex automatic @code{inline} for C++ member fns
2873 @cindex @code{inline} automatic for C++ member fns
2874 @cindex member fns, automatically @code{inline}
2875 @cindex C++ member fns, automatically @code{inline}
2876 @opindex fno-default-inline
2877 GCC automatically inlines member functions defined within the class
2878 body of C++ programs even if they are not explicitly declared
2879 @code{inline}.  (You can override this with @option{-fno-default-inline};
2880 @pxref{C++ Dialect Options,,Options Controlling C++ Dialect}.)
2881
2882 @cindex inline functions, omission of
2883 @opindex fkeep-inline-functions
2884 When a function is both inline and @code{static}, if all calls to the
2885 function are integrated into the caller, and the function's address is
2886 never used, then the function's own assembler code is never referenced.
2887 In this case, GCC does not actually output assembler code for the
2888 function, unless you specify the option @option{-fkeep-inline-functions}.
2889 Some calls cannot be integrated for various reasons (in particular,
2890 calls that precede the function's definition cannot be integrated, and
2891 neither can recursive calls within the definition).  If there is a
2892 nonintegrated call, then the function is compiled to assembler code as
2893 usual.  The function must also be compiled as usual if the program
2894 refers to its address, because that can't be inlined.
2895
2896 @cindex non-static inline function
2897 When an inline function is not @code{static}, then the compiler must assume
2898 that there may be calls from other source files; since a global symbol can
2899 be defined only once in any program, the function must not be defined in
2900 the other source files, so the calls therein cannot be integrated.
2901 Therefore, a non-@code{static} inline function is always compiled on its
2902 own in the usual fashion.
2903
2904 If you specify both @code{inline} and @code{extern} in the function
2905 definition, then the definition is used only for inlining.  In no case
2906 is the function compiled on its own, not even if you refer to its
2907 address explicitly.  Such an address becomes an external reference, as
2908 if you had only declared the function, and had not defined it.
2909
2910 This combination of @code{inline} and @code{extern} has almost the
2911 effect of a macro.  The way to use it is to put a function definition in
2912 a header file with these keywords, and put another copy of the
2913 definition (lacking @code{inline} and @code{extern}) in a library file.
2914 The definition in the header file will cause most calls to the function
2915 to be inlined.  If any uses of the function remain, they will refer to
2916 the single copy in the library.
2917
2918 For future compatibility with when GCC implements ISO C99 semantics for
2919 inline functions, it is best to use @code{static inline} only.  (The
2920 existing semantics will remain available when @option{-std=gnu89} is
2921 specified, but eventually the default will be @option{-std=gnu99} and
2922 that will implement the C99 semantics, though it does not do so yet.)
2923
2924 GCC does not inline any functions when not optimizing.  It is not
2925 clear whether it is better to inline or not, in this case, but we found
2926 that a correct implementation when not optimizing was difficult.  So we
2927 did the easy thing, and turned it off.
2928
2929 @node Extended Asm
2930 @section Assembler Instructions with C Expression Operands
2931 @cindex extended @code{asm}
2932 @cindex @code{asm} expressions
2933 @cindex assembler instructions
2934 @cindex registers
2935
2936 In an assembler instruction using @code{asm}, you can specify the
2937 operands of the instruction using C expressions.  This means you need not
2938 guess which registers or memory locations will contain the data you want
2939 to use.
2940
2941 You must specify an assembler instruction template much like what
2942 appears in a machine description, plus an operand constraint string for
2943 each operand.
2944
2945 For example, here is how to use the 68881's @code{fsinx} instruction:
2946
2947 @example
2948 asm ("fsinx %1,%0" : "=f" (result) : "f" (angle));
2949 @end example
2950
2951 @noindent
2952 Here @code{angle} is the C expression for the input operand while
2953 @code{result} is that of the output operand.  Each has @samp{"f"} as its
2954 operand constraint, saying that a floating point register is required.
2955 The @samp{=} in @samp{=f} indicates that the operand is an output; all
2956 output operands' constraints must use @samp{=}.  The constraints use the
2957 same language used in the machine description (@pxref{Constraints}).
2958
2959 Each operand is described by an operand-constraint string followed by
2960 the C expression in parentheses.  A colon separates the assembler
2961 template from the first output operand and another separates the last
2962 output operand from the first input, if any.  Commas separate the
2963 operands within each group.  The total number of operands is limited to
2964 ten or to the maximum number of operands in any instruction pattern in
2965 the machine description, whichever is greater.
2966
2967 If there are no output operands but there are input operands, you must
2968 place two consecutive colons surrounding the place where the output
2969 operands would go.
2970
2971 Output operand expressions must be lvalues; the compiler can check this.
2972 The input operands need not be lvalues.  The compiler cannot check
2973 whether the operands have data types that are reasonable for the
2974 instruction being executed.  It does not parse the assembler instruction
2975 template and does not know what it means or even whether it is valid
2976 assembler input.  The extended @code{asm} feature is most often used for
2977 machine instructions the compiler itself does not know exist.  If
2978 the output expression cannot be directly addressed (for example, it is a
2979 bit-field), your constraint must allow a register.  In that case, GCC
2980 will use the register as the output of the @code{asm}, and then store
2981 that register into the output.
2982
2983 The ordinary output operands must be write-only; GCC will assume that
2984 the values in these operands before the instruction are dead and need
2985 not be generated.  Extended asm supports input-output or read-write
2986 operands.  Use the constraint character @samp{+} to indicate such an
2987 operand and list it with the output operands.
2988
2989 When the constraints for the read-write operand (or the operand in which
2990 only some of the bits are to be changed) allows a register, you may, as
2991 an alternative, logically split its function into two separate operands,
2992 one input operand and one write-only output operand.  The connection
2993 between them is expressed by constraints which say they need to be in
2994 the same location when the instruction executes.  You can use the same C
2995 expression for both operands, or different expressions.  For example,
2996 here we write the (fictitious) @samp{combine} instruction with
2997 @code{bar} as its read-only source operand and @code{foo} as its
2998 read-write destination:
2999
3000 @example
3001 asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "0" (foo), "g" (bar));
3002 @end example
3003
3004 @noindent
3005 The constraint @samp{"0"} for operand 1 says that it must occupy the
3006 same location as operand 0.  A digit in constraint is allowed only in an
3007 input operand and it must refer to an output operand.
3008
3009 Only a digit in the constraint can guarantee that one operand will be in
3010 the same place as another.  The mere fact that @code{foo} is the value
3011 of both operands is not enough to guarantee that they will be in the
3012 same place in the generated assembler code.  The following would not
3013 work reliably:
3014
3015 @example
3016 asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "r" (foo), "g" (bar));
3017 @end example
3018
3019 Various optimizations or reloading could cause operands 0 and 1 to be in
3020 different registers; GCC knows no reason not to do so.  For example, the
3021 compiler might find a copy of the value of @code{foo} in one register and
3022 use it for operand 1, but generate the output operand 0 in a different
3023 register (copying it afterward to @code{foo}'s own address).  Of course,
3024 since the register for operand 1 is not even mentioned in the assembler
3025 code, the result will not work, but GCC can't tell that.
3026
3027 Some instructions clobber specific hard registers.  To describe this,
3028 write a third colon after the input operands, followed by the names of
3029 the clobbered hard registers (given as strings).  Here is a realistic
3030 example for the VAX:
3031
3032 @example
3033 asm volatile ("movc3 %0,%1,%2"
3034               : /* no outputs */
3035               : "g" (from), "g" (to), "g" (count)
3036               : "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5");
3037 @end example
3038
3039 You may not write a clobber description in a way that overlaps with an
3040 input or output operand.  For example, you may not have an operand
3041 describing a register class with one member if you mention that register
3042 in the clobber list.  There is no way for you to specify that an input
3043 operand is modified without also specifying it as an output
3044 operand.  Note that if all the output operands you specify are for this
3045 purpose (and hence unused), you will then also need to specify
3046 @code{volatile} for the @code{asm} construct, as described below, to
3047 prevent GCC from deleting the @code{asm} statement as unused.
3048
3049 If you refer to a particular hardware register from the assembler code,
3050 you will probably have to list the register after the third colon to
3051 tell the compiler the register's value is modified.  In some assemblers,
3052 the register names begin with @samp{%}; to produce one @samp{%} in the
3053 assembler code, you must write @samp{%%} in the input.
3054
3055 If your assembler instruction can alter the condition code register, add
3056 @samp{cc} to the list of clobbered registers.  GCC on some machines
3057 represents the condition codes as a specific hardware register;
3058 @samp{cc} serves to name this register.  On other machines, the
3059 condition code is handled differently, and specifying @samp{cc} has no
3060 effect.  But it is valid no matter what the machine.
3061
3062 If your assembler instruction modifies memory in an unpredictable
3063 fashion, add @samp{memory} to the list of clobbered registers.  This
3064 will cause GCC to not keep memory values cached in registers across
3065 the assembler instruction.  You will also want to add the
3066 @code{volatile} keyword if the memory affected is not listed in the
3067 inputs or outputs of the @code{asm}, as the @samp{memory} clobber does
3068 not count as a side-effect of the @code{asm}.
3069
3070 You can put multiple assembler instructions together in a single
3071 @code{asm} template, separated by the characters normally used in assembly
3072 code for the system.  A combination that works in most places is a newline
3073 to break the line, plus a tab character to move to the instruction field
3074 (written as @samp{\n\t}).  Sometimes semicolons can be used, if the
3075 assembler allows semicolons as a line-breaking character.  Note that some
3076 assembler dialects use semicolons to start a comment.
3077 The input operands are guaranteed not to use any of the clobbered
3078 registers, and neither will the output operands' addresses, so you can
3079 read and write the clobbered registers as many times as you like.  Here
3080 is an example of multiple instructions in a template; it assumes the
3081 subroutine @code{_foo} accepts arguments in registers 9 and 10:
3082
3083 @example
3084 asm ("movl %0,r9\n\tmovl %1,r10\n\tcall _foo"
3085      : /* no outputs */
3086      : "g" (from), "g" (to)
3087      : "r9", "r10");
3088 @end example
3089
3090 Unless an output operand has the @samp{&} constraint modifier, GCC
3091 may allocate it in the same register as an unrelated input operand, on
3092 the assumption the inputs are consumed before the outputs are produced.
3093 This assumption may be false if the assembler code actually consists of
3094 more than one instruction.  In such a case, use @samp{&} for each output
3095 operand that may not overlap an input.  @xref{Modifiers}.
3096
3097 If you want to test the condition code produced by an assembler
3098 instruction, you must include a branch and a label in the @code{asm}
3099 construct, as follows:
3100
3101 @example
3102 asm ("clr %0\n\tfrob %1\n\tbeq 0f\n\tmov #1,%0\n0:"
3103      : "g" (result)
3104      : "g" (input));
3105 @end example
3106
3107 @noindent
3108 This assumes your assembler supports local labels, as the GNU assembler
3109 and most Unix assemblers do.
3110
3111 Speaking of labels, jumps from one @code{asm} to another are not
3112 supported.  The compiler's optimizers do not know about these jumps, and
3113 therefore they cannot take account of them when deciding how to
3114 optimize.
3115
3116 @cindex macros containing @code{asm}
3117 Usually the most convenient way to use these @code{asm} instructions is to
3118 encapsulate them in macros that look like functions.  For example,
3119
3120 @example
3121 #define sin(x)       \
3122 (@{ double __value, __arg = (x);   \
3123    asm ("fsinx %1,%0": "=f" (__value): "f" (__arg));  \
3124    __value; @})
3125 @end example
3126
3127 @noindent
3128 Here the variable @code{__arg} is used to make sure that the instruction
3129 operates on a proper @code{double} value, and to accept only those
3130 arguments @code{x} which can convert automatically to a @code{double}.
3131
3132 Another way to make sure the instruction operates on the correct data
3133 type is to use a cast in the @code{asm}.  This is different from using a
3134 variable @code{__arg} in that it converts more different types.  For
3135 example, if the desired type were @code{int}, casting the argument to
3136 @code{int} would accept a pointer with no complaint, while assigning the
3137 argument to an @code{int} variable named @code{__arg} would warn about
3138 using a pointer unless the caller explicitly casts it.
3139
3140 If an @code{asm} has output operands, GCC assumes for optimization
3141 purposes the instruction has no side effects except to change the output
3142 operands.  This does not mean instructions with a side effect cannot be
3143 used, but you must be careful, because the compiler may eliminate them
3144 if the output operands aren't used, or move them out of loops, or
3145 replace two with one if they constitute a common subexpression.  Also,
3146 if your instruction does have a side effect on a variable that otherwise
3147 appears not to change, the old value of the variable may be reused later
3148 if it happens to be found in a register.
3149
3150 You can prevent an @code{asm} instruction from being deleted, moved
3151 significantly, or combined, by writing the keyword @code{volatile} after
3152 the @code{asm}.  For example:
3153
3154 @example
3155 #define get_and_set_priority(new)              \
3156 (@{ int __old;                                  \
3157    asm volatile ("get_and_set_priority %0, %1" \
3158                  : "=g" (__old) : "g" (new));  \
3159    __old; @})
3160 @end example
3161
3162 @noindent
3163 If you write an @code{asm} instruction with no outputs, GCC will know
3164 the instruction has side-effects and will not delete the instruction or
3165 move it outside of loops.
3166
3167 The @code{volatile} keyword indicates that the instruction has
3168 important side-effects.  GCC will not delete a volatile @code{asm} if
3169 it is reachable.  (The instruction can still be deleted if GCC can
3170 prove that control-flow will never reach the location of the
3171 instruction.)  In addition, GCC will not reschedule instructions
3172 across a volatile @code{asm} instruction.  For example:
3173
3174 @example
3175 *(volatile int *)addr = foo;
3176 asm volatile ("eieio" : : );
3177 @end example
3178
3179 @noindent
3180 Assume @code{addr} contains the address of a memory mapped device
3181 register.  The PowerPC @code{eieio} instruction (Enforce In-order
3182 Execution of I/O) tells the cpu to make sure that the store to that
3183 device register happens before it issues any other I/O@.
3184
3185 Note that even a volatile @code{asm} instruction can be moved in ways
3186 that appear insignificant to the compiler, such as across jump
3187 instructions.  You can't expect a sequence of volatile @code{asm}
3188 instructions to remain perfectly consecutive.  If you want consecutive
3189 output, use a single @code{asm}.  Also, GCC will perform some
3190 optimizations across a volatile @code{asm} instruction; GCC does not
3191 ``forget everything'' when it encounters a volatile @code{asm}
3192 instruction the way some other compilers do.
3193
3194 An @code{asm} instruction without any operands or clobbers (an ``old
3195 style'' @code{asm}) will be treated identically to a volatile
3196 @code{asm} instruction.
3197
3198 It is a natural idea to look for a way to give access to the condition
3199 code left by the assembler instruction.  However, when we attempted to
3200 implement this, we found no way to make it work reliably.  The problem
3201 is that output operands might need reloading, which would result in
3202 additional following ``store'' instructions.  On most machines, these
3203 instructions would alter the condition code before there was time to
3204 test it.  This problem doesn't arise for ordinary ``test'' and
3205 ``compare'' instructions because they don't have any output operands.
3206
3207 For reasons similar to those described above, it is not possible to give
3208 an assembler instruction access to the condition code left by previous
3209 instructions.
3210
3211 If you are writing a header file that should be includable in ISO C
3212 programs, write @code{__asm__} instead of @code{asm}.  @xref{Alternate
3213 Keywords}.
3214
3215 @subsection i386 floating point asm operands
3216
3217 There are several rules on the usage of stack-like regs in
3218 asm_operands insns.  These rules apply only to the operands that are
3219 stack-like regs:
3220
3221 @enumerate
3222 @item
3223 Given a set of input regs that die in an asm_operands, it is
3224 necessary to know which are implicitly popped by the asm, and
3225 which must be explicitly popped by gcc.
3226
3227 An input reg that is implicitly popped by the asm must be
3228 explicitly clobbered, unless it is constrained to match an
3229 output operand.
3230
3231 @item
3232 For any input reg that is implicitly popped by an asm, it is
3233 necessary to know how to adjust the stack to compensate for the pop.
3234 If any non-popped input is closer to the top of the reg-stack than
3235 the implicitly popped reg, it would not be possible to know what the
3236 stack looked like---it's not clear how the rest of the stack ``slides
3237 up''.
3238
3239 All implicitly popped input regs must be closer to the top of
3240 the reg-stack than any input that is not implicitly popped.
3241
3242 It is possible that if an input dies in an insn, reload might
3243 use the input reg for an output reload.  Consider this example:
3244
3245 @example
3246 asm ("foo" : "=t" (a) : "f" (b));
3247 @end example
3248
3249 This asm says that input B is not popped by the asm, and that
3250 the asm pushes a result onto the reg-stack, i.e., the stack is one
3251 deeper after the asm than it was before.  But, it is possible that
3252 reload will think that it can use the same reg for both the input and
3253 the output, if input B dies in this insn.
3254
3255 If any input operand uses the @code{f} constraint, all output reg
3256 constraints must use the @code{&} earlyclobber.
3257
3258 The asm above would be written as
3259
3260 @example
3261 asm ("foo" : "=&t" (a) : "f" (b));
3262 @end example
3263
3264 @item
3265 Some operands need to be in particular places on the stack.  All
3266 output operands fall in this category---there is no other way to
3267 know which regs the outputs appear in unless the user indicates
3268 this in the constraints.
3269
3270 Output operands must specifically indicate which reg an output
3271 appears in after an asm.  @code{=f} is not allowed: the operand
3272 constraints must select a class with a single reg.
3273
3274 @item
3275 Output operands may not be ``inserted'' between existing stack regs.
3276 Since no 387 opcode uses a read/write operand, all output operands
3277 are dead before the asm_operands, and are pushed by the asm_operands.
3278 It makes no sense to push anywhere but the top of the reg-stack.
3279
3280 Output operands must start at the top of the reg-stack: output
3281 operands may not ``skip'' a reg.
3282
3283 @item
3284 Some asm statements may need extra stack space for internal
3285 calculations.  This can be guaranteed by clobbering stack registers
3286 unrelated to the inputs and outputs.
3287
3288 @end enumerate
3289
3290 Here are a couple of reasonable asms to want to write.  This asm
3291 takes one input, which is internally popped, and produces two outputs.
3292
3293 @example
3294 asm ("fsincos" : "=t" (cos), "=u" (sin) : "0" (inp));
3295 @end example
3296
3297 This asm takes two inputs, which are popped by the @code{fyl2xp1} opcode,
3298 and replaces them with one output.  The user must code the @code{st(1)}
3299 clobber for reg-stack.c to know that @code{fyl2xp1} pops both inputs.
3300
3301 @example
3302 asm ("fyl2xp1" : "=t" (result) : "0" (x), "u" (y) : "st(1)");
3303 @end example
3304
3305 @ifclear INTERNALS
3306 @c Show the details on constraints if they do not appear elsewhere in
3307 @c the manual
3308 @include md.texi
3309 @end ifclear
3310
3311 @node Asm Labels
3312 @section Controlling Names Used in Assembler Code
3313 @cindex assembler names for identifiers
3314 @cindex names used in assembler code
3315 @cindex identifiers, names in assembler code
3316
3317 You can specify the name to be used in the assembler code for a C
3318 function or variable by writing the @code{asm} (or @code{__asm__})
3319 keyword after the declarator as follows:
3320
3321 @example
3322 int foo asm ("myfoo") = 2;
3323 @end example
3324
3325 @noindent
3326 This specifies that the name to be used for the variable @code{foo} in
3327 the assembler code should be @samp{myfoo} rather than the usual
3328 @samp{_foo}.
3329
3330 On systems where an underscore is normally prepended to the name of a C
3331 function or variable, this feature allows you to define names for the
3332 linker that do not start with an underscore.
3333
3334 It does not make sense to use this feature with a non-static local
3335 variable since such variables do not have assembler names.  If you are
3336 trying to put the variable in a particular register, see @ref{Explicit
3337 Reg Vars}.  GCC presently accepts such code with a warning, but will
3338 probably be changed to issue an error, rather than a warning, in the
3339 future.
3340
3341 You cannot use @code{asm} in this way in a function @emph{definition}; but
3342 you can get the same effect by writing a declaration for the function
3343 before its definition and putting @code{asm} there, like this:
3344
3345 @example
3346 extern func () asm ("FUNC");
3347
3348 func (x, y)
3349      int x, y;
3350 @dots{}
3351 @end example
3352
3353 It is up to you to make sure that the assembler names you choose do not
3354 conflict with any other assembler symbols.  Also, you must not use a
3355 register name; that would produce completely invalid assembler code.  GCC
3356 does not as yet have the ability to store static variables in registers.
3357 Perhaps that will be added.
3358
3359 @node Explicit Reg Vars
3360 @section Variables in Specified Registers
3361 @cindex explicit register variables
3362 @cindex variables in specified registers
3363 @cindex specified registers
3364 @cindex registers, global allocation
3365
3366 GNU C allows you to put a few global variables into specified hardware
3367 registers.  You can also specify the register in which an ordinary
3368 register variable should be allocated.
3369
3370 @itemize @bullet
3371 @item
3372 Global register variables reserve registers throughout the program.
3373 This may be useful in programs such as programming language
3374 interpreters which have a couple of global variables that are accessed
3375 very often.
3376
3377 @item
3378 Local register variables in specific registers do not reserve the
3379 registers.  The compiler's data flow analysis is capable of determining
3380 where the specified registers contain live values, and where they are
3381 available for other uses.  Stores into local register variables may be deleted
3382 when they appear to be dead according to dataflow analysis.  References
3383 to local register variables may be deleted or moved or simplified.
3384
3385 These local variables are sometimes convenient for use with the extended
3386 @code{asm} feature (@pxref{Extended Asm}), if you want to write one
3387 output of the assembler instruction directly into a particular register.
3388 (This will work provided the register you specify fits the constraints
3389 specified for that operand in the @code{asm}.)
3390 @end itemize
3391
3392 @menu
3393 * Global Reg Vars::
3394 * Local Reg Vars::
3395 @end menu
3396
3397 @node Global Reg Vars
3398 @subsection Defining Global Register Variables
3399 @cindex global register variables
3400 @cindex registers, global variables in
3401
3402 You can define a global register variable in GNU C like this:
3403
3404 @example
3405 register int *foo asm ("a5");
3406 @end example
3407
3408 @noindent
3409 Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Choose a
3410 register which is normally saved and restored by function calls on your
3411 machine, so that library routines will not clobber it.
3412
3413 Naturally the register name is cpu-dependent, so you would need to
3414 conditionalize your program according to cpu type.  The register
3415 @code{a5} would be a good choice on a 68000 for a variable of pointer
3416 type.  On machines with register windows, be sure to choose a ``global''
3417 register that is not affected magically by the function call mechanism.
3418
3419 In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
3420 name the registers; then you would need additional conditionals.  For
3421 example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
3422
3423 Eventually there may be a way of asking the compiler to choose a register
3424 automatically, but first we need to figure out how it should choose and
3425 how to enable you to guide the choice.  No solution is evident.
3426
3427 Defining a global register variable in a certain register reserves that
3428 register entirely for this use, at least within the current compilation.
3429 The register will not be allocated for any other purpose in the functions
3430 in the current compilation.  The register will not be saved and restored by
3431 these functions.  Stores into this register are never deleted even if they
3432 would appear to be dead, but references may be deleted or moved or
3433 simplified.
3434
3435 It is not safe to access the global register variables from signal
3436 handlers, or from more than one thread of control, because the system
3437 library routines may temporarily use the register for other things (unless
3438 you recompile them specially for the task at hand).
3439
3440 @cindex @code{qsort}, and global register variables
3441 It is not safe for one function that uses a global register variable to
3442 call another such function @code{foo} by way of a third function
3443 @code{lose} that was compiled without knowledge of this variable (i.e.@: in a
3444 different source file in which the variable wasn't declared).  This is
3445 because @code{lose} might save the register and put some other value there.
3446 For example, you can't expect a global register variable to be available in
3447 the comparison-function that you pass to @code{qsort}, since @code{qsort}
3448 might have put something else in that register.  (If you are prepared to
3449 recompile @code{qsort} with the same global register variable, you can
3450 solve this problem.)
3451
3452 If you want to recompile @code{qsort} or other source files which do not
3453 actually use your global register variable, so that they will not use that
3454 register for any other purpose, then it suffices to specify the compiler
3455 option @option{-ffixed-@var{reg}}.  You need not actually add a global
3456 register declaration to their source code.
3457
3458 A function which can alter the value of a global register variable cannot
3459 safely be called from a function compiled without this variable, because it
3460 could clobber the value the caller expects to find there on return.
3461 Therefore, the function which is the entry point into the part of the
3462 program that uses the global register variable must explicitly save and
3463 restore the value which belongs to its caller.
3464
3465 @cindex register variable after @code{longjmp}
3466 @cindex global register after @code{longjmp}
3467 @cindex value after @code{longjmp}
3468 @findex longjmp
3469 @findex setjmp
3470 On most machines, @code{longjmp} will restore to each global register
3471 variable the value it had at the time of the @code{setjmp}.  On some
3472 machines, however, @code{longjmp} will not change the value of global
3473 register variables.  To be portable, the function that called @code{setjmp}
3474 should make other arrangements to save the values of the global register
3475 variables, and to restore them in a @code{longjmp}.  This way, the same
3476 thing will happen regardless of what @code{longjmp} does.
3477
3478 All global register variable declarations must precede all function
3479 definitions.  If such a declaration could appear after function
3480 definitions, the declaration would be too late to prevent the register from
3481 being used for other purposes in the preceding functions.
3482
3483 Global register variables may not have initial values, because an
3484 executable file has no means to supply initial contents for a register.
3485
3486 On the Sparc, there are reports that g3 @dots{} g7 are suitable
3487 registers, but certain library functions, such as @code{getwd}, as well
3488 as the subroutines for division and remainder, modify g3 and g4.  g1 and
3489 g2 are local temporaries.
3490
3491 On the 68000, a2 @dots{} a5 should be suitable, as should d2 @dots{} d7.
3492 Of course, it will not do to use more than a few of those.
3493
3494 @node Local Reg Vars
3495 @subsection Specifying Registers for Local Variables
3496 @cindex local variables, specifying registers
3497 @cindex specifying registers for local variables
3498 @cindex registers for local variables
3499
3500 You can define a local register variable with a specified register
3501 like this:
3502
3503 @example
3504 register int *foo asm ("a5");
3505 @end example
3506
3507 @noindent
3508 Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Note
3509 that this is the same syntax used for defining global register
3510 variables, but for a local variable it would appear within a function.
3511
3512 Naturally the register name is cpu-dependent, but this is not a
3513 problem, since specific registers are most often useful with explicit
3514 assembler instructions (@pxref{Extended Asm}).  Both of these things
3515 generally require that you conditionalize your program according to
3516 cpu type.
3517
3518 In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
3519 name the registers; then you would need additional conditionals.  For
3520 example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
3521
3522 Defining such a register variable does not reserve the register; it
3523 remains available for other uses in places where flow control determines
3524 the variable's value is not live.  However, these registers are made
3525 unavailable for use in the reload pass; excessive use of this feature
3526 leaves the compiler too few available registers to compile certain
3527 functions.
3528
3529 This option does not guarantee that GCC will generate code that has
3530 this variable in the register you specify at all times.  You may not
3531 code an explicit reference to this register in an @code{asm} statement
3532 and assume it will always refer to this variable.
3533
3534 Stores into local register variables may be deleted when they appear to be dead
3535 according to dataflow analysis.  References to local register variables may
3536 be deleted or moved or simplified.
3537
3538 @node Alternate Keywords
3539 @section Alternate Keywords
3540 @cindex alternate keywords
3541 @cindex keywords, alternate
3542
3543 The option @option{-traditional} disables certain keywords;
3544 @option{-ansi} and the various @option{-std} options disable certain
3545 others.  This causes trouble when you want to use GNU C extensions, or
3546 ISO C features, in a general-purpose header file that should be usable
3547 by all programs, including ISO C programs and traditional ones.  The
3548 keywords @code{asm}, @code{typeof} and @code{inline} cannot be used
3549 since they won't work in a program compiled with @option{-ansi}
3550 (although @code{inline} can be used in a program compiled with
3551 @option{-std=c99}), while the keywords @code{const}, @code{volatile},
3552 @code{signed}, @code{typeof} and @code{inline} won't work in a program
3553 compiled with @option{-traditional}.  The ISO C99 keyword
3554 @code{restrict} is only available when @option{-std=gnu99} (which will
3555 eventually be the default) or @option{-std=c99} (or the equivalent
3556 @option{-std=iso9899:1999}) is used.
3557
3558 The way to solve these problems is to put @samp{__} at the beginning and
3559 end of each problematical keyword.  For example, use @code{__asm__}
3560 instead of @code{asm}, @code{__const__} instead of @code{const}, and
3561 @code{__inline__} instead of @code{inline}.
3562
3563 Other C compilers won't accept these alternative keywords; if you want to
3564 compile with another compiler, you can define the alternate keywords as
3565 macros to replace them with the customary keywords.  It looks like this:
3566
3567 @example
3568 #ifndef __GNUC__
3569 #define __asm__ asm
3570 #endif
3571 @end example
3572
3573 @findex __extension__
3574 @opindex pedantic
3575 @option{-pedantic} and other options cause warnings for many GNU C extensions.
3576 You can
3577 prevent such warnings within one expression by writing
3578 @code{__extension__} before the expression.  @code{__extension__} has no
3579 effect aside from this.
3580
3581 @node Incomplete Enums
3582 @section Incomplete @code{enum} Types
3583
3584 You can define an @code{enum} tag without specifying its possible values.
3585 This results in an incomplete type, much like what you get if you write
3586 @code{struct foo} without describing the elements.  A later declaration
3587 which does specify the possible values completes the type.
3588
3589 You can't allocate variables or storage using the type while it is
3590 incomplete.  However, you can work with pointers to that type.
3591
3592 This extension may not be very useful, but it makes the handling of
3593 @code{enum} more consistent with the way @code{struct} and @code{union}
3594 are handled.
3595
3596 This extension is not supported by GNU C++.
3597
3598 @node Function Names
3599 @section Function Names as Strings
3600 @cindex @code{__FUNCTION__} identifier
3601 @cindex @code{__PRETTY_FUNCTION__} identifier
3602 @cindex @code{__func__} identifier
3603
3604 GCC predefines two magic identifiers to hold the name of the current
3605 function.  The identifier @code{__FUNCTION__} holds the name of the function
3606 as it appears in the source.  The identifier @code{__PRETTY_FUNCTION__}
3607 holds the name of the function pretty printed in a language specific
3608 fashion.
3609
3610 These names are always the same in a C function, but in a C++ function
3611 they may be different.  For example, this program:
3612
3613 @smallexample
3614 extern "C" @{
3615 extern int printf (char *, ...);
3616 @}
3617
3618 class a @{
3619  public:
3620   sub (int i)
3621     @{
3622       printf ("__FUNCTION__ = %s\n", __FUNCTION__);
3623       printf ("__PRETTY_FUNCTION__ = %s\n", __PRETTY_FUNCTION__);
3624     @}
3625 @};
3626
3627 int
3628 main (void)
3629 @{
3630   a ax;
3631   ax.sub (0);
3632   return 0;
3633 @}
3634 @end smallexample
3635
3636 @noindent
3637 gives this output:
3638
3639 @smallexample
3640 __FUNCTION__ = sub
3641 __PRETTY_FUNCTION__ = int  a::sub (int)
3642 @end smallexample
3643
3644 The compiler automagically replaces the identifiers with a string
3645 literal containing the appropriate name.  Thus, they are neither
3646 preprocessor macros, like @code{__FILE__} and @code{__LINE__}, nor
3647 variables.  This means that they catenate with other string literals, and
3648 that they can be used to initialize char arrays.  For example
3649
3650 @smallexample
3651 char here[] = "Function " __FUNCTION__ " in " __FILE__;
3652 @end smallexample
3653
3654 On the other hand, @samp{#ifdef __FUNCTION__} does not have any special
3655 meaning inside a function, since the preprocessor does not do anything
3656 special with the identifier @code{__FUNCTION__}.
3657
3658 GCC also supports the magic word @code{__func__}, defined by the
3659 ISO standard C99:
3660
3661 @display
3662 The identifier @code{__func__} is implicitly declared by the translator
3663 as if, immediately following the opening brace of each function
3664 definition, the declaration
3665
3666 @smallexample
3667 static const char __func__[] = "function-name";
3668 @end smallexample
3669
3670 appeared, where function-name is the name of the lexically-enclosing
3671 function.  This name is the unadorned name of the function.
3672 @end display
3673
3674 By this definition, @code{__func__} is a variable, not a string literal.
3675 In particular, @code{__func__} does not catenate with other string
3676 literals.
3677
3678 In @code{C++}, @code{__FUNCTION__} and @code{__PRETTY_FUNCTION__} are
3679 variables, declared in the same way as @code{__func__}.
3680
3681 @node Return Address
3682 @section Getting the Return or Frame Address of a Function
3683
3684 These functions may be used to get information about the callers of a
3685 function.
3686
3687 @deftypefn {Built-in Function} {void *} __builtin_return_address (unsigned int @var{level})
3688 This function returns the return address of the current function, or of
3689 one of its callers.  The @var{level} argument is number of frames to
3690 scan up the call stack.  A value of @code{0} yields the return address
3691 of the current function, a value of @code{1} yields the return address
3692 of the caller of the current function, and so forth.
3693
3694 The @var{level} argument must be a constant integer.
3695
3696 On some machines it may be impossible to determine the return address of
3697 any function other than the current one; in such cases, or when the top
3698 of the stack has been reached, this function will return @code{0}.
3699
3700 This function should only be used with a non-zero argument for debugging
3701 purposes.
3702 @end deftypefn
3703
3704 @deftypefn {Built-in Function} {void *} __builtin_frame_address (unsigned int @var{level})
3705 This function is similar to @code{__builtin_return_address}, but it
3706 returns the address of the function frame rather than the return address
3707 of the function.  Calling @code{__builtin_frame_address} with a value of
3708 @code{0} yields the frame address of the current function, a value of
3709 @code{1} yields the frame address of the caller of the current function,
3710 and so forth.
3711
3712 The frame is the area on the stack which holds local variables and saved
3713 registers.  The frame address is normally the address of the first word
3714 pushed on to the stack by the function.  However, the exact definition
3715 depends upon the processor and the calling convention.  If the processor
3716 has a dedicated frame pointer register, and the function has a frame,
3717 then @code{__builtin_frame_address} will return the value of the frame
3718 pointer register.
3719
3720 The caveats that apply to @code{__builtin_return_address} apply to this
3721 function as well.
3722 @end deftypefn
3723
3724 @node Other Builtins
3725 @section Other built-in functions provided by GCC
3726 @cindex built-in functions
3727 @findex __builtin_isgreater
3728 @findex __builtin_isgreaterequal
3729 @findex __builtin_isless
3730 @findex __builtin_islessequal
3731 @findex __builtin_islessgreater
3732 @findex __builtin_isunordered
3733 @findex abort
3734 @findex abs
3735 @findex alloca
3736 @findex bcmp
3737 @findex bzero
3738 @findex cimag
3739 @findex cimagf
3740 @findex cimagl
3741 @findex conj
3742 @findex conjf
3743 @findex conjl
3744 @findex cos
3745 @findex cosf
3746 @findex cosl
3747 @findex creal
3748 @findex crealf
3749 @findex creall
3750 @findex exit
3751 @findex _exit
3752 @findex _Exit
3753 @findex fabs
3754 @findex fabsf
3755 @findex fabsl
3756 @findex ffs
3757 @findex fprintf
3758 @findex fputs
3759 @findex imaxabs
3760 @findex index
3761 @findex labs
3762 @findex llabs
3763 @findex memcmp
3764 @findex memcpy
3765 @findex memset
3766 @findex printf
3767 @findex rindex
3768 @findex sin
3769 @findex sinf
3770 @findex sinl
3771 @findex sqrt
3772 @findex sqrtf
3773 @findex sqrtl
3774 @findex strcat
3775 @findex strchr
3776 @findex strcmp
3777 @findex strcpy
3778 @findex strcspn
3779 @findex strlen
3780 @findex strncat
3781 @findex strncmp
3782 @findex strncpy
3783 @findex strpbrk
3784 @findex strrchr
3785 @findex strspn
3786 @findex strstr
3787
3788 GCC provides a large number of built-in functions other than the ones
3789 mentioned above.  Some of these are for internal use in the processing
3790 of exceptions or variable-length argument lists and will not be
3791 documented here because they may change from time to time; we do not
3792 recommend general use of these functions.
3793
3794 The remaining functions are provided for optimization purposes.
3795
3796 @opindex fno-builtin
3797 GCC includes built-in versions of many of the functions in the
3798 standard C library.  The versions prefixed with @code{__builtin_} will
3799 always be treated as having the same meaning as the C library function
3800 even if you specify the @option{-fno-builtin} (@pxref{C Dialect Options})
3801 option.  Many of these functions are only optimized in certain cases; if
3802 not optimized in a particular case, a call to the library function will
3803 be emitted.
3804
3805 @opindex ansi
3806 @opindex std
3807 The functions @code{abort}, @code{exit}, @code{_Exit} and @code{_exit}
3808 are recognized and presumed not to return, but otherwise are not built
3809 in.  @code{_exit} is not recognized in strict ISO C mode (@option{-ansi},
3810 @option{-std=c89} or @option{-std=c99}).  @code{_Exit} is not recognized in
3811 strict C89 mode (@option{-ansi} or @option{-std=c89}).
3812
3813 Outside strict ISO C mode, the functions @code{alloca}, @code{bcmp},
3814 @code{bzero}, @code{index}, @code{rindex} and @code{ffs} may be handled
3815 as built-in functions.  Corresponding versions @code{__builtin_alloca},
3816 @code{__builtin_bcmp}, @code{__builtin_bzero}, @code{__builtin_index},
3817 @code{__builtin_rindex} and @code{__builtin_ffs} are also recognized in
3818 strict ISO C mode.
3819
3820 The ISO C99 functions @code{conj}, @code{conjf}, @code{conjl},
3821 @code{creal}, @code{crealf}, @code{creall}, @code{cimag}, @code{cimagf},
3822 @code{cimagl}, @code{llabs} and @code{imaxabs} are handled as built-in functions
3823 except in strict ISO C89 mode.  There are also built-in versions of the ISO C99
3824 functions @code{cosf}, @code{cosl}, @code{fabsf}, @code{fabsl},
3825 @code{sinf}, @code{sinl}, @code{sqrtf}, and @code{sqrtl}, that are
3826 recognized in any mode since ISO C89 reserves these names for the
3827 purpose to which ISO C99 puts them.  All these functions have
3828 corresponding versions prefixed with @code{__builtin_}.
3829
3830 The following ISO C89 functions are recognized as built-in functions unless
3831 @option{-fno-builtin} is specified: @code{abs}, @code{cos}, @code{fabs},
3832 @code{fprintf}, @code{fputs}, @code{labs}, @code{memcmp}, @code{memcpy},
3833 @code{memset}, @code{printf}, @code{sin}, @code{sqrt}, @code{strcat},
3834 @code{strchr}, @code{strcmp}, @code{strcpy}, @code{strcspn},
3835 @code{strlen}, @code{strncat}, @code{strncmp}, @code{strncpy},
3836 @code{strpbrk}, @code{strrchr}, @code{strspn}, and @code{strstr}.  All
3837 of these functions have corresponding versions prefixed with
3838 @code{__builtin_}, except that the version for @code{sqrt} is called
3839 @code{__builtin_fsqrt}.
3840
3841 GCC provides built-in versions of the ISO C99 floating point
3842 comparison macros (that avoid raising exceptions for unordered
3843 operands): @code{__builtin_isgreater}, @code{__builtin_isgreaterequal},
3844 @code{__builtin_isless}, @code{__builtin_islessequal},
3845 @code{__builtin_islessgreater}, and @code{__builtin_isunordered}.
3846
3847
3848 @deftypefn {Built-in Function} int __builtin_constant_p (@var{exp})
3849 You can use the built-in function @code{__builtin_constant_p} to
3850 determine if a value is known to be constant at compile-time and hence
3851 that GCC can perform constant-folding on expressions involving that
3852 value.  The argument of the function is the value to test.  The function
3853 returns the integer 1 if the argument is known to be a compile-time
3854 constant and 0 if it is not known to be a compile-time constant.  A
3855 return of 0 does not indicate that the value is @emph{not} a constant,
3856 but merely that GCC cannot prove it is a constant with the specified
3857 value of the @option{-O} option.
3858
3859 You would typically use this function in an embedded application where
3860 memory was a critical resource.  If you have some complex calculation,
3861 you may want it to be folded if it involves constants, but need to call
3862 a function if it does not.  For example:
3863
3864 @smallexample
3865 #define Scale_Value(X)      \
3866   (__builtin_constant_p (X) \
3867   ? ((X) * SCALE + OFFSET) : Scale (X))
3868 @end smallexample
3869
3870 You may use this built-in function in either a macro or an inline
3871 function.  However, if you use it in an inlined function and pass an
3872 argument of the function as the argument to the built-in, GCC will
3873 never return 1 when you call the inline function with a string constant
3874 or compound literal (@pxref{Compound Literals}) and will not return 1
3875 when you pass a constant numeric value to the inline function unless you
3876 specify the @option{-O} option.
3877 @end deftypefn
3878
3879 @deftypefn {Built-in Function} long __builtin_expect (long @var{exp}, long @var{c})
3880 @opindex fprofile-arcs
3881 You may use @code{__builtin_expect} to provide the compiler with
3882 branch prediction information.  In general, you should prefer to
3883 use actual profile feedback for this (@option{-fprofile-arcs}), as
3884 programmers are notoriously bad at predicting how their programs
3885 actually perform.  However, there are applications in which this
3886 data is hard to collect.
3887
3888 The return value is the value of @var{exp}, which should be an
3889 integral expression.  The value of @var{c} must be a compile-time
3890 constant.  The semantics of the built-in are that it is expected
3891 that @var{exp} == @var{c}.  For example:
3892
3893 @smallexample
3894 if (__builtin_expect (x, 0))
3895   foo ();
3896 @end smallexample
3897
3898 @noindent
3899 would indicate that we do not expect to call @code{foo}, since
3900 we expect @code{x} to be zero.  Since you are limited to integral
3901 expressions for @var{exp}, you should use constructions such as
3902
3903 @smallexample
3904 if (__builtin_expect (ptr != NULL, 1))
3905   error ();
3906 @end smallexample
3907
3908 @noindent
3909 when testing pointer or floating-point values.
3910 @end deftypefn
3911
3912 @node C++ Extensions
3913 @chapter Extensions to the C++ Language
3914 @cindex extensions, C++ language
3915 @cindex C++ language extensions
3916
3917 The GNU compiler provides these extensions to the C++ language (and you
3918 can also use most of the C language extensions in your C++ programs).  If you
3919 want to write code that checks whether these features are available, you can
3920 test for the GNU compiler the same way as for C programs: check for a
3921 predefined macro @code{__GNUC__}.  You can also use @code{__GNUG__} to
3922 test specifically for GNU C++ (@pxref{Standard Predefined,,Standard
3923 Predefined Macros,cpp.info,The C Preprocessor}).
3924
3925 @menu
3926 * Min and Max::         C++ Minimum and maximum operators.
3927 * Volatiles::           What constitutes an access to a volatile object.
3928 * Restricted Pointers:: C99 restricted pointers and references.
3929 * Vague Linkage::       Where G++ puts inlines, vtables and such.
3930 * C++ Interface::       You can use a single C++ header file for both
3931                         declarations and definitions.
3932 * Template Instantiation:: Methods for ensuring that exactly one copy of
3933                         each needed template instantiation is emitted.
3934 * Bound member functions:: You can extract a function pointer to the
3935                         method denoted by a @samp{->*} or @samp{.*} expression.
3936 * C++ Attributes::      Variable, function, and type attributes for C++ only.
3937 * Java Exceptions::     Tweaking exception handling to work with Java.
3938 * Deprecated Features:: Things might disappear from g++.
3939 * Backwards Compatibility:: Compatibilities with earlier definitions of C++.
3940 @end menu
3941
3942 @node Min and Max
3943 @section Minimum and Maximum Operators in C++
3944
3945 It is very convenient to have operators which return the ``minimum'' or the
3946 ``maximum'' of two arguments.  In GNU C++ (but not in GNU C),
3947
3948 @table @code
3949 @item @var{a} <? @var{b}
3950 @findex <?
3951 @cindex minimum operator
3952 is the @dfn{minimum}, returning the smaller of the numeric values
3953 @var{a} and @var{b};
3954
3955 @item @var{a} >? @var{b}
3956 @findex >?
3957 @cindex maximum operator
3958 is the @dfn{maximum}, returning the larger of the numeric values @var{a}
3959 and @var{b}.
3960 @end table
3961
3962 These operations are not primitive in ordinary C++, since you can
3963 use a macro to return the minimum of two things in C++, as in the
3964 following example.
3965
3966 @example
3967 #define MIN(X,Y) ((X) < (Y) ? : (X) : (Y))
3968 @end example
3969
3970 @noindent
3971 You might then use @w{@samp{int min = MIN (i, j);}} to set @var{min} to
3972 the minimum value of variables @var{i} and @var{j}.
3973
3974 However, side effects in @code{X} or @code{Y} may cause unintended
3975 behavior.  For example, @code{MIN (i++, j++)} will fail, incrementing
3976 the smaller counter twice.  A GNU C extension allows you to write safe
3977 macros that avoid this kind of problem (@pxref{Naming Types,,Naming an
3978 Expression's Type}).  However, writing @code{MIN} and @code{MAX} as
3979 macros also forces you to use function-call notation for a
3980 fundamental arithmetic operation.  Using GNU C++ extensions, you can
3981 write @w{@samp{int min = i <? j;}} instead.
3982
3983 Since @code{<?} and @code{>?} are built into the compiler, they properly
3984 handle expressions with side-effects;  @w{@samp{int min = i++ <? j++;}}
3985 works correctly.
3986
3987 @node Volatiles
3988 @section When is a Volatile Object Accessed?
3989 @cindex accessing volatiles
3990 @cindex volatile read
3991 @cindex volatile write
3992 @cindex volatile access
3993
3994 Both the C and C++ standard have the concept of volatile objects.  These
3995 are normally accessed by pointers and used for accessing hardware.  The
3996 standards encourage compilers to refrain from optimizations
3997 concerning accesses to volatile objects that it might perform on
3998 non-volatile objects.  The C standard leaves it implementation defined
3999 as to what constitutes a volatile access.  The C++ standard omits to
4000 specify this, except to say that C++ should behave in a similar manner
4001 to C with respect to volatiles, where possible.  The minimum either
4002 standard specifies is that at a sequence point all previous accesses to
4003 volatile objects have stabilized and no subsequent accesses have
4004 occurred.  Thus an implementation is free to reorder and combine
4005 volatile accesses which occur between sequence points, but cannot do so
4006 for accesses across a sequence point.  The use of volatiles does not
4007 allow you to violate the restriction on updating objects multiple times
4008 within a sequence point.
4009
4010 In most expressions, it is intuitively obvious what is a read and what is
4011 a write.  For instance
4012
4013 @example
4014 volatile int *dst = @var{somevalue};
4015 volatile int *src = @var{someothervalue};
4016 *dst = *src;
4017 @end example
4018
4019 @noindent
4020 will cause a read of the volatile object pointed to by @var{src} and stores the
4021 value into the volatile object pointed to by @var{dst}.  There is no
4022 guarantee that these reads and writes are atomic, especially for objects
4023 larger than @code{int}.
4024
4025 Less obvious expressions are where something which looks like an access
4026 is used in a void context.  An example would be,
4027
4028 @example
4029 volatile int *src = @var{somevalue};
4030 *src;
4031 @end example
4032
4033 With C, such expressions are rvalues, and as rvalues cause a read of
4034 the object, GCC interprets this as a read of the volatile being pointed
4035 to.  The C++ standard specifies that such expressions do not undergo
4036 lvalue to rvalue conversion, and that the type of the dereferenced
4037 object may be incomplete.  The C++ standard does not specify explicitly
4038 that it is this lvalue to rvalue conversion which is responsible for
4039 causing an access.  However, there is reason to believe that it is,
4040 because otherwise certain simple expressions become undefined.  However,
4041 because it would surprise most programmers, G++ treats dereferencing a
4042 pointer to volatile object of complete type in a void context as a read
4043 of the object.  When the object has incomplete type, G++ issues a
4044 warning.
4045
4046 @example
4047 struct S;
4048 struct T @{int m;@};
4049 volatile S *ptr1 = @var{somevalue};
4050 volatile T *ptr2 = @var{somevalue};
4051 *ptr1;
4052 *ptr2;
4053 @end example
4054
4055 In this example, a warning is issued for @code{*ptr1}, and @code{*ptr2}
4056 causes a read of the object pointed to.  If you wish to force an error on
4057 the first case, you must force a conversion to rvalue with, for instance
4058 a static cast, @code{static_cast<S>(*ptr1)}.
4059
4060 When using a reference to volatile, G++ does not treat equivalent
4061 expressions as accesses to volatiles, but instead issues a warning that
4062 no volatile is accessed.  The rationale for this is that otherwise it
4063 becomes difficult to determine where volatile access occur, and not
4064 possible to ignore the return value from functions returning volatile
4065 references.  Again, if you wish to force a read, cast the reference to
4066 an rvalue.
4067
4068 @node Restricted Pointers
4069 @section Restricting Pointer Aliasing
4070 @cindex restricted pointers
4071 @cindex restricted references
4072 @cindex restricted this pointer
4073
4074 As with gcc, g++ understands the C99 feature of restricted pointers,
4075 specified with the @code{__restrict__}, or @code{__restrict} type
4076 qualifier.  Because you cannot compile C++ by specifying the @option{-std=c99}
4077 language flag, @code{restrict} is not a keyword in C++.
4078
4079 In addition to allowing restricted pointers, you can specify restricted
4080 references, which indicate that the reference is not aliased in the local
4081 context.
4082
4083 @example
4084 void fn (int *__restrict__ rptr, int &__restrict__ rref)
4085 @{
4086   @dots{}
4087 @}
4088 @end example
4089
4090 @noindent
4091 In the body of @code{fn}, @var{rptr} points to an unaliased integer and
4092 @var{rref} refers to a (different) unaliased integer.
4093
4094 You may also specify whether a member function's @var{this} pointer is
4095 unaliased by using @code{__restrict__} as a member function qualifier.
4096
4097 @example
4098 void T::fn () __restrict__
4099 @{
4100   @dots{}
4101 @}
4102 @end example
4103
4104 @noindent
4105 Within the body of @code{T::fn}, @var{this} will have the effective
4106 definition @code{T *__restrict__ const this}.  Notice that the
4107 interpretation of a @code{__restrict__} member function qualifier is
4108 different to that of @code{const} or @code{volatile} qualifier, in that it
4109 is applied to the pointer rather than the object.  This is consistent with
4110 other compilers which implement restricted pointers.
4111
4112 As with all outermost parameter qualifiers, @code{__restrict__} is
4113 ignored in function definition matching.  This means you only need to
4114 specify @code{__restrict__} in a function definition, rather than
4115 in a function prototype as well.
4116
4117 @node Vague Linkage
4118 @section Vague Linkage
4119 @cindex vague linkage
4120
4121 There are several constructs in C++ which require space in the object
4122 file but are not clearly tied to a single translation unit.  We say that
4123 these constructs have ``vague linkage''.  Typically such constructs are
4124 emitted wherever they are needed, though sometimes we can be more
4125 clever.
4126
4127 @table @asis
4128 @item Inline Functions
4129 Inline functions are typically defined in a header file which can be
4130 included in many different compilations.  Hopefully they can usually be
4131 inlined, but sometimes an out-of-line copy is necessary, if the address
4132 of the function is taken or if inlining fails.  In general, we emit an
4133 out-of-line copy in all translation units where one is needed.  As an
4134 exception, we only emit inline virtual functions with the vtable, since
4135 it will always require a copy.
4136
4137 Local static variables and string constants used in an inline function
4138 are also considered to have vague linkage, since they must be shared
4139 between all inlined and out-of-line instances of the function.
4140
4141 @item VTables
4142 @cindex vtable
4143 C++ virtual functions are implemented in most compilers using a lookup
4144 table, known as a vtable.  The vtable contains pointers to the virtual
4145 functions provided by a class, and each object of the class contains a
4146 pointer to its vtable (or vtables, in some multiple-inheritance
4147 situations).  If the class declares any non-inline, non-pure virtual
4148 functions, the first one is chosen as the ``key method'' for the class,
4149 and the vtable is only emitted in the translation unit where the key
4150 method is defined.
4151
4152 @emph{Note:} If the chosen key method is later defined as inline, the
4153 vtable will still be emitted in every translation unit which defines it.
4154 Make sure that any inline virtuals are declared inline in the class
4155 body, even if they are not defined there.
4156
4157 @item type_info objects
4158 @cindex type_info
4159 @cindex RTTI
4160 C++ requires information about types to be written out in order to
4161 implement @samp{dynamic_cast}, @samp{typeid} and exception handling.
4162 For polymorphic classes (classes with virtual functions), the type_info
4163 object is written out along with the vtable so that @samp{dynamic_cast}
4164 can determine the dynamic type of a class object at runtime.  For all
4165 other types, we write out the type_info object when it is used: when
4166 applying @samp{typeid} to an expression, throwing an object, or
4167 referring to a type in a catch clause or exception specification.
4168
4169 @item Template Instantiations
4170 Most everything in this section also applies to template instantiations,
4171 but there are other options as well.
4172 @xref{Template Instantiation,,Where's the Template?}.
4173
4174 @end table
4175
4176 When used with GNU ld version 2.8 or later on an ELF system such as
4177 Linux/GNU or Solaris 2, or on Microsoft Windows, duplicate copies of
4178 these constructs will be discarded at link time.  This is known as
4179 COMDAT support.
4180
4181 On targets that don't support COMDAT, but do support weak symbols, GCC
4182 will use them.  This way one copy will override all the others, but
4183 the unused copies will still take up space in the executable.
4184
4185 For targets which do not support either COMDAT or weak symbols,
4186 most entities with vague linkage will be emitted as local symbols to
4187 avoid duplicate definition errors from the linker.  This will not happen
4188 for local statics in inlines, however, as having multiple copies will
4189 almost certainly break things.
4190
4191 @xref{C++ Interface,,Declarations and Definitions in One Header}, for
4192 another way to control placement of these constructs.
4193
4194 @node C++ Interface
4195 @section Declarations and Definitions in One Header
4196
4197 @cindex interface and implementation headers, C++
4198 @cindex C++ interface and implementation headers
4199 C++ object definitio