OSDN Git Service

* config/sparc/sparc.md (movdi_insn_sp64_novis): New pattern.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / extend.texi
1 @c Copyright (C) 1988,89,92,93,94,96,98, 99 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 GNU C provides several language features not found in ANSI standard C.
11 (The @samp{-pedantic} option directs GNU CC to print a warning message if
12 any of these features is used.)  To test for the availability of these
13 features in conditional compilation, check for a predefined macro
14 @code{__GNUC__}, which is always defined under GNU CC.
15
16 These extensions are available in C and Objective C.  Most of them are
17 also available in C++.  @xref{C++ Extensions,,Extensions to the
18 C++ Language}, for extensions that apply @emph{only} to C++.
19
20 @c The only difference between the two versions of this menu is that the
21 @c version for clear INTERNALS has an extra node, "Constraints" (which
22 @c appears in a separate chapter in the other version of the manual).
23 @ifset INTERNALS
24 @menu
25 * Statement Exprs::     Putting statements and declarations inside expressions.
26 * Local Labels::        Labels local to a statement-expression.
27 * Labels as Values::    Getting pointers to labels, and computed gotos.
28 * Nested Functions::    As in Algol and Pascal, lexical scoping of functions.
29 * Constructing Calls::  Dispatching a call to another function.
30 * Naming Types::        Giving a name to the type of some expression.
31 * Typeof::              @code{typeof}: referring to the type of an expression.
32 * Lvalues::             Using @samp{?:}, @samp{,} and casts in lvalues.
33 * Conditionals::        Omitting the middle operand of a @samp{?:} expression.
34 * Long Long::           Double-word integers---@code{long long int}.
35 * Complex::             Data types for complex numbers.
36 * Hex Floats::          Hexadecimal floating-point constants.
37 * Zero Length::         Zero-length arrays.
38 * Variable Length::     Arrays whose length is computed at run time.
39 * Macro Varargs::       Macros with variable number of arguments.
40 * Subscripting::        Any array can be subscripted, even if not an lvalue.
41 * Pointer Arith::       Arithmetic on @code{void}-pointers and function pointers.
42 * Initializers::        Non-constant initializers.
43 * Constructors::        Constructor expressions give structures, unions
44                          or arrays as values.
45 * Labeled Elements::    Labeling elements of initializers.
46 * Cast to Union::       Casting to union type from any member of the union.
47 * Case Ranges::         `case 1 ... 9' and such.
48 * Function Attributes:: Declaring that functions have no side effects,
49                          or that they can never return.
50 * Function Prototypes:: Prototype declarations and old-style definitions.
51 * C++ Comments::        C++ comments are recognized.
52 * Dollar Signs::        Dollar sign is allowed in identifiers.
53 * Character Escapes::   @samp{\e} stands for the character @key{ESC}.
54 * Variable Attributes:: Specifying attributes of variables.
55 * Type Attributes::     Specifying attributes of types.
56 * Alignment::           Inquiring about the alignment of a type or variable.
57 * Inline::              Defining inline functions (as fast as macros).
58 * Extended Asm::        Assembler instructions with C expressions as operands.
59                          (With them you can define ``built-in'' functions.)
60 * Asm Labels::          Specifying the assembler name to use for a C symbol.
61 * Explicit Reg Vars::   Defining variables residing in specified registers.
62 * Alternate Keywords::  @code{__const__}, @code{__asm__}, etc., for header files.
63 * Incomplete Enums::    @code{enum foo;}, with details to follow.
64 * Function Names::      Printable strings which are the name of the current
65                          function.
66 * Return Address::      Getting the return or frame address of a function.
67 * Other Builtins::      Other built-in functions.
68 * Deprecated Features:: Things might disappear from g++.
69 @end menu
70 @end ifset
71 @ifclear INTERNALS
72 @menu
73 * Statement Exprs::     Putting statements and declarations inside expressions.
74 * Local Labels::        Labels local to a statement-expression.
75 * Labels as Values::    Getting pointers to labels, and computed gotos.
76 * Nested Functions::    As in Algol and Pascal, lexical scoping of functions.
77 * Constructing Calls::  Dispatching a call to another function.
78 * Naming Types::        Giving a name to the type of some expression.
79 * Typeof::              @code{typeof}: referring to the type of an expression.
80 * Lvalues::             Using @samp{?:}, @samp{,} and casts in lvalues.
81 * Conditionals::        Omitting the middle operand of a @samp{?:} expression.
82 * Long Long::           Double-word integers---@code{long long int}.
83 * Complex::             Data types for complex numbers.
84 * Hex Floats::          Hexadecimal floating-point constants.
85 * Zero Length::         Zero-length arrays.
86 * Variable Length::     Arrays whose length is computed at run time.
87 * Macro Varargs::       Macros with variable number of arguments.
88 * Subscripting::        Any array can be subscripted, even if not an lvalue.
89 * Pointer Arith::       Arithmetic on @code{void}-pointers and function pointers.
90 * Initializers::        Non-constant initializers.
91 * Constructors::        Constructor expressions give structures, unions
92                          or arrays as values.
93 * Labeled Elements::    Labeling elements of initializers.
94 * Cast to Union::       Casting to union type from any member of the union.
95 * Case Ranges::         `case 1 ... 9' and such.
96 * Function Attributes:: Declaring that functions have no side effects,
97                          or that they can never return.
98 * Function Prototypes:: Prototype declarations and old-style definitions.
99 * C++ Comments::        C++ comments are recognized.
100 * Dollar Signs::        Dollar sign is allowed in identifiers.
101 * Character Escapes::   @samp{\e} stands for the character @key{ESC}.
102 * Variable Attributes:: Specifying attributes of variables.
103 * Type Attributes::     Specifying attributes of types.
104 * Alignment::           Inquiring about the alignment of a type or variable.
105 * Inline::              Defining inline functions (as fast as macros).
106 * Extended Asm::        Assembler instructions with C expressions as operands.
107                          (With them you can define ``built-in'' functions.)
108 * Constraints::         Constraints for asm operands
109 * Asm Labels::          Specifying the assembler name to use for a C symbol.
110 * Explicit Reg Vars::   Defining variables residing in specified registers.
111 * Alternate Keywords::  @code{__const__}, @code{__asm__}, etc., for header files.
112 * Incomplete Enums::    @code{enum foo;}, with details to follow.
113 * Function Names::      Printable strings which are the name of the current
114                          function.
115 * Return Address::      Getting the return or frame address of a function.
116 * Deprecated Features:: Things might disappear from g++.
117 * Other Builtins::      Other built-in functions.
118 @end menu
119 @end ifclear
120
121 @node Statement Exprs
122 @section Statements and Declarations in Expressions
123 @cindex statements inside expressions
124 @cindex declarations inside expressions
125 @cindex expressions containing statements
126 @cindex macros, statements in expressions
127
128 @c the above section title wrapped and causes an underfull hbox.. i
129 @c changed it from "within" to "in". --mew 4feb93
130
131 A compound statement enclosed in parentheses may appear as an expression
132 in GNU C.  This allows you to use loops, switches, and local variables
133 within an expression.
134
135 Recall that a compound statement is a sequence of statements surrounded
136 by braces; in this construct, parentheses go around the braces.  For
137 example:
138
139 @example
140 (@{ int y = foo (); int z;
141    if (y > 0) z = y;
142    else z = - y;
143    z; @})
144 @end example
145
146 @noindent
147 is a valid (though slightly more complex than necessary) expression
148 for the absolute value of @code{foo ()}.
149
150 The last thing in the compound statement should be an expression
151 followed by a semicolon; the value of this subexpression serves as the
152 value of the entire construct.  (If you use some other kind of statement
153 last within the braces, the construct has type @code{void}, and thus
154 effectively no value.)
155
156 This feature is especially useful in making macro definitions ``safe'' (so
157 that they evaluate each operand exactly once).  For example, the
158 ``maximum'' function is commonly defined as a macro in standard C as
159 follows:
160
161 @example
162 #define max(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
163 @end example
164
165 @noindent
166 @cindex side effects, macro argument
167 But this definition computes either @var{a} or @var{b} twice, with bad
168 results if the operand has side effects.  In GNU C, if you know the
169 type of the operands (here let's assume @code{int}), you can define
170 the macro safely as follows:
171
172 @example
173 #define maxint(a,b) \
174   (@{int _a = (a), _b = (b); _a > _b ? _a : _b; @})
175 @end example
176
177 Embedded statements are not allowed in constant expressions, such as
178 the value of an enumeration constant, the width of a bit field, or
179 the initial value of a static variable.
180
181 If you don't know the type of the operand, you can still do this, but you
182 must use @code{typeof} (@pxref{Typeof}) or type naming (@pxref{Naming
183 Types}).
184
185 @node Local Labels
186 @section Locally Declared Labels
187 @cindex local labels
188 @cindex macros, local labels
189
190 Each statement expression is a scope in which @dfn{local labels} can be
191 declared.  A local label is simply an identifier; you can jump to it
192 with an ordinary @code{goto} statement, but only from within the
193 statement expression it belongs to.
194
195 A local label declaration looks like this:
196
197 @example
198 __label__ @var{label};
199 @end example
200
201 @noindent
202 or
203
204 @example
205 __label__ @var{label1}, @var{label2}, @dots{};
206 @end example
207
208 Local label declarations must come at the beginning of the statement
209 expression, right after the @samp{(@{}, before any ordinary
210 declarations.
211
212 The label declaration defines the label @emph{name}, but does not define
213 the label itself.  You must do this in the usual way, with
214 @code{@var{label}:}, within the statements of the statement expression.
215
216 The local label feature is useful because statement expressions are
217 often used in macros.  If the macro contains nested loops, a @code{goto}
218 can be useful for breaking out of them.  However, an ordinary label
219 whose scope is the whole function cannot be used: if the macro can be
220 expanded several times in one function, the label will be multiply
221 defined in that function.  A local label avoids this problem.  For
222 example:
223
224 @example
225 #define SEARCH(array, target)                     \
226 (@{                                               \
227   __label__ found;                                \
228   typeof (target) _SEARCH_target = (target);      \
229   typeof (*(array)) *_SEARCH_array = (array);     \
230   int i, j;                                       \
231   int value;                                      \
232   for (i = 0; i < max; i++)                       \
233     for (j = 0; j < max; j++)                     \
234       if (_SEARCH_array[i][j] == _SEARCH_target)  \
235         @{ value = i; goto found; @}              \
236   value = -1;                                     \
237  found:                                           \
238   value;                                          \
239 @})
240 @end example
241
242 @node Labels as Values
243 @section Labels as Values
244 @cindex labels as values
245 @cindex computed gotos
246 @cindex goto with computed label
247 @cindex address of a label
248
249 You can get the address of a label defined in the current function
250 (or a containing function) with the unary operator @samp{&&}.  The
251 value has type @code{void *}.  This value is a constant and can be used
252 wherever a constant of that type is valid.  For example:
253
254 @example
255 void *ptr;
256 @dots{}
257 ptr = &&foo;
258 @end example
259
260 To use these values, you need to be able to jump to one.  This is done
261 with the computed goto statement@footnote{The analogous feature in
262 Fortran is called an assigned goto, but that name seems inappropriate in
263 C, where one can do more than simply store label addresses in label
264 variables.}, @code{goto *@var{exp};}.  For example,
265
266 @example
267 goto *ptr;
268 @end example
269
270 @noindent
271 Any expression of type @code{void *} is allowed.
272
273 One way of using these constants is in initializing a static array that
274 will serve as a jump table:
275
276 @example
277 static void *array[] = @{ &&foo, &&bar, &&hack @};
278 @end example
279
280 Then you can select a label with indexing, like this:
281
282 @example
283 goto *array[i];
284 @end example
285
286 @noindent
287 Note that this does not check whether the subscript is in bounds---array
288 indexing in C never does that.
289
290 Such an array of label values serves a purpose much like that of the
291 @code{switch} statement.  The @code{switch} statement is cleaner, so
292 use that rather than an array unless the problem does not fit a
293 @code{switch} statement very well.
294
295 Another use of label values is in an interpreter for threaded code.
296 The labels within the interpreter function can be stored in the
297 threaded code for super-fast dispatching.
298
299 You may not use this mechanism to jump to code in a different function. 
300 If you do that, totally unpredictable things will happen.  The best way to
301 avoid this is to store the label address only in automatic variables and
302 never pass it as an argument.
303
304 An alternate way to write the above example is
305
306 @example
307 static const int array[] = @{ &&foo - &&foo, &&bar - &&foo, &&hack - &&foo @};
308 goto *(&&foo + array[i]);
309 @end example
310
311 @noindent
312 This is more friendly to code living in shared libraries, as it reduces
313 the number of dynamic relocations that are needed, and by consequence,
314 allows the data to be read-only.
315
316 @node Nested Functions
317 @section Nested Functions
318 @cindex nested functions
319 @cindex downward funargs
320 @cindex thunks
321
322 A @dfn{nested function} is a function defined inside another function.
323 (Nested functions are not supported for GNU C++.)  The nested function's
324 name is local to the block where it is defined.  For example, here we
325 define a nested function named @code{square}, and call it twice:
326
327 @example
328 @group
329 foo (double a, double b)
330 @{
331   double square (double z) @{ return z * z; @}
332
333   return square (a) + square (b);
334 @}
335 @end group
336 @end example
337
338 The nested function can access all the variables of the containing
339 function that are visible at the point of its definition.  This is
340 called @dfn{lexical scoping}.  For example, here we show a nested
341 function which uses an inherited variable named @code{offset}:
342
343 @example
344 bar (int *array, int offset, int size)
345 @{
346   int access (int *array, int index)
347     @{ return array[index + offset]; @}
348   int i;
349   @dots{}
350   for (i = 0; i < size; i++)
351     @dots{} access (array, i) @dots{}
352 @}
353 @end example
354
355 Nested function definitions are permitted within functions in the places
356 where variable definitions are allowed; that is, in any block, before
357 the first statement in the block.
358
359 It is possible to call the nested function from outside the scope of its
360 name by storing its address or passing the address to another function:
361
362 @example
363 hack (int *array, int size)
364 @{
365   void store (int index, int value)
366     @{ array[index] = value; @}
367
368   intermediate (store, size);
369 @}
370 @end example
371
372 Here, the function @code{intermediate} receives the address of
373 @code{store} as an argument.  If @code{intermediate} calls @code{store},
374 the arguments given to @code{store} are used to store into @code{array}.
375 But this technique works only so long as the containing function
376 (@code{hack}, in this example) does not exit.
377
378 If you try to call the nested function through its address after the
379 containing function has exited, all hell will break loose.  If you try
380 to call it after a containing scope level has exited, and if it refers
381 to some of the variables that are no longer in scope, you may be lucky,
382 but it's not wise to take the risk.  If, however, the nested function
383 does not refer to anything that has gone out of scope, you should be
384 safe.
385
386 GNU CC implements taking the address of a nested function using a
387 technique called @dfn{trampolines}.   A paper describing them is
388 available as @samp{http://master.debian.org/~karlheg/Usenix88-lexic.pdf}.
389
390 A nested function can jump to a label inherited from a containing
391 function, provided the label was explicitly declared in the containing
392 function (@pxref{Local Labels}).  Such a jump returns instantly to the
393 containing function, exiting the nested function which did the
394 @code{goto} and any intermediate functions as well.  Here is an example:
395
396 @example
397 @group
398 bar (int *array, int offset, int size)
399 @{
400   __label__ failure;
401   int access (int *array, int index)
402     @{
403       if (index > size)
404         goto failure;
405       return array[index + offset];
406     @}
407   int i;
408   @dots{}
409   for (i = 0; i < size; i++)
410     @dots{} access (array, i) @dots{}
411   @dots{}
412   return 0;
413
414  /* @r{Control comes here from @code{access}
415     if it detects an error.}  */
416  failure:
417   return -1;
418 @}
419 @end group
420 @end example
421
422 A nested function always has internal linkage.  Declaring one with
423 @code{extern} is erroneous.  If you need to declare the nested function
424 before its definition, use @code{auto} (which is otherwise meaningless
425 for function declarations).
426
427 @example
428 bar (int *array, int offset, int size)
429 @{
430   __label__ failure;
431   auto int access (int *, int);
432   @dots{}
433   int access (int *array, int index)
434     @{
435       if (index > size)
436         goto failure;
437       return array[index + offset];
438     @}
439   @dots{}
440 @}
441 @end example
442
443 @node Constructing Calls
444 @section Constructing Function Calls
445 @cindex constructing calls
446 @cindex forwarding calls
447
448 Using the built-in functions described below, you can record
449 the arguments a function received, and call another function
450 with the same arguments, without knowing the number or types
451 of the arguments.
452
453 You can also record the return value of that function call,
454 and later return that value, without knowing what data type
455 the function tried to return (as long as your caller expects
456 that data type).
457
458 @table @code
459 @findex __builtin_apply_args
460 @item __builtin_apply_args ()
461 This built-in function returns a pointer of type @code{void *} to data
462 describing how to perform a call with the same arguments as were passed
463 to the current function.
464
465 The function saves the arg pointer register, structure value address,
466 and all registers that might be used to pass arguments to a function
467 into a block of memory allocated on the stack.  Then it returns the
468 address of that block.
469
470 @findex __builtin_apply
471 @item __builtin_apply (@var{function}, @var{arguments}, @var{size})
472 This built-in function invokes @var{function} (type @code{void (*)()})
473 with a copy of the parameters described by @var{arguments} (type
474 @code{void *}) and @var{size} (type @code{int}).
475
476 The value of @var{arguments} should be the value returned by
477 @code{__builtin_apply_args}.  The argument @var{size} specifies the size
478 of the stack argument data, in bytes.
479
480 This function returns a pointer of type @code{void *} to data describing
481 how to return whatever value was returned by @var{function}.  The data
482 is saved in a block of memory allocated on the stack.
483
484 It is not always simple to compute the proper value for @var{size}.  The
485 value is used by @code{__builtin_apply} to compute the amount of data
486 that should be pushed on the stack and copied from the incoming argument
487 area.
488
489 @findex __builtin_return
490 @item __builtin_return (@var{result})
491 This built-in function returns the value described by @var{result} from
492 the containing function.  You should specify, for @var{result}, a value
493 returned by @code{__builtin_apply}.
494 @end table
495
496 @node Naming Types
497 @section Naming an Expression's Type
498 @cindex naming types
499
500 You can give a name to the type of an expression using a @code{typedef}
501 declaration with an initializer.  Here is how to define @var{name} as a
502 type name for the type of @var{exp}:
503
504 @example
505 typedef @var{name} = @var{exp};
506 @end example
507
508 This is useful in conjunction with the statements-within-expressions
509 feature.  Here is how the two together can be used to define a safe
510 ``maximum'' macro that operates on any arithmetic type:
511
512 @example
513 #define max(a,b) \
514   (@{typedef _ta = (a), _tb = (b);  \
515     _ta _a = (a); _tb _b = (b);     \
516     _a > _b ? _a : _b; @})
517 @end example
518
519 @cindex underscores in variables in macros
520 @cindex @samp{_} in variables in macros
521 @cindex local variables in macros
522 @cindex variables, local, in macros
523 @cindex macros, local variables in
524
525 The reason for using names that start with underscores for the local
526 variables is to avoid conflicts with variable names that occur within the
527 expressions that are substituted for @code{a} and @code{b}.  Eventually we
528 hope to design a new form of declaration syntax that allows you to declare
529 variables whose scopes start only after their initializers; this will be a
530 more reliable way to prevent such conflicts.
531
532 @node Typeof
533 @section Referring to a Type with @code{typeof}
534 @findex typeof
535 @findex sizeof
536 @cindex macros, types of arguments
537
538 Another way to refer to the type of an expression is with @code{typeof}.
539 The syntax of using of this keyword looks like @code{sizeof}, but the
540 construct acts semantically like a type name defined with @code{typedef}.
541
542 There are two ways of writing the argument to @code{typeof}: with an
543 expression or with a type.  Here is an example with an expression:
544
545 @example
546 typeof (x[0](1))
547 @end example
548
549 @noindent
550 This assumes that @code{x} is an array of functions; the type described
551 is that of the values of the functions.
552
553 Here is an example with a typename as the argument:
554
555 @example
556 typeof (int *)
557 @end example
558
559 @noindent
560 Here the type described is that of pointers to @code{int}.
561
562 If you are writing a header file that must work when included in ANSI C
563 programs, write @code{__typeof__} instead of @code{typeof}.
564 @xref{Alternate Keywords}.
565
566 A @code{typeof}-construct can be used anywhere a typedef name could be
567 used.  For example, you can use it in a declaration, in a cast, or inside
568 of @code{sizeof} or @code{typeof}.
569
570 @itemize @bullet
571 @item
572 This declares @code{y} with the type of what @code{x} points to.
573
574 @example
575 typeof (*x) y;
576 @end example
577
578 @item
579 This declares @code{y} as an array of such values.
580
581 @example
582 typeof (*x) y[4];
583 @end example
584
585 @item
586 This declares @code{y} as an array of pointers to characters:
587
588 @example
589 typeof (typeof (char *)[4]) y;
590 @end example
591
592 @noindent
593 It is equivalent to the following traditional C declaration:
594
595 @example
596 char *y[4];
597 @end example
598
599 To see the meaning of the declaration using @code{typeof}, and why it
600 might be a useful way to write, let's rewrite it with these macros:
601
602 @example
603 #define pointer(T)  typeof(T *)
604 #define array(T, N) typeof(T [N])
605 @end example
606
607 @noindent
608 Now the declaration can be rewritten this way:
609
610 @example
611 array (pointer (char), 4) y;
612 @end example
613
614 @noindent
615 Thus, @code{array (pointer (char), 4)} is the type of arrays of 4
616 pointers to @code{char}.
617 @end itemize
618
619 @node Lvalues
620 @section Generalized Lvalues
621 @cindex compound expressions as lvalues
622 @cindex expressions, compound, as lvalues
623 @cindex conditional expressions as lvalues
624 @cindex expressions, conditional, as lvalues
625 @cindex casts as lvalues
626 @cindex generalized lvalues
627 @cindex lvalues, generalized
628 @cindex extensions, @code{?:}
629 @cindex @code{?:} extensions
630 Compound expressions, conditional expressions and casts are allowed as
631 lvalues provided their operands are lvalues.  This means that you can take
632 their addresses or store values into them.
633
634 Standard C++ allows compound expressions and conditional expressions as
635 lvalues, and permits casts to reference type, so use of this extension
636 is deprecated for C++ code.
637
638 For example, a compound expression can be assigned, provided the last
639 expression in the sequence is an lvalue.  These two expressions are
640 equivalent:
641
642 @example
643 (a, b) += 5
644 a, (b += 5)
645 @end example
646
647 Similarly, the address of the compound expression can be taken.  These two
648 expressions are equivalent:
649
650 @example
651 &(a, b)
652 a, &b
653 @end example
654
655 A conditional expression is a valid lvalue if its type is not void and the
656 true and false branches are both valid lvalues.  For example, these two
657 expressions are equivalent:
658
659 @example
660 (a ? b : c) = 5
661 (a ? b = 5 : (c = 5))
662 @end example
663
664 A cast is a valid lvalue if its operand is an lvalue.  A simple
665 assignment whose left-hand side is a cast works by converting the
666 right-hand side first to the specified type, then to the type of the
667 inner left-hand side expression.  After this is stored, the value is
668 converted back to the specified type to become the value of the
669 assignment.  Thus, if @code{a} has type @code{char *}, the following two
670 expressions are equivalent:
671
672 @example
673 (int)a = 5
674 (int)(a = (char *)(int)5)
675 @end example
676
677 An assignment-with-arithmetic operation such as @samp{+=} applied to a cast
678 performs the arithmetic using the type resulting from the cast, and then
679 continues as in the previous case.  Therefore, these two expressions are
680 equivalent:
681
682 @example
683 (int)a += 5
684 (int)(a = (char *)(int) ((int)a + 5))
685 @end example
686
687 You cannot take the address of an lvalue cast, because the use of its
688 address would not work out coherently.  Suppose that @code{&(int)f} were
689 permitted, where @code{f} has type @code{float}.  Then the following
690 statement would try to store an integer bit-pattern where a floating
691 point number belongs:
692
693 @example
694 *&(int)f = 1;
695 @end example
696
697 This is quite different from what @code{(int)f = 1} would do---that
698 would convert 1 to floating point and store it.  Rather than cause this
699 inconsistency, we think it is better to prohibit use of @samp{&} on a cast.
700
701 If you really do want an @code{int *} pointer with the address of
702 @code{f}, you can simply write @code{(int *)&f}.
703
704 @node Conditionals
705 @section Conditionals with Omitted Operands
706 @cindex conditional expressions, extensions
707 @cindex omitted middle-operands
708 @cindex middle-operands, omitted
709 @cindex extensions, @code{?:}
710 @cindex @code{?:} extensions
711
712 The middle operand in a conditional expression may be omitted.  Then
713 if the first operand is nonzero, its value is the value of the conditional
714 expression.
715
716 Therefore, the expression
717
718 @example
719 x ? : y
720 @end example
721
722 @noindent
723 has the value of @code{x} if that is nonzero; otherwise, the value of
724 @code{y}.
725
726 This example is perfectly equivalent to
727
728 @example
729 x ? x : y
730 @end example
731
732 @cindex side effect in ?:
733 @cindex ?: side effect
734 @noindent
735 In this simple case, the ability to omit the middle operand is not
736 especially useful.  When it becomes useful is when the first operand does,
737 or may (if it is a macro argument), contain a side effect.  Then repeating
738 the operand in the middle would perform the side effect twice.  Omitting
739 the middle operand uses the value already computed without the undesirable
740 effects of recomputing it.
741
742 @node Long Long
743 @section Double-Word Integers
744 @cindex @code{long long} data types
745 @cindex double-word arithmetic
746 @cindex multiprecision arithmetic
747
748 GNU C supports data types for integers that are twice as long as
749 @code{int}.  Simply write @code{long long int} for a signed integer, or
750 @code{unsigned long long int} for an unsigned integer.  To make an
751 integer constant of type @code{long long int}, add the suffix @code{LL}
752 to the integer.  To make an integer constant of type @code{unsigned long
753 long int}, add the suffix @code{ULL} to the integer.
754
755 You can use these types in arithmetic like any other integer types.
756 Addition, subtraction, and bitwise boolean operations on these types
757 are open-coded on all types of machines.  Multiplication is open-coded
758 if the machine supports fullword-to-doubleword a widening multiply
759 instruction.  Division and shifts are open-coded only on machines that
760 provide special support.  The operations that are not open-coded use
761 special library routines that come with GNU CC.
762
763 There may be pitfalls when you use @code{long long} types for function
764 arguments, unless you declare function prototypes.  If a function
765 expects type @code{int} for its argument, and you pass a value of type
766 @code{long long int}, confusion will result because the caller and the
767 subroutine will disagree about the number of bytes for the argument.
768 Likewise, if the function expects @code{long long int} and you pass
769 @code{int}.  The best way to avoid such problems is to use prototypes.
770
771 @node Complex
772 @section Complex Numbers
773 @cindex complex numbers
774
775 GNU C supports complex data types.  You can declare both complex integer
776 types and complex floating types, using the keyword @code{__complex__}.
777
778 For example, @samp{__complex__ double x;} declares @code{x} as a
779 variable whose real part and imaginary part are both of type
780 @code{double}.  @samp{__complex__ short int y;} declares @code{y} to
781 have real and imaginary parts of type @code{short int}; this is not
782 likely to be useful, but it shows that the set of complex types is
783 complete.
784
785 To write a constant with a complex data type, use the suffix @samp{i} or
786 @samp{j} (either one; they are equivalent).  For example, @code{2.5fi}
787 has type @code{__complex__ float} and @code{3i} has type
788 @code{__complex__ int}.  Such a constant always has a pure imaginary
789 value, but you can form any complex value you like by adding one to a
790 real constant.
791
792 To extract the real part of a complex-valued expression @var{exp}, write
793 @code{__real__ @var{exp}}.  Likewise, use @code{__imag__} to
794 extract the imaginary part.
795
796 The operator @samp{~} performs complex conjugation when used on a value
797 with a complex type.
798
799 GNU CC can allocate complex automatic variables in a noncontiguous
800 fashion; it's even possible for the real part to be in a register while
801 the imaginary part is on the stack (or vice-versa).  None of the
802 supported debugging info formats has a way to represent noncontiguous
803 allocation like this, so GNU CC describes a noncontiguous complex
804 variable as if it were two separate variables of noncomplex type.
805 If the variable's actual name is @code{foo}, the two fictitious
806 variables are named @code{foo$real} and @code{foo$imag}.  You can
807 examine and set these two fictitious variables with your debugger.
808
809 A future version of GDB will know how to recognize such pairs and treat
810 them as a single variable with a complex type.
811
812 @node Hex Floats
813 @section Hex Floats
814 @cindex hex floats
815
816 GNU CC recognizes floating-point numbers writen not only in the usual
817 decimal notation, such as @code{1.55e1}, but also numbers such as
818 @code{0x1.fp3} written in hexadecimal format.  In that format the
819 @code{0x} hex introducer and the @code{p} or @code{P} exponent field are
820 mandatory.  The exponent is a decimal number that indicates the power of
821 2 by which the significand part will be multiplied.  Thus @code{0x1.f} is
822 1 15/16, @code{p3} multiplies it by 8, and the value of @code{0x1.fp3}
823 is the same as @code{1.55e1}.
824
825 Unlike for floating-point numbers in the decimal notation the exponent
826 is always required in the hexadecimal notation.  Otherwise the compiler
827 would not be able to resolve the ambiguity of, e.g., @code{0x1.f}.  This
828 could mean @code{1.0f} or @code{1.9375} since @code{f} is also the
829 extension for floating-point constants of type @code{float}.
830
831 @node Zero Length
832 @section Arrays of Length Zero
833 @cindex arrays of length zero
834 @cindex zero-length arrays
835 @cindex length-zero arrays
836
837 Zero-length arrays are allowed in GNU C.  They are very useful as the last
838 element of a structure which is really a header for a variable-length
839 object:
840
841 @example
842 struct line @{
843   int length;
844   char contents[0];
845 @};
846
847 @{
848   struct line *thisline = (struct line *)
849     malloc (sizeof (struct line) + this_length);
850   thisline->length = this_length;
851 @}
852 @end example
853
854 In standard C, you would have to give @code{contents} a length of 1, which
855 means either you waste space or complicate the argument to @code{malloc}.
856
857 @node Variable Length
858 @section Arrays of Variable Length
859 @cindex variable-length arrays
860 @cindex arrays of variable length
861
862 Variable-length automatic arrays are allowed in GNU C.  These arrays are
863 declared like any other automatic arrays, but with a length that is not
864 a constant expression.  The storage is allocated at the point of
865 declaration and deallocated when the brace-level is exited.  For
866 example:
867
868 @example
869 FILE *
870 concat_fopen (char *s1, char *s2, char *mode)
871 @{
872   char str[strlen (s1) + strlen (s2) + 1];
873   strcpy (str, s1);
874   strcat (str, s2);
875   return fopen (str, mode);
876 @}
877 @end example
878
879 @cindex scope of a variable length array
880 @cindex variable-length array scope
881 @cindex deallocating variable length arrays
882 Jumping or breaking out of the scope of the array name deallocates the
883 storage.  Jumping into the scope is not allowed; you get an error
884 message for it.
885
886 @cindex @code{alloca} vs variable-length arrays
887 You can use the function @code{alloca} to get an effect much like
888 variable-length arrays.  The function @code{alloca} is available in
889 many other C implementations (but not in all).  On the other hand,
890 variable-length arrays are more elegant.
891
892 There are other differences between these two methods.  Space allocated
893 with @code{alloca} exists until the containing @emph{function} returns.
894 The space for a variable-length array is deallocated as soon as the array
895 name's scope ends.  (If you use both variable-length arrays and
896 @code{alloca} in the same function, deallocation of a variable-length array
897 will also deallocate anything more recently allocated with @code{alloca}.)
898
899 You can also use variable-length arrays as arguments to functions:
900
901 @example
902 struct entry
903 tester (int len, char data[len][len])
904 @{
905   @dots{}
906 @}
907 @end example
908
909 The length of an array is computed once when the storage is allocated
910 and is remembered for the scope of the array in case you access it with
911 @code{sizeof}.
912
913 If you want to pass the array first and the length afterward, you can
914 use a forward declaration in the parameter list---another GNU extension.
915
916 @example
917 struct entry
918 tester (int len; char data[len][len], int len)
919 @{
920   @dots{}
921 @}
922 @end example
923
924 @cindex parameter forward declaration
925 The @samp{int len} before the semicolon is a @dfn{parameter forward
926 declaration}, and it serves the purpose of making the name @code{len}
927 known when the declaration of @code{data} is parsed.
928
929 You can write any number of such parameter forward declarations in the
930 parameter list.  They can be separated by commas or semicolons, but the
931 last one must end with a semicolon, which is followed by the ``real''
932 parameter declarations.  Each forward declaration must match a ``real''
933 declaration in parameter name and data type.
934
935 @node Macro Varargs
936 @section Macros with Variable Numbers of Arguments
937 @cindex variable number of arguments
938 @cindex macro with variable arguments
939 @cindex rest argument (in macro)
940
941 In GNU C, a macro can accept a variable number of arguments, much as a
942 function can.  The syntax for defining the macro looks much like that
943 used for a function.  Here is an example:
944
945 @example
946 #define eprintf(format, args...)  \
947  fprintf (stderr, format , ## args)
948 @end example
949
950 Here @code{args} is a @dfn{rest argument}: it takes in zero or more
951 arguments, as many as the call contains.  All of them plus the commas
952 between them form the value of @code{args}, which is substituted into
953 the macro body where @code{args} is used.  Thus, we have this expansion:
954
955 @example
956 eprintf ("%s:%d: ", input_file_name, line_number)
957 @expansion{}
958 fprintf (stderr, "%s:%d: " , input_file_name, line_number)
959 @end example
960
961 @noindent
962 Note that the comma after the string constant comes from the definition
963 of @code{eprintf}, whereas the last comma comes from the value of
964 @code{args}.
965
966 The reason for using @samp{##} is to handle the case when @code{args}
967 matches no arguments at all.  In this case, @code{args} has an empty
968 value.  In this case, the second comma in the definition becomes an
969 embarrassment: if it got through to the expansion of the macro, we would
970 get something like this:
971
972 @example
973 fprintf (stderr, "success!\n" , )
974 @end example
975
976 @noindent
977 which is invalid C syntax.  @samp{##} gets rid of the comma, so we get
978 the following instead:
979
980 @example
981 fprintf (stderr, "success!\n")
982 @end example
983
984 This is a special feature of the GNU C preprocessor: @samp{##} before a
985 rest argument that is empty discards the preceding sequence of
986 non-whitespace characters from the macro definition.  (If another macro
987 argument precedes, none of it is discarded.)
988
989 It might be better to discard the last preprocessor token instead of the
990 last preceding sequence of non-whitespace characters; in fact, we may
991 someday change this feature to do so.  We advise you to write the macro
992 definition so that the preceding sequence of non-whitespace characters
993 is just a single token, so that the meaning will not change if we change
994 the definition of this feature.
995
996 @node Subscripting
997 @section Non-Lvalue Arrays May Have Subscripts
998 @cindex subscripting
999 @cindex arrays, non-lvalue
1000
1001 @cindex subscripting and function values
1002 Subscripting is allowed on arrays that are not lvalues, even though the
1003 unary @samp{&} operator is not.  For example, this is valid in GNU C though
1004 not valid in other C dialects:
1005
1006 @example
1007 @group
1008 struct foo @{int a[4];@};
1009
1010 struct foo f();
1011
1012 bar (int index)
1013 @{
1014   return f().a[index];
1015 @}
1016 @end group
1017 @end example
1018
1019 @node Pointer Arith
1020 @section Arithmetic on @code{void}- and Function-Pointers
1021 @cindex void pointers, arithmetic
1022 @cindex void, size of pointer to
1023 @cindex function pointers, arithmetic
1024 @cindex function, size of pointer to
1025
1026 In GNU C, addition and subtraction operations are supported on pointers to
1027 @code{void} and on pointers to functions.  This is done by treating the
1028 size of a @code{void} or of a function as 1.
1029
1030 A consequence of this is that @code{sizeof} is also allowed on @code{void}
1031 and on function types, and returns 1.
1032
1033 The option @samp{-Wpointer-arith} requests a warning if these extensions
1034 are used.
1035
1036 @node Initializers
1037 @section Non-Constant Initializers
1038 @cindex initializers, non-constant
1039 @cindex non-constant initializers
1040
1041 As in standard C++, the elements of an aggregate initializer for an
1042 automatic variable are not required to be constant expressions in GNU C.
1043 Here is an example of an initializer with run-time varying elements:
1044
1045 @example
1046 foo (float f, float g)
1047 @{
1048   float beat_freqs[2] = @{ f-g, f+g @};
1049   @dots{}
1050 @}
1051 @end example
1052
1053 @node Constructors
1054 @section Constructor Expressions
1055 @cindex constructor expressions
1056 @cindex initializations in expressions
1057 @cindex structures, constructor expression
1058 @cindex expressions, constructor
1059
1060 GNU C supports constructor expressions.  A constructor looks like
1061 a cast containing an initializer.  Its value is an object of the
1062 type specified in the cast, containing the elements specified in
1063 the initializer.
1064
1065 Usually, the specified type is a structure.  Assume that
1066 @code{struct foo} and @code{structure} are declared as shown:
1067
1068 @example
1069 struct foo @{int a; char b[2];@} structure;
1070 @end example
1071
1072 @noindent
1073 Here is an example of constructing a @code{struct foo} with a constructor:
1074
1075 @example
1076 structure = ((struct foo) @{x + y, 'a', 0@});
1077 @end example
1078
1079 @noindent
1080 This is equivalent to writing the following:
1081
1082 @example
1083 @{
1084   struct foo temp = @{x + y, 'a', 0@};
1085   structure = temp;
1086 @}
1087 @end example
1088
1089 You can also construct an array.  If all the elements of the constructor
1090 are (made up of) simple constant expressions, suitable for use in
1091 initializers, then the constructor is an lvalue and can be coerced to a
1092 pointer to its first element, as shown here:
1093
1094 @example
1095 char **foo = (char *[]) @{ "x", "y", "z" @};
1096 @end example
1097
1098 Array constructors whose elements are not simple constants are
1099 not very useful, because the constructor is not an lvalue.  There
1100 are only two valid ways to use it: to subscript it, or initialize
1101 an array variable with it.  The former is probably slower than a
1102 @code{switch} statement, while the latter does the same thing an
1103 ordinary C initializer would do.  Here is an example of
1104 subscripting an array constructor:
1105
1106 @example
1107 output = ((int[]) @{ 2, x, 28 @}) [input];
1108 @end example
1109
1110 Constructor expressions for scalar types and union types are is
1111 also allowed, but then the constructor expression is equivalent
1112 to a cast.
1113
1114 @node Labeled Elements
1115 @section Labeled Elements in Initializers
1116 @cindex initializers with labeled elements
1117 @cindex labeled elements in initializers
1118 @cindex case labels in initializers
1119
1120 Standard C requires the elements of an initializer to appear in a fixed
1121 order, the same as the order of the elements in the array or structure
1122 being initialized.
1123
1124 In GNU C you can give the elements in any order, specifying the array
1125 indices or structure field names they apply to.  This extension is not
1126 implemented in GNU C++.
1127
1128 To specify an array index, write @samp{[@var{index}]} or
1129 @samp{[@var{index}] =} before the element value.  For example,
1130
1131 @example
1132 int a[6] = @{ [4] 29, [2] = 15 @};
1133 @end example
1134
1135 @noindent
1136 is equivalent to
1137
1138 @example
1139 int a[6] = @{ 0, 0, 15, 0, 29, 0 @};
1140 @end example
1141
1142 @noindent
1143 The index values must be constant expressions, even if the array being
1144 initialized is automatic.
1145
1146 To initialize a range of elements to the same value, write
1147 @samp{[@var{first} ... @var{last}] = @var{value}}.  For example,
1148
1149 @example
1150 int widths[] = @{ [0 ... 9] = 1, [10 ... 99] = 2, [100] = 3 @};
1151 @end example
1152
1153 @noindent
1154 Note that the length of the array is the highest value specified
1155 plus one.
1156
1157 In a structure initializer, specify the name of a field to initialize
1158 with @samp{@var{fieldname}:} before the element value.  For example,
1159 given the following structure,
1160
1161 @example
1162 struct point @{ int x, y; @};
1163 @end example
1164
1165 @noindent
1166 the following initialization
1167
1168 @example
1169 struct point p = @{ y: yvalue, x: xvalue @};
1170 @end example
1171
1172 @noindent
1173 is equivalent to
1174
1175 @example
1176 struct point p = @{ xvalue, yvalue @};
1177 @end example
1178
1179 Another syntax which has the same meaning is @samp{.@var{fieldname} =}.,
1180 as shown here:
1181
1182 @example
1183 struct point p = @{ .y = yvalue, .x = xvalue @};
1184 @end example
1185
1186 You can also use an element label (with either the colon syntax or the
1187 period-equal syntax) when initializing a union, to specify which element
1188 of the union should be used.  For example,
1189
1190 @example
1191 union foo @{ int i; double d; @};
1192
1193 union foo f = @{ d: 4 @};
1194 @end example
1195
1196 @noindent
1197 will convert 4 to a @code{double} to store it in the union using
1198 the second element.  By contrast, casting 4 to type @code{union foo}
1199 would store it into the union as the integer @code{i}, since it is
1200 an integer.  (@xref{Cast to Union}.)
1201
1202 You can combine this technique of naming elements with ordinary C
1203 initialization of successive elements.  Each initializer element that
1204 does not have a label applies to the next consecutive element of the
1205 array or structure.  For example,
1206
1207 @example
1208 int a[6] = @{ [1] = v1, v2, [4] = v4 @};
1209 @end example
1210
1211 @noindent
1212 is equivalent to
1213
1214 @example
1215 int a[6] = @{ 0, v1, v2, 0, v4, 0 @};
1216 @end example
1217
1218 Labeling the elements of an array initializer is especially useful
1219 when the indices are characters or belong to an @code{enum} type.
1220 For example:
1221
1222 @example
1223 int whitespace[256]
1224   = @{ [' '] = 1, ['\t'] = 1, ['\h'] = 1,
1225       ['\f'] = 1, ['\n'] = 1, ['\r'] = 1 @};
1226 @end example
1227
1228 @node Case Ranges
1229 @section Case Ranges
1230 @cindex case ranges
1231 @cindex ranges in case statements
1232
1233 You can specify a range of consecutive values in a single @code{case} label,
1234 like this:
1235
1236 @example
1237 case @var{low} ... @var{high}:
1238 @end example
1239
1240 @noindent
1241 This has the same effect as the proper number of individual @code{case}
1242 labels, one for each integer value from @var{low} to @var{high}, inclusive.
1243
1244 This feature is especially useful for ranges of ASCII character codes:
1245
1246 @example
1247 case 'A' ... 'Z':
1248 @end example
1249
1250 @strong{Be careful:} Write spaces around the @code{...}, for otherwise
1251 it may be parsed wrong when you use it with integer values.  For example,
1252 write this:
1253
1254 @example
1255 case 1 ... 5:
1256 @end example
1257
1258 @noindent
1259 rather than this:
1260
1261 @example
1262 case 1...5:
1263 @end example
1264
1265 @node Cast to Union
1266 @section Cast to a Union Type
1267 @cindex cast to a union
1268 @cindex union, casting to a
1269
1270 A cast to union type is similar to other casts, except that the type
1271 specified is a union type.  You can specify the type either with
1272 @code{union @var{tag}} or with a typedef name.  A cast to union is actually
1273 a constructor though, not a cast, and hence does not yield an lvalue like
1274 normal casts.  (@xref{Constructors}.)
1275
1276 The types that may be cast to the union type are those of the members
1277 of the union.  Thus, given the following union and variables:
1278
1279 @example
1280 union foo @{ int i; double d; @};
1281 int x;
1282 double y;
1283 @end example
1284
1285 @noindent
1286 both @code{x} and @code{y} can be cast to type @code{union} foo.
1287
1288 Using the cast as the right-hand side of an assignment to a variable of
1289 union type is equivalent to storing in a member of the union:
1290
1291 @example
1292 union foo u;
1293 @dots{}
1294 u = (union foo) x  @equiv{}  u.i = x
1295 u = (union foo) y  @equiv{}  u.d = y
1296 @end example
1297
1298 You can also use the union cast as a function argument:
1299
1300 @example
1301 void hack (union foo);
1302 @dots{}
1303 hack ((union foo) x);
1304 @end example
1305
1306 @node Function Attributes
1307 @section Declaring Attributes of Functions
1308 @cindex function attributes
1309 @cindex declaring attributes of functions
1310 @cindex functions that never return
1311 @cindex functions that have no side effects
1312 @cindex functions in arbitrary sections
1313 @cindex functions that bahave like malloc
1314 @cindex @code{volatile} applied to function
1315 @cindex @code{const} applied to function
1316 @cindex functions with @code{printf}, @code{scanf} or @code{strftime} style arguments
1317 @cindex functions that are passed arguments in registers on the 386
1318 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
1319 @cindex functions that do not pop the argument stack on the 386
1320
1321 In GNU C, you declare certain things about functions called in your program
1322 which help the compiler optimize function calls and check your code more
1323 carefully.
1324
1325 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
1326 attributes when making a declaration.  This keyword is followed by an
1327 attribute specification inside double parentheses.  Ten attributes,
1328 @code{noreturn}, @code{const}, @code{format},
1329 @code{no_instrument_function}, @code{section}, @code{constructor},
1330 @code{destructor}, @code{unused}, @code{weak} and @code{malloc} are
1331 currently defined for functions.  Other attributes, including
1332 @code{section} are supported for variables declarations (@pxref{Variable
1333 Attributes}) and for types (@pxref{Type Attributes}).
1334
1335 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
1336 each keyword.  This allows you to use them in header files without
1337 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
1338 you may use @code{__noreturn__} instead of @code{noreturn}.
1339
1340 @table @code
1341 @cindex @code{noreturn} function attribute
1342 @item noreturn
1343 A few standard library functions, such as @code{abort} and @code{exit},
1344 cannot return.  GNU CC knows this automatically.  Some programs define
1345 their own functions that never return.  You can declare them
1346 @code{noreturn} to tell the compiler this fact.  For example,
1347
1348 @smallexample
1349 void fatal () __attribute__ ((noreturn));
1350
1351 void
1352 fatal (@dots{})
1353 @{
1354   @dots{} /* @r{Print error message.} */ @dots{}
1355   exit (1);
1356 @}
1357 @end smallexample
1358
1359 The @code{noreturn} keyword tells the compiler to assume that
1360 @code{fatal} cannot return.  It can then optimize without regard to what
1361 would happen if @code{fatal} ever did return.  This makes slightly
1362 better code.  More importantly, it helps avoid spurious warnings of
1363 uninitialized variables.
1364
1365 Do not assume that registers saved by the calling function are
1366 restored before calling the @code{noreturn} function.
1367
1368 It does not make sense for a @code{noreturn} function to have a return
1369 type other than @code{void}.
1370
1371 The attribute @code{noreturn} is not implemented in GNU C versions
1372 earlier than 2.5.  An alternative way to declare that a function does
1373 not return, which works in the current version and in some older
1374 versions, is as follows:
1375
1376 @smallexample
1377 typedef void voidfn ();
1378
1379 volatile voidfn fatal;
1380 @end smallexample
1381
1382 @cindex @code{const} function attribute
1383 @item const
1384 Many functions do not examine any values except their arguments, and
1385 have no effects except the return value.  Such a function can be subject
1386 to common subexpression elimination and loop optimization just as an
1387 arithmetic operator would be.  These functions should be declared
1388 with the attribute @code{const}.  For example,
1389
1390 @smallexample
1391 int square (int) __attribute__ ((const));
1392 @end smallexample
1393
1394 @noindent
1395 says that the hypothetical function @code{square} is safe to call
1396 fewer times than the program says.
1397
1398 The attribute @code{const} is not implemented in GNU C versions earlier
1399 than 2.5.  An alternative way to declare that a function has no side
1400 effects, which works in the current version and in some older versions,
1401 is as follows:
1402
1403 @smallexample
1404 typedef int intfn ();
1405
1406 extern const intfn square;
1407 @end smallexample
1408
1409 This approach does not work in GNU C++ from 2.6.0 on, since the language
1410 specifies that the @samp{const} must be attached to the return value.
1411
1412 @cindex pointer arguments
1413 Note that a function that has pointer arguments and examines the data
1414 pointed to must @emph{not} be declared @code{const}.  Likewise, a
1415 function that calls a non-@code{const} function usually must not be
1416 @code{const}.  It does not make sense for a @code{const} function to
1417 return @code{void}.
1418
1419 @item format (@var{archetype}, @var{string-index}, @var{first-to-check})
1420 @cindex @code{format} function attribute
1421 The @code{format} attribute specifies that a function takes @code{printf},
1422 @code{scanf}, or @code{strftime} style arguments which should be type-checked
1423 against a format string.  For example, the declaration:
1424
1425 @smallexample
1426 extern int
1427 my_printf (void *my_object, const char *my_format, ...)
1428       __attribute__ ((format (printf, 2, 3)));
1429 @end smallexample
1430
1431 @noindent
1432 causes the compiler to check the arguments in calls to @code{my_printf}
1433 for consistency with the @code{printf} style format string argument
1434 @code{my_format}.
1435
1436 The parameter @var{archetype} determines how the format string is
1437 interpreted, and should be either @code{printf}, @code{scanf}, or
1438 @code{strftime}.  The
1439 parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
1440 string argument (starting from 1), while @var{first-to-check} is the
1441 number of the first argument to check against the format string.  For
1442 functions where the arguments are not available to be checked (such as
1443 @code{vprintf}), specify the third parameter as zero.  In this case the
1444 compiler only checks the format string for consistency.
1445
1446 In the example above, the format string (@code{my_format}) is the second
1447 argument of the function @code{my_print}, and the arguments to check
1448 start with the third argument, so the correct parameters for the format
1449 attribute are 2 and 3.
1450
1451 The @code{format} attribute allows you to identify your own functions
1452 which take format strings as arguments, so that GNU CC can check the
1453 calls to these functions for errors.  The compiler always checks formats
1454 for the ANSI library functions @code{printf}, @code{fprintf},
1455 @code{sprintf}, @code{scanf}, @code{fscanf}, @code{sscanf}, @code{strftime},
1456 @code{vprintf}, @code{vfprintf} and @code{vsprintf} whenever such
1457 warnings are requested (using @samp{-Wformat}), so there is no need to
1458 modify the header file @file{stdio.h}.
1459
1460 @item format_arg (@var{string-index})
1461 @cindex @code{format_arg} function attribute
1462 The @code{format_arg} attribute specifies that a function takes
1463 @code{printf} or @code{scanf} style arguments, modifies it (for example,
1464 to translate it into another language), and passes it to a @code{printf}
1465 or @code{scanf} style function.  For example, the declaration:
1466
1467 @smallexample
1468 extern char *
1469 my_dgettext (char *my_domain, const char *my_format)
1470       __attribute__ ((format_arg (2)));
1471 @end smallexample
1472
1473 @noindent
1474 causes the compiler to check the arguments in calls to
1475 @code{my_dgettext} whose result is passed to a @code{printf},
1476 @code{scanf}, or @code{strftime} type function for consistency with the
1477 @code{printf} style format string argument @code{my_format}.
1478
1479 The parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
1480 string argument (starting from 1).
1481
1482 The @code{format-arg} attribute allows you to identify your own
1483 functions which modify format strings, so that GNU CC can check the
1484 calls to @code{printf}, @code{scanf}, or @code{strftime} function whose
1485 operands are a call to one of your own function.  The compiler always
1486 treats @code{gettext}, @code{dgettext}, and @code{dcgettext} in this
1487 manner.
1488
1489 @item no_instrument_function
1490 @cindex @code{no_instrument_function} function attribute
1491 If @samp{-finstrument-functions} is given, profiling function calls will
1492 be generated at entry and exit of most user-compiled functions.
1493 Functions with this attribute will not be so instrumented.
1494
1495 @item section ("section-name")
1496 @cindex @code{section} function attribute
1497 Normally, the compiler places the code it generates in the @code{text} section.
1498 Sometimes, however, you need additional sections, or you need certain
1499 particular functions to appear in special sections.  The @code{section}
1500 attribute specifies that a function lives in a particular section.
1501 For example, the declaration:
1502
1503 @smallexample
1504 extern void foobar (void) __attribute__ ((section ("bar")));
1505 @end smallexample
1506
1507 @noindent
1508 puts the function @code{foobar} in the @code{bar} section.
1509
1510 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
1511 attribute is not available on all platforms.
1512 If you need to map the entire contents of a module to a particular
1513 section, consider using the facilities of the linker instead.
1514
1515 @item constructor
1516 @itemx destructor
1517 @cindex @code{constructor} function attribute
1518 @cindex @code{destructor} function attribute
1519 The @code{constructor} attribute causes the function to be called
1520 automatically before execution enters @code{main ()}.  Similarly, the
1521 @code{destructor} attribute causes the function to be called
1522 automatically after @code{main ()} has completed or @code{exit ()} has
1523 been called.  Functions with these attributes are useful for
1524 initializing data that will be used implicitly during the execution of
1525 the program.
1526
1527 These attributes are not currently implemented for Objective C.
1528
1529 @item unused
1530 This attribute, attached to a function, means that the function is meant
1531 to be possibly unused.  GNU CC will not produce a warning for this
1532 function.  GNU C++ does not currently support this attribute as
1533 definitions without parameters are valid in C++.
1534
1535 @item weak
1536 @cindex @code{weak} attribute
1537 The @code{weak} attribute causes the declaration to be emitted as a weak
1538 symbol rather than a global.  This is primarily useful in defining
1539 library functions which can be overridden in user code, though it can
1540 also be used with non-function declarations.  Weak symbols are supported
1541 for ELF targets, and also for a.out targets when using the GNU assembler
1542 and linker.
1543
1544 @item malloc
1545 @cindex @code{malloc} attribute
1546 The @code{malloc} attribute is used to tell the compiler that a function
1547 may be treated as if it were the malloc function.  The compiler assumes
1548 that calls to malloc result in a pointers that cannot alias anything.
1549 This will often improve optimization.
1550
1551 @item alias ("target")
1552 @cindex @code{alias} attribute
1553 The @code{alias} attribute causes the declaration to be emitted as an
1554 alias for another symbol, which must be specified.  For instance,
1555
1556 @smallexample
1557 void __f () @{ /* do something */; @}
1558 void f () __attribute__ ((weak, alias ("__f")));
1559 @end smallexample
1560
1561 declares @samp{f} to be a weak alias for @samp{__f}.  In C++, the
1562 mangled name for the target must be used.
1563
1564 Not all target machines support this attribute.
1565
1566 @item no_check_memory_usage
1567 @cindex @code{no_check_memory_usage} function attribute
1568 The @code{no_check_memory_usage} attribute causes GNU CC to omit checks
1569 of memory references when it generates code for that function.  Normally
1570 if you specify @samp{-fcheck-memory-usage} (see @pxref{Code Gen
1571 Options}), GNU CC generates calls to support routines before most memory
1572 accesses to permit support code to record usage and detect uses of
1573 uninitialized or unallocated storage.  Since GNU CC cannot handle
1574 @code{asm} statements properly they are not allowed in such functions.
1575 If you declare a function with this attribute, GNU CC will not generate
1576 memory checking code for that function, permitting the use of @code{asm}
1577 statements without having to compile that function with different
1578 options.  This also allows you to write support routines of your own if
1579 you wish, without getting infinite recursion if they get compiled with
1580 @code{-fcheck-memory-usage}.
1581
1582 @item regparm (@var{number})
1583 @cindex functions that are passed arguments in registers on the 386
1584 On the Intel 386, the @code{regparm} attribute causes the compiler to
1585 pass up to @var{number} integer arguments in registers @var{EAX},
1586 @var{EDX}, and @var{ECX} instead of on the stack.  Functions that take a
1587 variable number of arguments will continue to be passed all of their
1588 arguments on the stack.
1589
1590 @item stdcall
1591 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
1592 On the Intel 386, the @code{stdcall} attribute causes the compiler to
1593 assume that the called function will pop off the stack space used to
1594 pass arguments, unless it takes a variable number of arguments.
1595
1596 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{stdcall}
1597 attribute.
1598
1599 @item cdecl
1600 @cindex functions that do pop the argument stack on the 386
1601 On the Intel 386, the @code{cdecl} attribute causes the compiler to
1602 assume that the calling function will pop off the stack space used to
1603 pass arguments.  This is
1604 useful to override the effects of the @samp{-mrtd} switch.
1605
1606 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{cdecl}
1607 attribute.
1608
1609 @item longcall
1610 @cindex functions called via pointer on the RS/6000 and PowerPC
1611 On the RS/6000 and PowerPC, the @code{longcall} attribute causes the
1612 compiler to always call the function via a pointer, so that functions
1613 which reside further than 64 megabytes (67,108,864 bytes) from the
1614 current location can be called.
1615
1616 @item long_call/short_call
1617 @cindex indirect calls on ARM
1618 This attribute allows to specify how to call a particular function on
1619 ARM.  Both attributes override the @code{-mlong-calls} (@pxref{ARM Options})
1620 command line switch and @code{#pragma long_calls} settings.  The
1621 @code{long_call} attribute causes the compiler to always call the
1622 function by first loading its address into a register and then using the
1623 contents of that register.   The @code{short_call} attribute always places
1624 the offset to the function from the call site into the @samp{BL}
1625 instruction directly.
1626
1627 @item dllimport
1628 @cindex functions which are imported from a dll on PowerPC Windows NT
1629 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllimport} attribute causes
1630 the compiler to call the function via a global pointer to the function
1631 pointer that is set up by the Windows NT dll library.  The pointer name
1632 is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
1633
1634 @item dllexport
1635 @cindex functions which are exported from a dll on PowerPC Windows NT
1636 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllexport} attribute causes
1637 the compiler to provide a global pointer to the function pointer, so
1638 that it can be called with the @code{dllimport} attribute.  The pointer
1639 name is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
1640
1641 @item exception (@var{except-func} [, @var{except-arg}])
1642 @cindex functions which specify exception handling on PowerPC Windows NT
1643 On the PowerPC running Windows NT, the @code{exception} attribute causes
1644 the compiler to modify the structured exception table entry it emits for
1645 the declared function.  The string or identifier @var{except-func} is
1646 placed in the third entry of the structured exception table.  It
1647 represents a function, which is called by the exception handling
1648 mechanism if an exception occurs.  If it was specified, the string or
1649 identifier @var{except-arg} is placed in the fourth entry of the
1650 structured exception table.
1651
1652 @item function_vector
1653 @cindex calling functions through the function vector on the H8/300 processors
1654 Use this option on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
1655 function should be called through the function vector.  Calling a
1656 function through the function vector will reduce code size, however;
1657 the function vector has a limited size (maximum 128 entries on the H8/300
1658 and 64 entries on the H8/300H) and shares space with the interrupt vector.
1659
1660 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
1661 this option to work correctly.
1662
1663 @item interrupt_handler
1664 @cindex interrupt handler functions on the H8/300 processors
1665 Use this option on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
1666 function is an interrupt handler.  The compiler will generate function
1667 entry and exit sequences suitable for use in an interrupt handler when this
1668 attribute is present.
1669
1670 @item eightbit_data
1671 @cindex eight bit data on the H8/300 and H8/300H
1672 Use this option on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
1673 variable should be placed into the eight bit data section.
1674 The compiler will generate more efficient code for certain operations
1675 on data in the eight bit data area.  Note the eight bit data area is limited to
1676 256 bytes of data.
1677
1678 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
1679 this option to work correctly.
1680
1681 @item tiny_data
1682 @cindex tiny data section on the H8/300H
1683 Use this option on the H8/300H to indicate that the specified
1684 variable should be placed into the tiny data section.
1685 The compiler will generate more efficient code for loads and stores
1686 on data in the tiny data section.  Note the tiny data area is limited to
1687 slightly under 32kbytes of data.
1688
1689 @item interrupt
1690 @cindex interrupt handlers on the M32R/D
1691 Use this option on the M32R/D to indicate that the specified
1692 function is an interrupt handler.  The compiler will generate function
1693 entry and exit sequences suitable for use in an interrupt handler when this
1694 attribute is present.
1695
1696 Interrupt handler functions on the AVR processors
1697 Use this option on the AVR to indicate that the specified
1698 function is an interrupt handler.  The compiler will generate function
1699 entry and exit sequences suitable for use in an interrupt handler when this
1700 attribute is present. Interrupts will be enabled inside function.
1701
1702 @item signal
1703 @cindex signal handler functions on the AVR processors
1704 Use this option on the AVR to indicate that the specified
1705 function is an signal handler.  The compiler will generate function
1706 entry and exit sequences suitable for use in an signal handler when this
1707 attribute is present. Interrupts will be disabled inside function.
1708
1709 @item naked
1710 @cindex function without a prologue/epilogue code on the AVR processors
1711 Use this option on the AVR to indicate that the specified
1712 function don't have a prologue/epilogue.  The compiler don't generate
1713 function entry and exit sequences.
1714
1715 @item model (@var{model-name})
1716 @cindex function addressability on the M32R/D
1717 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object,
1718 and the code generated for a function.
1719 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
1720 or @code{large}, representing each of the code models.
1721
1722 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
1723 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction), and are
1724 callable with the @code{bl} instruction.
1725
1726 Medium model objects may live anywhere in the 32 bit address space (the
1727 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
1728 and are callable with the @code{bl} instruction.
1729
1730 Large model objects may live anywhere in the 32 bit address space (the
1731 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
1732 and may not be reachable with the @code{bl} instruction (the compiler will
1733 generate the much slower @code{seth/add3/jl} instruction sequence).
1734
1735 @end table
1736
1737 You can specify multiple attributes in a declaration by separating them
1738 by commas within the double parentheses or by immediately following an
1739 attribute declaration with another attribute declaration.
1740
1741 @cindex @code{#pragma}, reason for not using
1742 @cindex pragma, reason for not using
1743 Some people object to the @code{__attribute__} feature, suggesting that ANSI C's
1744 @code{#pragma} should be used instead.  There are two reasons for not
1745 doing this.
1746
1747 @enumerate
1748 @item
1749 It is impossible to generate @code{#pragma} commands from a macro.
1750
1751 @item
1752 There is no telling what the same @code{#pragma} might mean in another
1753 compiler.
1754 @end enumerate
1755
1756 These two reasons apply to almost any application that might be proposed
1757 for @code{#pragma}.  It is basically a mistake to use @code{#pragma} for
1758 @emph{anything}.
1759
1760 @node Function Prototypes
1761 @section Prototypes and Old-Style Function Definitions
1762 @cindex function prototype declarations
1763 @cindex old-style function definitions
1764 @cindex promotion of formal parameters
1765
1766 GNU C extends ANSI C to allow a function prototype to override a later
1767 old-style non-prototype definition.  Consider the following example:
1768
1769 @example
1770 /* @r{Use prototypes unless the compiler is old-fashioned.}  */
1771 #ifdef __STDC__
1772 #define P(x) x
1773 #else
1774 #define P(x) ()
1775 #endif
1776
1777 /* @r{Prototype function declaration.}  */
1778 int isroot P((uid_t));
1779
1780 /* @r{Old-style function definition.}  */
1781 int
1782 isroot (x)   /* ??? lossage here ??? */
1783      uid_t x;
1784 @{
1785   return x == 0;
1786 @}
1787 @end example
1788
1789 Suppose the type @code{uid_t} happens to be @code{short}.  ANSI C does
1790 not allow this example, because subword arguments in old-style
1791 non-prototype definitions are promoted.  Therefore in this example the
1792 function definition's argument is really an @code{int}, which does not
1793 match the prototype argument type of @code{short}.
1794
1795 This restriction of ANSI C makes it hard to write code that is portable
1796 to traditional C compilers, because the programmer does not know
1797 whether the @code{uid_t} type is @code{short}, @code{int}, or
1798 @code{long}.  Therefore, in cases like these GNU C allows a prototype
1799 to override a later old-style definition.  More precisely, in GNU C, a
1800 function prototype argument type overrides the argument type specified
1801 by a later old-style definition if the former type is the same as the
1802 latter type before promotion.  Thus in GNU C the above example is
1803 equivalent to the following:
1804
1805 @example
1806 int isroot (uid_t);
1807
1808 int
1809 isroot (uid_t x)
1810 @{
1811   return x == 0;
1812 @}
1813 @end example
1814
1815 GNU C++ does not support old-style function definitions, so this
1816 extension is irrelevant.
1817
1818 @node C++ Comments
1819 @section C++ Style Comments
1820 @cindex //
1821 @cindex C++ comments
1822 @cindex comments, C++ style
1823
1824 In GNU C, you may use C++ style comments, which start with @samp{//} and
1825 continue until the end of the line.  Many other C implementations allow
1826 such comments, and they are likely to be in a future C standard.
1827 However, C++ style comments are not recognized if you specify
1828 @w{@samp{-ansi}} or @w{@samp{-traditional}}, since they are incompatible
1829 with traditional constructs like @code{dividend//*comment*/divisor}.
1830
1831 @node Dollar Signs
1832 @section Dollar Signs in Identifier Names
1833 @cindex $
1834 @cindex dollar signs in identifier names
1835 @cindex identifier names, dollar signs in
1836
1837 In GNU C, you may normally use dollar signs in identifier names.
1838 This is because many traditional C implementations allow such identifiers.
1839 However, dollar signs in identifiers are not supported on a few target
1840 machines, typically because the target assembler does not allow them.
1841
1842 @node Character Escapes
1843 @section The Character @key{ESC} in Constants
1844
1845 You can use the sequence @samp{\e} in a string or character constant to
1846 stand for the ASCII character @key{ESC}.
1847
1848 @node Alignment
1849 @section Inquiring on Alignment of Types or Variables
1850 @cindex alignment
1851 @cindex type alignment
1852 @cindex variable alignment
1853
1854 The keyword @code{__alignof__} allows you to inquire about how an object
1855 is aligned, or the minimum alignment usually required by a type.  Its
1856 syntax is just like @code{sizeof}.
1857
1858 For example, if the target machine requires a @code{double} value to be
1859 aligned on an 8-byte boundary, then @code{__alignof__ (double)} is 8.
1860 This is true on many RISC machines.  On more traditional machine
1861 designs, @code{__alignof__ (double)} is 4 or even 2.
1862
1863 Some machines never actually require alignment; they allow reference to any
1864 data type even at an odd addresses.  For these machines, @code{__alignof__}
1865 reports the @emph{recommended} alignment of a type.
1866
1867 When the operand of @code{__alignof__} is an lvalue rather than a type, the
1868 value is the largest alignment that the lvalue is known to have.  It may
1869 have this alignment as a result of its data type, or because it is part of
1870 a structure and inherits alignment from that structure.  For example, after
1871 this declaration:
1872
1873 @example
1874 struct foo @{ int x; char y; @} foo1;
1875 @end example
1876
1877 @noindent
1878 the value of @code{__alignof__ (foo1.y)} is probably 2 or 4, the same as
1879 @code{__alignof__ (int)}, even though the data type of @code{foo1.y}
1880 does not itself demand any alignment.@refill
1881
1882 It is an error to ask for the alignment of an incomplete type.
1883
1884 A related feature which lets you specify the alignment of an object is
1885 @code{__attribute__ ((aligned (@var{alignment})))}; see the following
1886 section.
1887
1888 @node Variable Attributes
1889 @section Specifying Attributes of Variables
1890 @cindex attribute of variables
1891 @cindex variable attributes
1892
1893 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
1894 attributes of variables or structure fields.  This keyword is followed
1895 by an attribute specification inside double parentheses.  Eight
1896 attributes are currently defined for variables: @code{aligned},
1897 @code{mode}, @code{nocommon}, @code{packed}, @code{section},
1898 @code{transparent_union}, @code{unused}, and @code{weak}.  Other
1899 attributes are available for functions (@pxref{Function Attributes}) and
1900 for types (@pxref{Type Attributes}).
1901
1902 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
1903 each keyword.  This allows you to use them in header files without
1904 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
1905 you may use @code{__aligned__} instead of @code{aligned}.
1906
1907 @table @code
1908 @cindex @code{aligned} attribute
1909 @item aligned (@var{alignment})
1910 This attribute specifies a minimum alignment for the variable or
1911 structure field, measured in bytes.  For example, the declaration:
1912
1913 @smallexample
1914 int x __attribute__ ((aligned (16))) = 0;
1915 @end smallexample
1916
1917 @noindent
1918 causes the compiler to allocate the global variable @code{x} on a
1919 16-byte boundary.  On a 68040, this could be used in conjunction with
1920 an @code{asm} expression to access the @code{move16} instruction which
1921 requires 16-byte aligned operands.
1922
1923 You can also specify the alignment of structure fields.  For example, to
1924 create a double-word aligned @code{int} pair, you could write:
1925
1926 @smallexample
1927 struct foo @{ int x[2] __attribute__ ((aligned (8))); @};
1928 @end smallexample
1929
1930 @noindent
1931 This is an alternative to creating a union with a @code{double} member
1932 that forces the union to be double-word aligned.
1933
1934 It is not possible to specify the alignment of functions; the alignment
1935 of functions is determined by the machine's requirements and cannot be
1936 changed.  You cannot specify alignment for a typedef name because such a
1937 name is just an alias, not a distinct type.
1938
1939 As in the preceding examples, you can explicitly specify the alignment
1940 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given variable or
1941 structure field.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
1942 and just ask the compiler to align a variable or field to the maximum
1943 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
1944 example, you could write:
1945
1946 @smallexample
1947 short array[3] __attribute__ ((aligned));
1948 @end smallexample
1949
1950 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned} attribute
1951 specification, the compiler automatically sets the alignment for the declared
1952 variable or field to the largest alignment which is ever used for any data
1953 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often make
1954 copy operations more efficient, because the compiler can use whatever
1955 instructions copy the biggest chunks of memory when performing copies to
1956 or from the variables or fields that you have aligned this way.
1957
1958 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
1959 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
1960
1961 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
1962 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
1963 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
1964 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
1965 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
1966 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
1967 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
1968 alignment.  See your linker documentation for further information.
1969
1970 @item mode (@var{mode})
1971 @cindex @code{mode} attribute
1972 This attribute specifies the data type for the declaration---whichever
1973 type corresponds to the mode @var{mode}.  This in effect lets you
1974 request an integer or floating point type according to its width.
1975
1976 You may also specify a mode of @samp{byte} or @samp{__byte__} to
1977 indicate the mode corresponding to a one-byte integer, @samp{word} or
1978 @samp{__word__} for the mode of a one-word integer, and @samp{pointer}
1979 or @samp{__pointer__} for the mode used to represent pointers.
1980
1981 @item nocommon
1982 @cindex @code{nocommon} attribute
1983 This attribute specifies requests GNU CC not to place a variable
1984 ``common'' but instead to allocate space for it directly.  If you
1985 specify the @samp{-fno-common} flag, GNU CC will do this for all
1986 variables.
1987
1988 Specifying the @code{nocommon} attribute for a variable provides an
1989 initialization of zeros.  A variable may only be initialized in one
1990 source file.
1991
1992 @item packed
1993 @cindex @code{packed} attribute
1994 The @code{packed} attribute specifies that a variable or structure field
1995 should have the smallest possible alignment---one byte for a variable,
1996 and one bit for a field, unless you specify a larger value with the
1997 @code{aligned} attribute.
1998
1999 Here is a structure in which the field @code{x} is packed, so that it
2000 immediately follows @code{a}:
2001
2002 @example
2003 struct foo
2004 @{
2005   char a;
2006   int x[2] __attribute__ ((packed));
2007 @};
2008 @end example
2009
2010 @item section ("section-name")
2011 @cindex @code{section} variable attribute
2012 Normally, the compiler places the objects it generates in sections like
2013 @code{data} and @code{bss}.  Sometimes, however, you need additional sections,
2014 or you need certain particular variables to appear in special sections,
2015 for example to map to special hardware.  The @code{section}
2016 attribute specifies that a variable (or function) lives in a particular
2017 section.  For example, this small program uses several specific section names:
2018
2019 @smallexample
2020 struct duart a __attribute__ ((section ("DUART_A"))) = @{ 0 @};
2021 struct duart b __attribute__ ((section ("DUART_B"))) = @{ 0 @};
2022 char stack[10000] __attribute__ ((section ("STACK"))) = @{ 0 @};
2023 int init_data __attribute__ ((section ("INITDATA"))) = 0;
2024
2025 main()
2026 @{
2027   /* Initialize stack pointer */
2028   init_sp (stack + sizeof (stack));
2029
2030   /* Initialize initialized data */
2031   memcpy (&init_data, &data, &edata - &data);
2032
2033   /* Turn on the serial ports */
2034   init_duart (&a);
2035   init_duart (&b);
2036 @}
2037 @end smallexample
2038
2039 @noindent
2040 Use the @code{section} attribute with an @emph{initialized} definition
2041 of a @emph{global} variable, as shown in the example.  GNU CC issues
2042 a warning and otherwise ignores the @code{section} attribute in
2043 uninitialized variable declarations.
2044
2045 You may only use the @code{section} attribute with a fully initialized
2046 global definition because of the way linkers work.  The linker requires
2047 each object be defined once, with the exception that uninitialized
2048 variables tentatively go in the @code{common} (or @code{bss}) section
2049 and can be multiply "defined".  You can force a variable to be
2050 initialized with the @samp{-fno-common} flag or the @code{nocommon}
2051 attribute.
2052
2053 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
2054 attribute is not available on all platforms.
2055 If you need to map the entire contents of a module to a particular
2056 section, consider using the facilities of the linker instead.
2057
2058 @item shared
2059 @cindex @code{shared} variable attribute
2060 On Windows NT, in addition to nputting variable definitions in a named 
2061 section, the section can also be shared among all running copies of an 
2062 executable or DLL. For example, this small program defines shared data 
2063 by putting it in a named section "shared" and marking the section 
2064 shareable:
2065
2066 @smallexample
2067 int foo __attribute__((section ("shared"), shared)) = 0;
2068
2069 int
2070 main()
2071 @{
2072   /* Read and write foo. All running copies see the same value. */
2073   return 0;
2074 @}
2075 @end smallexample
2076
2077 @noindent
2078 You may only use the @code{shared} attribute along with @code{section}
2079 attribute with a fully initialized global definition because of the way 
2080 linkers work.  See @code{section} attribute for more information.
2081
2082 The @code{shared} attribute is only available on Windows NT.
2083
2084 @item transparent_union
2085 This attribute, attached to a function parameter which is a union, means
2086 that the corresponding argument may have the type of any union member,
2087 but the argument is passed as if its type were that of the first union
2088 member.  For more details see @xref{Type Attributes}.  You can also use
2089 this attribute on a @code{typedef} for a union data type; then it
2090 applies to all function parameters with that type.
2091
2092 @item unused
2093 This attribute, attached to a variable, means that the variable is meant
2094 to be possibly unused.  GNU CC will not produce a warning for this
2095 variable.
2096
2097 @item weak
2098 The @code{weak} attribute is described in @xref{Function Attributes}.
2099
2100 @item model (@var{model-name})
2101 @cindex variable addressability on the M32R/D
2102 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object.
2103 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
2104 or @code{large}, representing each of the code models.
2105
2106 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
2107 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction).
2108
2109 Medium and large model objects may live anywhere in the 32 bit address space
2110 (the compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their
2111 addresses).
2112
2113 @end table
2114
2115 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
2116 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
2117 packed))}.
2118
2119 @node Type Attributes
2120 @section Specifying Attributes of Types
2121 @cindex attribute of types
2122 @cindex type attributes
2123
2124 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
2125 attributes of @code{struct} and @code{union} types when you define such
2126 types.  This keyword is followed by an attribute specification inside
2127 double parentheses.  Three attributes are currently defined for types:
2128 @code{aligned}, @code{packed}, and @code{transparent_union}.  Other
2129 attributes are defined for functions (@pxref{Function Attributes}) and
2130 for variables (@pxref{Variable Attributes}).
2131
2132 You may also specify any one of these attributes with @samp{__}
2133 preceding and following its keyword.  This allows you to use these
2134 attributes in header files without being concerned about a possible
2135 macro of the same name.  For example, you may use @code{__aligned__}
2136 instead of @code{aligned}.
2137
2138 You may specify the @code{aligned} and @code{transparent_union}
2139 attributes either in a @code{typedef} declaration or just past the
2140 closing curly brace of a complete enum, struct or union type
2141 @emph{definition} and the @code{packed} attribute only past the closing
2142 brace of a definition.
2143
2144 You may also specify attributes between the enum, struct or union
2145 tag and the name of the type rather than after the closing brace.
2146
2147 @table @code
2148 @cindex @code{aligned} attribute
2149 @item aligned (@var{alignment})
2150 This attribute specifies a minimum alignment (in bytes) for variables
2151 of the specified type.  For example, the declarations:
2152
2153 @smallexample
2154 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned (8)));
2155 typedef int more_aligned_int __attribute__ ((aligned (8)));
2156 @end smallexample
2157
2158 @noindent
2159 force the compiler to insure (as far as it can) that each variable whose
2160 type is @code{struct S} or @code{more_aligned_int} will be allocated and
2161 aligned @emph{at least} on a 8-byte boundary.  On a Sparc, having all
2162 variables of type @code{struct S} aligned to 8-byte boundaries allows
2163 the compiler to use the @code{ldd} and @code{std} (doubleword load and
2164 store) instructions when copying one variable of type @code{struct S} to
2165 another, thus improving run-time efficiency.
2166
2167 Note that the alignment of any given @code{struct} or @code{union} type
2168 is required by the ANSI C standard to be at least a perfect multiple of
2169 the lowest common multiple of the alignments of all of the members of
2170 the @code{struct} or @code{union} in question.  This means that you @emph{can}
2171 effectively adjust the alignment of a @code{struct} or @code{union}
2172 type by attaching an @code{aligned} attribute to any one of the members
2173 of such a type, but the notation illustrated in the example above is a
2174 more obvious, intuitive, and readable way to request the compiler to
2175 adjust the alignment of an entire @code{struct} or @code{union} type.
2176
2177 As in the preceding example, you can explicitly specify the alignment
2178 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given @code{struct}
2179 or @code{union} type.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
2180 and just ask the compiler to align a type to the maximum
2181 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
2182 example, you could write:
2183
2184 @smallexample
2185 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned));
2186 @end smallexample
2187
2188 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned}
2189 attribute specification, the compiler automatically sets the alignment
2190 for the type to the largest alignment which is ever used for any data
2191 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often
2192 make copy operations more efficient, because the compiler can use
2193 whatever instructions copy the biggest chunks of memory when performing
2194 copies to or from the variables which have types that you have aligned
2195 this way.
2196
2197 In the example above, if the size of each @code{short} is 2 bytes, then
2198 the size of the entire @code{struct S} type is 6 bytes.  The smallest
2199 power of two which is greater than or equal to that is 8, so the
2200 compiler sets the alignment for the entire @code{struct S} type to 8
2201 bytes.
2202
2203 Note that although you can ask the compiler to select a time-efficient
2204 alignment for a given type and then declare only individual stand-alone
2205 objects of that type, the compiler's ability to select a time-efficient
2206 alignment is primarily useful only when you plan to create arrays of
2207 variables having the relevant (efficiently aligned) type.  If you
2208 declare or use arrays of variables of an efficiently-aligned type, then
2209 it is likely that your program will also be doing pointer arithmetic (or
2210 subscripting, which amounts to the same thing) on pointers to the
2211 relevant type, and the code that the compiler generates for these
2212 pointer arithmetic operations will often be more efficient for
2213 efficiently-aligned types than for other types.
2214
2215 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
2216 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
2217
2218 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
2219 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
2220 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
2221 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
2222 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
2223 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
2224 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
2225 alignment.  See your linker documentation for further information.
2226
2227 @item packed
2228 This attribute, attached to an @code{enum}, @code{struct}, or
2229 @code{union} type definition, specified that the minimum required memory
2230 be used to represent the type.
2231
2232 Specifying this attribute for @code{struct} and @code{union} types is
2233 equivalent to specifying the @code{packed} attribute on each of the
2234 structure or union members.  Specifying the @samp{-fshort-enums}
2235 flag on the line is equivalent to specifying the @code{packed}
2236 attribute on all @code{enum} definitions.
2237
2238 You may only specify this attribute after a closing curly brace on an
2239 @code{enum} definition, not in a @code{typedef} declaration, unless that
2240 declaration also contains the definition of the @code{enum}.
2241
2242 @item transparent_union
2243 This attribute, attached to a @code{union} type definition, indicates
2244 that any function parameter having that union type causes calls to that
2245 function to be treated in a special way.
2246
2247 First, the argument corresponding to a transparent union type can be of
2248 any type in the union; no cast is required.  Also, if the union contains
2249 a pointer type, the corresponding argument can be a null pointer
2250 constant or a void pointer expression; and if the union contains a void
2251 pointer type, the corresponding argument can be any pointer expression.
2252 If the union member type is a pointer, qualifiers like @code{const} on
2253 the referenced type must be respected, just as with normal pointer
2254 conversions.
2255
2256 Second, the argument is passed to the function using the calling
2257 conventions of first member of the transparent union, not the calling
2258 conventions of the union itself.  All members of the union must have the
2259 same machine representation; this is necessary for this argument passing
2260 to work properly.
2261
2262 Transparent unions are designed for library functions that have multiple
2263 interfaces for compatibility reasons.  For example, suppose the
2264 @code{wait} function must accept either a value of type @code{int *} to
2265 comply with Posix, or a value of type @code{union wait *} to comply with
2266 the 4.1BSD interface.  If @code{wait}'s parameter were @code{void *},
2267 @code{wait} would accept both kinds of arguments, but it would also
2268 accept any other pointer type and this would make argument type checking
2269 less useful.  Instead, @code{<sys/wait.h>} might define the interface
2270 as follows:
2271
2272 @smallexample
2273 typedef union
2274   @{
2275     int *__ip;
2276     union wait *__up;
2277   @} wait_status_ptr_t __attribute__ ((__transparent_union__));
2278
2279 pid_t wait (wait_status_ptr_t);
2280 @end smallexample
2281
2282 This interface allows either @code{int *} or @code{union wait *}
2283 arguments to be passed, using the @code{int *} calling convention.
2284 The program can call @code{wait} with arguments of either type:
2285
2286 @example
2287 int w1 () @{ int w; return wait (&w); @}
2288 int w2 () @{ union wait w; return wait (&w); @}
2289 @end example
2290
2291 With this interface, @code{wait}'s implementation might look like this:
2292
2293 @example
2294 pid_t wait (wait_status_ptr_t p)
2295 @{
2296   return waitpid (-1, p.__ip, 0);
2297 @}
2298 @end example
2299
2300 @item unused
2301 When attached to a type (including a @code{union} or a @code{struct}),
2302 this attribute means that variables of that type are meant to appear
2303 possibly unused.  GNU CC will not produce a warning for any variables of
2304 that type, even if the variable appears to do nothing.  This is often
2305 the case with lock or thread classes, which are usually defined and then
2306 not referenced, but contain constructors and destructors that have
2307 nontrivial bookkeeping functions.
2308
2309 @end table
2310
2311 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
2312 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
2313 packed))}.
2314
2315 @node Inline
2316 @section An Inline Function is As Fast As a Macro
2317 @cindex inline functions
2318 @cindex integrating function code
2319 @cindex open coding
2320 @cindex macros, inline alternative
2321
2322 By declaring a function @code{inline}, you can direct GNU CC to
2323 integrate that function's code into the code for its callers.  This
2324 makes execution faster by eliminating the function-call overhead; in
2325 addition, if any of the actual argument values are constant, their known
2326 values may permit simplifications at compile time so that not all of the
2327 inline function's code needs to be included.  The effect on code size is
2328 less predictable; object code may be larger or smaller with function
2329 inlining, depending on the particular case.  Inlining of functions is an
2330 optimization and it really ``works'' only in optimizing compilation.  If
2331 you don't use @samp{-O}, no function is really inline.
2332
2333 To declare a function inline, use the @code{inline} keyword in its
2334 declaration, like this:
2335
2336 @example
2337 inline int
2338 inc (int *a)
2339 @{
2340   (*a)++;
2341 @}
2342 @end example
2343
2344 (If you are writing a header file to be included in ANSI C programs, write
2345 @code{__inline__} instead of @code{inline}.  @xref{Alternate Keywords}.)
2346 You can also make all ``simple enough'' functions inline with the option
2347 @samp{-finline-functions}. 
2348
2349 Note that certain usages in a function definition can make it unsuitable
2350 for inline substitution.  Among these usages are: use of varargs, use of
2351 alloca, use of variable sized data types (@pxref{Variable Length}),
2352 use of computed goto (@pxref{Labels as Values}), use of nonlocal goto,
2353 and nested functions (@pxref{Nested Functions}).  Using @samp{-Winline}
2354 will warn when a function marked @code{inline} could not be substituted,
2355 and will give the reason for the failure.
2356
2357 Note that in C and Objective C, unlike C++, the @code{inline} keyword
2358 does not affect the linkage of the function.
2359
2360 @cindex automatic @code{inline} for C++ member fns
2361 @cindex @code{inline} automatic for C++ member fns
2362 @cindex member fns, automatically @code{inline}
2363 @cindex C++ member fns, automatically @code{inline}
2364 GNU CC automatically inlines member functions defined within the class
2365 body of C++ programs even if they are not explicitly declared
2366 @code{inline}.  (You can override this with @samp{-fno-default-inline};
2367 @pxref{C++ Dialect Options,,Options Controlling C++ Dialect}.)
2368
2369 @cindex inline functions, omission of
2370 When a function is both inline and @code{static}, if all calls to the
2371 function are integrated into the caller, and the function's address is
2372 never used, then the function's own assembler code is never referenced.
2373 In this case, GNU CC does not actually output assembler code for the
2374 function, unless you specify the option @samp{-fkeep-inline-functions}.
2375 Some calls cannot be integrated for various reasons (in particular,
2376 calls that precede the function's definition cannot be integrated, and
2377 neither can recursive calls within the definition).  If there is a
2378 nonintegrated call, then the function is compiled to assembler code as
2379 usual.  The function must also be compiled as usual if the program
2380 refers to its address, because that can't be inlined.
2381
2382 @cindex non-static inline function
2383 When an inline function is not @code{static}, then the compiler must assume
2384 that there may be calls from other source files; since a global symbol can
2385 be defined only once in any program, the function must not be defined in
2386 the other source files, so the calls therein cannot be integrated.
2387 Therefore, a non-@code{static} inline function is always compiled on its
2388 own in the usual fashion.
2389
2390 If you specify both @code{inline} and @code{extern} in the function
2391 definition, then the definition is used only for inlining.  In no case
2392 is the function compiled on its own, not even if you refer to its
2393 address explicitly.  Such an address becomes an external reference, as
2394 if you had only declared the function, and had not defined it.
2395
2396 This combination of @code{inline} and @code{extern} has almost the
2397 effect of a macro.  The way to use it is to put a function definition in
2398 a header file with these keywords, and put another copy of the
2399 definition (lacking @code{inline} and @code{extern}) in a library file.
2400 The definition in the header file will cause most calls to the function
2401 to be inlined.  If any uses of the function remain, they will refer to
2402 the single copy in the library.
2403
2404 GNU C does not inline any functions when not optimizing.  It is not
2405 clear whether it is better to inline or not, in this case, but we found
2406 that a correct implementation when not optimizing was difficult.  So we
2407 did the easy thing, and turned it off.
2408
2409 @node Extended Asm
2410 @section Assembler Instructions with C Expression Operands
2411 @cindex extended @code{asm}
2412 @cindex @code{asm} expressions
2413 @cindex assembler instructions
2414 @cindex registers
2415
2416 In an assembler instruction using @code{asm}, you can specify the
2417 operands of the instruction using C expressions.  This means you need not
2418 guess which registers or memory locations will contain the data you want
2419 to use.
2420
2421 You must specify an assembler instruction template much like what
2422 appears in a machine description, plus an operand constraint string for
2423 each operand.
2424
2425 For example, here is how to use the 68881's @code{fsinx} instruction:
2426
2427 @example
2428 asm ("fsinx %1,%0" : "=f" (result) : "f" (angle));
2429 @end example
2430
2431 @noindent
2432 Here @code{angle} is the C expression for the input operand while
2433 @code{result} is that of the output operand.  Each has @samp{"f"} as its
2434 operand constraint, saying that a floating point register is required.
2435 The @samp{=} in @samp{=f} indicates that the operand is an output; all
2436 output operands' constraints must use @samp{=}.  The constraints use the
2437 same language used in the machine description (@pxref{Constraints}).
2438
2439 Each operand is described by an operand-constraint string followed by
2440 the C expression in parentheses.  A colon separates the assembler
2441 template from the first output operand and another separates the last
2442 output operand from the first input, if any.  Commas separate the
2443 operands within each group.  The total number of operands is limited to
2444 ten or to the maximum number of operands in any instruction pattern in
2445 the machine description, whichever is greater.
2446
2447 If there are no output operands but there are input operands, you must
2448 place two consecutive colons surrounding the place where the output
2449 operands would go.
2450
2451 Output operand expressions must be lvalues; the compiler can check this.
2452 The input operands need not be lvalues.  The compiler cannot check
2453 whether the operands have data types that are reasonable for the
2454 instruction being executed.  It does not parse the assembler instruction
2455 template and does not know what it means or even whether it is valid
2456 assembler input.  The extended @code{asm} feature is most often used for
2457 machine instructions the compiler itself does not know exist.  If
2458 the output expression cannot be directly addressed (for example, it is a
2459 bit field), your constraint must allow a register.  In that case, GNU CC
2460 will use the register as the output of the @code{asm}, and then store
2461 that register into the output.
2462
2463 The ordinary output operands must be write-only; GNU CC will assume that
2464 the values in these operands before the instruction are dead and need
2465 not be generated.  Extended asm supports input-output or read-write
2466 operands.  Use the constraint character @samp{+} to indicate such an
2467 operand and list it with the output operands.
2468
2469 When the constraints for the read-write operand (or the operand in which
2470 only some of the bits are to be changed) allows a register, you may, as
2471 an alternative, logically split its function into two separate operands,
2472 one input operand and one write-only output operand.  The connection
2473 between them is expressed by constraints which say they need to be in
2474 the same location when the instruction executes.  You can use the same C
2475 expression for both operands, or different expressions.  For example,
2476 here we write the (fictitious) @samp{combine} instruction with
2477 @code{bar} as its read-only source operand and @code{foo} as its
2478 read-write destination:
2479
2480 @example
2481 asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "0" (foo), "g" (bar));
2482 @end example
2483
2484 @noindent
2485 The constraint @samp{"0"} for operand 1 says that it must occupy the
2486 same location as operand 0.  A digit in constraint is allowed only in an
2487 input operand and it must refer to an output operand.
2488
2489 Only a digit in the constraint can guarantee that one operand will be in
2490 the same place as another.  The mere fact that @code{foo} is the value
2491 of both operands is not enough to guarantee that they will be in the
2492 same place in the generated assembler code.  The following would not
2493 work reliably:
2494
2495 @example
2496 asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "r" (foo), "g" (bar));
2497 @end example
2498
2499 Various optimizations or reloading could cause operands 0 and 1 to be in
2500 different registers; GNU CC knows no reason not to do so.  For example, the
2501 compiler might find a copy of the value of @code{foo} in one register and
2502 use it for operand 1, but generate the output operand 0 in a different
2503 register (copying it afterward to @code{foo}'s own address).  Of course,
2504 since the register for operand 1 is not even mentioned in the assembler
2505 code, the result will not work, but GNU CC can't tell that.
2506
2507 Some instructions clobber specific hard registers.  To describe this,
2508 write a third colon after the input operands, followed by the names of
2509 the clobbered hard registers (given as strings).  Here is a realistic
2510 example for the VAX:
2511
2512 @example
2513 asm volatile ("movc3 %0,%1,%2"
2514               : /* no outputs */
2515               : "g" (from), "g" (to), "g" (count)
2516               : "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5");
2517 @end example
2518
2519 You may not write a clobber description in a way that overlaps with an
2520 input or output operand.  For example, you may not have an operand
2521 describing a register class with one member if you mention that register
2522 in the clobber list.  There is no way for you to specify that an input
2523 operand is modified without also specifying it as an output
2524 operand.  Note that if all the output operands you specify are for this
2525 purpose (and hence unused), you will then also need to specify
2526 @code{volatile} for the @code{asm} construct, as described below, to
2527 prevent GNU CC from deleting the @code{asm} statement as unused.
2528
2529 If you refer to a particular hardware register from the assembler code,
2530 you will probably have to list the register after the third colon to
2531 tell the compiler the register's value is modified.  In some assemblers,
2532 the register names begin with @samp{%}; to produce one @samp{%} in the
2533 assembler code, you must write @samp{%%} in the input.
2534
2535 If your assembler instruction can alter the condition code register, add
2536 @samp{cc} to the list of clobbered registers.  GNU CC on some machines
2537 represents the condition codes as a specific hardware register;
2538 @samp{cc} serves to name this register.  On other machines, the
2539 condition code is handled differently, and specifying @samp{cc} has no
2540 effect.  But it is valid no matter what the machine.
2541
2542 If your assembler instruction modifies memory in an unpredictable
2543 fashion, add @samp{memory} to the list of clobbered registers.  This
2544 will cause GNU CC to not keep memory values cached in registers across
2545 the assembler instruction.
2546
2547 You can put multiple assembler instructions together in a single
2548 @code{asm} template, separated either with newlines (written as
2549 @samp{\n}) or with semicolons if the assembler allows such semicolons.
2550 The GNU assembler allows semicolons and most Unix assemblers seem to do
2551 so.  The input operands are guaranteed not to use any of the clobbered
2552 registers, and neither will the output operands' addresses, so you can
2553 read and write the clobbered registers as many times as you like.  Here
2554 is an example of multiple instructions in a template; it assumes the
2555 subroutine @code{_foo} accepts arguments in registers 9 and 10:
2556
2557 @example
2558 asm ("movl %0,r9;movl %1,r10;call _foo"
2559      : /* no outputs */
2560      : "g" (from), "g" (to)
2561      : "r9", "r10");
2562 @end example
2563
2564 Unless an output operand has the @samp{&} constraint modifier, GNU CC
2565 may allocate it in the same register as an unrelated input operand, on
2566 the assumption the inputs are consumed before the outputs are produced.
2567 This assumption may be false if the assembler code actually consists of
2568 more than one instruction.  In such a case, use @samp{&} for each output
2569 operand that may not overlap an input.  @xref{Modifiers}.
2570
2571 If you want to test the condition code produced by an assembler
2572 instruction, you must include a branch and a label in the @code{asm}
2573 construct, as follows:
2574
2575 @example
2576 asm ("clr %0;frob %1;beq 0f;mov #1,%0;0:"
2577      : "g" (result)
2578      : "g" (input));
2579 @end example
2580
2581 @noindent
2582 This assumes your assembler supports local labels, as the GNU assembler
2583 and most Unix assemblers do.
2584
2585 Speaking of labels, jumps from one @code{asm} to another are not
2586 supported.  The compiler's optimizers do not know about these jumps, and
2587 therefore they cannot take account of them when deciding how to
2588 optimize.
2589
2590 @cindex macros containing @code{asm}
2591 Usually the most convenient way to use these @code{asm} instructions is to
2592 encapsulate them in macros that look like functions.  For example,
2593
2594 @example
2595 #define sin(x)       \
2596 (@{ double __value, __arg = (x);   \
2597    asm ("fsinx %1,%0": "=f" (__value): "f" (__arg));  \
2598    __value; @})
2599 @end example
2600
2601 @noindent
2602 Here the variable @code{__arg} is used to make sure that the instruction
2603 operates on a proper @code{double} value, and to accept only those
2604 arguments @code{x} which can convert automatically to a @code{double}.
2605
2606 Another way to make sure the instruction operates on the correct data
2607 type is to use a cast in the @code{asm}.  This is different from using a
2608 variable @code{__arg} in that it converts more different types.  For
2609 example, if the desired type were @code{int}, casting the argument to
2610 @code{int} would accept a pointer with no complaint, while assigning the
2611 argument to an @code{int} variable named @code{__arg} would warn about
2612 using a pointer unless the caller explicitly casts it.
2613
2614 If an @code{asm} has output operands, GNU CC assumes for optimization
2615 purposes the instruction has no side effects except to change the output
2616 operands.  This does not mean instructions with a side effect cannot be
2617 used, but you must be careful, because the compiler may eliminate them
2618 if the output operands aren't used, or move them out of loops, or
2619 replace two with one if they constitute a common subexpression.  Also,
2620 if your instruction does have a side effect on a variable that otherwise
2621 appears not to change, the old value of the variable may be reused later
2622 if it happens to be found in a register.
2623
2624 You can prevent an @code{asm} instruction from being deleted, moved
2625 significantly, or combined, by writing the keyword @code{volatile} after
2626 the @code{asm}.  For example:
2627
2628 @example
2629 #define get_and_set_priority(new)  \
2630 (@{ int __old; \
2631    asm volatile ("get_and_set_priority %0, %1": "=g" (__old) : "g" (new)); \
2632    __old; @})
2633 @end example
2634
2635 @noindent
2636 If you write an @code{asm} instruction with no outputs, GNU CC will know
2637 the instruction has side-effects and will not delete the instruction or
2638 move it outside of loops.  If the side-effects of your instruction are
2639 not purely external, but will affect variables in your program in ways
2640 other than reading the inputs and clobbering the specified registers or
2641 memory, you should write the @code{volatile} keyword to prevent future
2642 versions of GNU CC from moving the instruction around within a core
2643 region.
2644
2645 An @code{asm} instruction without any operands or clobbers (and ``old
2646 style'' @code{asm}) will not be deleted or moved significantly,
2647 regardless, unless it is unreachable, the same wasy as if you had
2648 written a @code{volatile} keyword.
2649
2650 Note that even a volatile @code{asm} instruction can be moved in ways
2651 that appear insignificant to the compiler, such as across jump
2652 instructions.  You can't expect a sequence of volatile @code{asm}
2653 instructions to remain perfectly consecutive.  If you want consecutive
2654 output, use a single @code{asm}.
2655
2656 It is a natural idea to look for a way to give access to the condition
2657 code left by the assembler instruction.  However, when we attempted to
2658 implement this, we found no way to make it work reliably.  The problem
2659 is that output operands might need reloading, which would result in
2660 additional following ``store'' instructions.  On most machines, these
2661 instructions would alter the condition code before there was time to
2662 test it.  This problem doesn't arise for ordinary ``test'' and
2663 ``compare'' instructions because they don't have any output operands.
2664
2665 If you are writing a header file that should be includable in ANSI C
2666 programs, write @code{__asm__} instead of @code{asm}.  @xref{Alternate
2667 Keywords}.
2668
2669 @subsection i386 floating point asm operands
2670
2671 There are several rules on the usage of stack-like regs in
2672 asm_operands insns.  These rules apply only to the operands that are
2673 stack-like regs:
2674
2675 @enumerate
2676 @item
2677 Given a set of input regs that die in an asm_operands, it is
2678 necessary to know which are implicitly popped by the asm, and
2679 which must be explicitly popped by gcc.
2680
2681 An input reg that is implicitly popped by the asm must be
2682 explicitly clobbered, unless it is constrained to match an
2683 output operand.
2684
2685 @item
2686 For any input reg that is implicitly popped by an asm, it is
2687 necessary to know how to adjust the stack to compensate for the pop.
2688 If any non-popped input is closer to the top of the reg-stack than
2689 the implicitly popped reg, it would not be possible to know what the
2690 stack looked like --- it's not clear how the rest of the stack ``slides
2691 up''.
2692
2693 All implicitly popped input regs must be closer to the top of
2694 the reg-stack than any input that is not implicitly popped.
2695
2696 It is possible that if an input dies in an insn, reload might
2697 use the input reg for an output reload.  Consider this example:
2698
2699 @example
2700 asm ("foo" : "=t" (a) : "f" (b));
2701 @end example
2702
2703 This asm says that input B is not popped by the asm, and that
2704 the asm pushes a result onto the reg-stack, ie, the stack is one
2705 deeper after the asm than it was before.  But, it is possible that
2706 reload will think that it can use the same reg for both the input and
2707 the output, if input B dies in this insn.
2708
2709 If any input operand uses the @code{f} constraint, all output reg
2710 constraints must use the @code{&} earlyclobber.
2711
2712 The asm above would be written as
2713
2714 @example
2715 asm ("foo" : "=&t" (a) : "f" (b));
2716 @end example
2717
2718 @item
2719 Some operands need to be in particular places on the stack.  All
2720 output operands fall in this category --- there is no other way to
2721 know which regs the outputs appear in unless the user indicates
2722 this in the constraints.
2723
2724 Output operands must specifically indicate which reg an output
2725 appears in after an asm.  @code{=f} is not allowed: the operand
2726 constraints must select a class with a single reg.
2727
2728 @item
2729 Output operands may not be ``inserted'' between existing stack regs.
2730 Since no 387 opcode uses a read/write operand, all output operands
2731 are dead before the asm_operands, and are pushed by the asm_operands.
2732 It makes no sense to push anywhere but the top of the reg-stack.
2733
2734 Output operands must start at the top of the reg-stack: output
2735 operands may not ``skip'' a reg.
2736
2737 @item
2738 Some asm statements may need extra stack space for internal
2739 calculations.  This can be guaranteed by clobbering stack registers
2740 unrelated to the inputs and outputs.
2741
2742 @end enumerate
2743
2744 Here are a couple of reasonable asms to want to write.  This asm
2745 takes one input, which is internally popped, and produces two outputs.
2746
2747 @example
2748 asm ("fsincos" : "=t" (cos), "=u" (sin) : "0" (inp));
2749 @end example
2750
2751 This asm takes two inputs, which are popped by the @code{fyl2xp1} opcode,
2752 and replaces them with one output.  The user must code the @code{st(1)}
2753 clobber for reg-stack.c to know that @code{fyl2xp1} pops both inputs.
2754
2755 @example
2756 asm ("fyl2xp1" : "=t" (result) : "0" (x), "u" (y) : "st(1)");
2757 @end example
2758
2759 @ifclear INTERNALS
2760 @c Show the details on constraints if they do not appear elsewhere in
2761 @c the manual
2762 @include md.texi
2763 @end ifclear
2764
2765 @node Asm Labels
2766 @section Controlling Names Used in Assembler Code
2767 @cindex assembler names for identifiers
2768 @cindex names used in assembler code
2769 @cindex identifiers, names in assembler code
2770
2771 You can specify the name to be used in the assembler code for a C
2772 function or variable by writing the @code{asm} (or @code{__asm__})
2773 keyword after the declarator as follows:
2774
2775 @example
2776 int foo asm ("myfoo") = 2;
2777 @end example
2778
2779 @noindent
2780 This specifies that the name to be used for the variable @code{foo} in
2781 the assembler code should be @samp{myfoo} rather than the usual
2782 @samp{_foo}.
2783
2784 On systems where an underscore is normally prepended to the name of a C
2785 function or variable, this feature allows you to define names for the
2786 linker that do not start with an underscore.
2787
2788 You cannot use @code{asm} in this way in a function @emph{definition}; but
2789 you can get the same effect by writing a declaration for the function
2790 before its definition and putting @code{asm} there, like this:
2791
2792 @example
2793 extern func () asm ("FUNC");
2794
2795 func (x, y)
2796      int x, y;
2797 @dots{}
2798 @end example
2799
2800 It is up to you to make sure that the assembler names you choose do not
2801 conflict with any other assembler symbols.  Also, you must not use a
2802 register name; that would produce completely invalid assembler code.  GNU
2803 CC does not as yet have the ability to store static variables in registers.
2804 Perhaps that will be added.
2805
2806 @node Explicit Reg Vars
2807 @section Variables in Specified Registers
2808 @cindex explicit register variables
2809 @cindex variables in specified registers
2810 @cindex specified registers
2811 @cindex registers, global allocation
2812
2813 GNU C allows you to put a few global variables into specified hardware
2814 registers.  You can also specify the register in which an ordinary
2815 register variable should be allocated.
2816
2817 @itemize @bullet
2818 @item
2819 Global register variables reserve registers throughout the program.
2820 This may be useful in programs such as programming language
2821 interpreters which have a couple of global variables that are accessed
2822 very often.
2823
2824 @item
2825 Local register variables in specific registers do not reserve the
2826 registers.  The compiler's data flow analysis is capable of determining
2827 where the specified registers contain live values, and where they are
2828 available for other uses.  Stores into local register variables may be deleted
2829 when they appear to be dead according to dataflow analysis.  References
2830 to local register variables may be deleted or moved or simplified.
2831
2832 These local variables are sometimes convenient for use with the extended
2833 @code{asm} feature (@pxref{Extended Asm}), if you want to write one
2834 output of the assembler instruction directly into a particular register.
2835 (This will work provided the register you specify fits the constraints
2836 specified for that operand in the @code{asm}.)
2837 @end itemize
2838
2839 @menu
2840 * Global Reg Vars::
2841 * Local Reg Vars::
2842 @end menu
2843
2844 @node Global Reg Vars
2845 @subsection Defining Global Register Variables
2846 @cindex global register variables
2847 @cindex registers, global variables in
2848
2849 You can define a global register variable in GNU C like this:
2850
2851 @example
2852 register int *foo asm ("a5");
2853 @end example
2854
2855 @noindent
2856 Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Choose a
2857 register which is normally saved and restored by function calls on your
2858 machine, so that library routines will not clobber it.
2859
2860 Naturally the register name is cpu-dependent, so you would need to
2861 conditionalize your program according to cpu type.  The register
2862 @code{a5} would be a good choice on a 68000 for a variable of pointer
2863 type.  On machines with register windows, be sure to choose a ``global''
2864 register that is not affected magically by the function call mechanism.
2865
2866 In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
2867 name the registers; then you would need additional conditionals.  For
2868 example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
2869
2870 Eventually there may be a way of asking the compiler to choose a register
2871 automatically, but first we need to figure out how it should choose and
2872 how to enable you to guide the choice.  No solution is evident.
2873
2874 Defining a global register variable in a certain register reserves that
2875 register entirely for this use, at least within the current compilation.
2876 The register will not be allocated for any other purpose in the functions
2877 in the current compilation.  The register will not be saved and restored by
2878 these functions.  Stores into this register are never deleted even if they
2879 would appear to be dead, but references may be deleted or moved or
2880 simplified.
2881
2882 It is not safe to access the global register variables from signal
2883 handlers, or from more than one thread of control, because the system
2884 library routines may temporarily use the register for other things (unless
2885 you recompile them specially for the task at hand).
2886
2887 @cindex @code{qsort}, and global register variables
2888 It is not safe for one function that uses a global register variable to
2889 call another such function @code{foo} by way of a third function
2890 @code{lose} that was compiled without knowledge of this variable (i.e. in a
2891 different source file in which the variable wasn't declared).  This is
2892 because @code{lose} might save the register and put some other value there.
2893 For example, you can't expect a global register variable to be available in
2894 the comparison-function that you pass to @code{qsort}, since @code{qsort}
2895 might have put something else in that register.  (If you are prepared to
2896 recompile @code{qsort} with the same global register variable, you can
2897 solve this problem.)
2898
2899 If you want to recompile @code{qsort} or other source files which do not
2900 actually use your global register variable, so that they will not use that
2901 register for any other purpose, then it suffices to specify the compiler
2902 option @samp{-ffixed-@var{reg}}.  You need not actually add a global
2903 register declaration to their source code.
2904
2905 A function which can alter the value of a global register variable cannot
2906 safely be called from a function compiled without this variable, because it
2907 could clobber the value the caller expects to find there on return.
2908 Therefore, the function which is the entry point into the part of the
2909 program that uses the global register variable must explicitly save and
2910 restore the value which belongs to its caller.
2911
2912 @cindex register variable after @code{longjmp}
2913 @cindex global register after @code{longjmp}
2914 @cindex value after @code{longjmp}
2915 @findex longjmp
2916 @findex setjmp
2917 On most machines, @code{longjmp} will restore to each global register
2918 variable the value it had at the time of the @code{setjmp}.  On some
2919 machines, however, @code{longjmp} will not change the value of global
2920 register variables.  To be portable, the function that called @code{setjmp}
2921 should make other arrangements to save the values of the global register
2922 variables, and to restore them in a @code{longjmp}.  This way, the same
2923 thing will happen regardless of what @code{longjmp} does.
2924
2925 All global register variable declarations must precede all function
2926 definitions.  If such a declaration could appear after function
2927 definitions, the declaration would be too late to prevent the register from
2928 being used for other purposes in the preceding functions.
2929
2930 Global register variables may not have initial values, because an
2931 executable file has no means to supply initial contents for a register.
2932
2933 On the Sparc, there are reports that g3 @dots{} g7 are suitable
2934 registers, but certain library functions, such as @code{getwd}, as well
2935 as the subroutines for division and remainder, modify g3 and g4.  g1 and
2936 g2 are local temporaries.
2937
2938 On the 68000, a2 @dots{} a5 should be suitable, as should d2 @dots{} d7.
2939 Of course, it will not do to use more than a few of those.
2940
2941 @node Local Reg Vars
2942 @subsection Specifying Registers for Local Variables
2943 @cindex local variables, specifying registers
2944 @cindex specifying registers for local variables
2945 @cindex registers for local variables
2946
2947 You can define a local register variable with a specified register
2948 like this:
2949
2950 @example
2951 register int *foo asm ("a5");
2952 @end example
2953
2954 @noindent
2955 Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Note
2956 that this is the same syntax used for defining global register
2957 variables, but for a local variable it would appear within a function.
2958
2959 Naturally the register name is cpu-dependent, but this is not a
2960 problem, since specific registers are most often useful with explicit
2961 assembler instructions (@pxref{Extended Asm}).  Both of these things
2962 generally require that you conditionalize your program according to
2963 cpu type.
2964
2965 In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
2966 name the registers; then you would need additional conditionals.  For
2967 example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
2968
2969 Defining such a register variable does not reserve the register; it
2970 remains available for other uses in places where flow control determines
2971 the variable's value is not live.  However, these registers are made
2972 unavailable for use in the reload pass; excessive use of this feature
2973 leaves the compiler too few available registers to compile certain
2974 functions.
2975
2976 This option does not guarantee that GNU CC will generate code that has
2977 this variable in the register you specify at all times.  You may not
2978 code an explicit reference to this register in an @code{asm} statement
2979 and assume it will always refer to this variable.
2980
2981 Stores into local register variables may be deleted when they appear to be dead
2982 according to dataflow analysis.  References to local register variables may
2983 be deleted or moved or simplified.
2984
2985 @node Alternate Keywords
2986 @section Alternate Keywords
2987 @cindex alternate keywords
2988 @cindex keywords, alternate
2989
2990 The option @samp{-traditional} disables certain keywords; @samp{-ansi}
2991 disables certain others.  This causes trouble when you want to use GNU C
2992 extensions, or ANSI C features, in a general-purpose header file that
2993 should be usable by all programs, including ANSI C programs and traditional
2994 ones.  The keywords @code{asm}, @code{typeof} and @code{inline} cannot be
2995 used since they won't work in a program compiled with @samp{-ansi}, while
2996 the keywords @code{const}, @code{volatile}, @code{signed}, @code{typeof}
2997 and @code{inline} won't work in a program compiled with
2998 @samp{-traditional}.@refill
2999
3000 The way to solve these problems is to put @samp{__} at the beginning and
3001 end of each problematical keyword.  For example, use @code{__asm__}
3002 instead of @code{asm}, @code{__const__} instead of @code{const}, and
3003 @code{__inline__} instead of @code{inline}.
3004
3005 Other C compilers won't accept these alternative keywords; if you want to
3006 compile with another compiler, you can define the alternate keywords as
3007 macros to replace them with the customary keywords.  It looks like this:
3008
3009 @example
3010 #ifndef __GNUC__
3011 #define __asm__ asm
3012 #endif
3013 @end example
3014
3015 @findex __extension__
3016 @samp{-pedantic} and other options cause warnings for many GNU C extensions.
3017 You can
3018 prevent such warnings within one expression by writing
3019 @code{__extension__} before the expression.  @code{__extension__} has no
3020 effect aside from this.
3021
3022 @node Incomplete Enums
3023 @section Incomplete @code{enum} Types
3024
3025 You can define an @code{enum} tag without specifying its possible values.
3026 This results in an incomplete type, much like what you get if you write
3027 @code{struct foo} without describing the elements.  A later declaration
3028 which does specify the possible values completes the type.
3029
3030 You can't allocate variables or storage using the type while it is
3031 incomplete.  However, you can work with pointers to that type.
3032
3033 This extension may not be very useful, but it makes the handling of
3034 @code{enum} more consistent with the way @code{struct} and @code{union}
3035 are handled.
3036
3037 This extension is not supported by GNU C++.
3038
3039 @node Function Names
3040 @section Function Names as Strings
3041
3042 GNU CC predefines two magic identifiers to hold the name of the current
3043 function. The identifier @code{__FUNCTION__} holds the name of the function
3044 as it appears in the source. The identifier @code{__PRETTY_FUNCTION__}
3045 holds the name of the function pretty printed in a language specific
3046 fashion.
3047
3048 These names are always the same in a C function, but in a C++ function
3049 they may be different.  For example, this program:
3050
3051 @smallexample
3052 extern "C" @{
3053 extern int printf (char *, ...);
3054 @}
3055
3056 class a @{
3057  public:
3058   sub (int i)
3059     @{
3060       printf ("__FUNCTION__ = %s\n", __FUNCTION__);
3061       printf ("__PRETTY_FUNCTION__ = %s\n", __PRETTY_FUNCTION__);
3062     @}
3063 @};
3064
3065 int
3066 main (void)
3067 @{
3068   a ax;
3069   ax.sub (0);
3070   return 0;
3071 @}
3072 @end smallexample
3073
3074 @noindent
3075 gives this output:
3076
3077 @smallexample
3078 __FUNCTION__ = sub
3079 __PRETTY_FUNCTION__ = int  a::sub (int)
3080 @end smallexample
3081
3082 The compiler automagically replaces the identifiers with a string
3083 literal containing the appropriate name. Thus, they are neither
3084 preprocessor macros, like @code{__FILE__} and @code{__LINE__}, nor
3085 variables. This means that they catenate with other string literals, and
3086 that they can be used to initialize char arrays. For example
3087
3088 @smallexample
3089 char here[] = "Function " __FUNCTION__ " in " __FILE__;
3090 @end smallexample
3091
3092 On the other hand, @samp{#ifdef __FUNCTION__} does not have any special
3093 meaning inside a function, since the preprocessor does not do anything
3094 special with the identifier @code{__FUNCTION__}.
3095
3096 GNU CC also supports the magic word @code{__func__}, defined by the
3097 draft standard for C-99:
3098
3099 @display
3100 The identifier @code{__func__} is implicitly declared by the translator
3101 as if, immediately following the opening brace of each function
3102 definition, the declaration
3103
3104 @smallexample
3105 static const char __func__[] = "function-name";
3106 @end smallexample
3107
3108 appeared, where function-name is the name of the lexically-enclosing
3109 function. This name is the unadorned name of the function.
3110 @end display
3111
3112 By this definition, @code{__func__} is a variable, not a string literal.
3113 In particular, @code{__func__} does not catenate with other string
3114 literals.
3115
3116 In @code{C++}, @code{__FUNCTION__} and @code{__PRETTY_FUNCTION__} are
3117 variables, declared in the same way as @code{__func__}.
3118
3119 @node Return Address
3120 @section Getting the Return or Frame Address of a Function
3121
3122 These functions may be used to get information about the callers of a
3123 function.
3124
3125 @table @code
3126 @findex __builtin_return_address
3127 @item __builtin_return_address (@var{level})
3128 This function returns the return address of the current function, or of
3129 one of its callers.  The @var{level} argument is number of frames to
3130 scan up the call stack.  A value of @code{0} yields the return address
3131 of the current function, a value of @code{1} yields the return address
3132 of the caller of the current function, and so forth.
3133
3134 The @var{level} argument must be a constant integer.
3135
3136 On some machines it may be impossible to determine the return address of
3137 any function other than the current one; in such cases, or when the top
3138 of the stack has been reached, this function will return @code{0}.
3139
3140 This function should only be used with a non-zero argument for debugging
3141 purposes.
3142
3143 @findex __builtin_frame_address
3144 @item __builtin_frame_address (@var{level})
3145 This function is similar to @code{__builtin_return_address}, but it
3146 returns the address of the function frame rather than the return address
3147 of the function.  Calling @code{__builtin_frame_address} with a value of
3148 @code{0} yields the frame address of the current function, a value of
3149 @code{1} yields the frame address of the caller of the current function,
3150 and so forth.
3151
3152 The frame is the area on the stack which holds local variables and saved
3153 registers.  The frame address is normally the address of the first word
3154 pushed on to the stack by the function.  However, the exact definition
3155 depends upon the processor and the calling convention.  If the processor
3156 has a dedicated frame pointer register, and the function has a frame,
3157 then @code{__builtin_frame_address} will return the value of the frame
3158 pointer register.
3159
3160 The caveats that apply to @code{__builtin_return_address} apply to this
3161 function as well.
3162 @end table
3163
3164 @node Other Builtins
3165 @section Other built-in functions provided by GNU CC
3166
3167 GNU CC provides a large number of built-in functions other than the ones
3168 mentioned above.  Some of these are for internal use in the processing
3169 of exceptions or variable-length argument lists and will not be
3170 documented here because they may change from time to time; we do not
3171 recommend general use of these functions.
3172
3173 The remaining functions are provided for optimization purposes.
3174
3175 GNU CC includes builtin versions of many of the functions in the
3176 standard C library.  These will always be treated as having the same
3177 meaning as the C library function even if you specify the
3178 @samp{-fno-builtin} (@pxref{C Dialect Options}) option.  These functions
3179 correspond to the C library functions @code{abort}, @code{abs},
3180 @code{alloca}, @code{cos}, @code{cosf}, @code{cosl}, @code{exit},
3181 @code{_exit}, @code{fabs}, @code{fabsf}, @code{fabsl}, @code{ffs},
3182 @code{labs}, @code{memcmp}, @code{memcpy}, @code{memset}, @code{sin},
3183 @code{sinf}, @code{sinl}, @code{sqrt}, @code{sqrtf}, @code{sqrtl},
3184 @code{strcmp}, @code{strcpy}, and @code{strlen}.
3185
3186 @findex __builtin_constant_p
3187 You can use the builtin function @code{__builtin_constant_p} to
3188 determine if a value is known to be constant at compile-time and hence
3189 that GNU CC can perform constant-folding on expressions involving that
3190 value.  The argument of the function is the value to test.  The function
3191 returns the integer 1 if the argument is known to be a compile-time
3192 constant and 0 if it is not known to be a compile-time constant.  A
3193 return of 0 does not indicate that the value is @emph{not} a constant,
3194 but merely that GNU CC cannot prove it is a constant with the specified
3195 value of the @samp{-O} option.
3196
3197 You would typically use this function in an embedded application where
3198 memory was a critical resource.  If you have some complex calculation,
3199 you may want it to be folded if it involves constants, but need to call
3200 a function if it does not.  For example:
3201
3202 @smallexample
3203 #define Scale_Value(X)  \
3204   (__builtin_constant_p (X) ? ((X) * SCALE + OFFSET) : Scale (X))
3205 @end smallexample
3206
3207 You may use this builtin function in either a macro or an inline
3208 function.  However, if you use it in an inlined function and pass an
3209 argument of the function as the argument to the builtin, GNU CC will
3210 never return 1 when you call the inline function with a string constant
3211 or constructor expression (@pxref{Constructors}) and will not return 1
3212 when you pass a constant numeric value to the inline function unless you
3213 specify the @samp{-O} option.
3214
3215 @node Deprecated Features
3216 @section Deprecated Features
3217
3218 In the past, the GNU C++ compiler was extended to experiment with new
3219 features, at a time when the C++ language was still evolving. Now that
3220 the C++ standard is complete, some of those features are superseded by
3221 superior alternatives. Using the old features might cause a warning in
3222 some cases that the feature will be dropped in the future. In other
3223 cases, the feature might be gone already.
3224
3225 While the list below is not exhaustive, it documents some of the options
3226 that are now deprecated:
3227
3228 @table @code
3229 @item -fthis-is-variable
3230 In early versions of C++, assignment to this could be used to implement
3231 application-defined memory allocation. Now, allocation functions
3232 (@samp{operator new}) are the standard-conforming way to achieve the
3233 same effect.
3234
3235 @item -fexternal-templates
3236 @itemx -falt-external-templates
3237 These are two of the many ways for g++ to implement template
3238 instantiation. @xref{Template Instantiation}. The C++ standard clearly
3239 defines how template definitions have to be organized across
3240 implementation units. g++ has an implicit instantiation mechanism that
3241 should work just fine for standard-conforming code.
3242
3243 @end table
3244
3245 @node C++ Extensions
3246 @chapter Extensions to the C++ Language
3247 @cindex extensions, C++ language
3248 @cindex C++ language extensions
3249
3250 The GNU compiler provides these extensions to the C++ language (and you
3251 can also use most of the C language extensions in your C++ programs).  If you
3252 want to write code that checks whether these features are available, you can
3253 test for the GNU compiler the same way as for C programs: check for a
3254 predefined macro @code{__GNUC__}.  You can also use @code{__GNUG__} to
3255 test specifically for GNU C++ (@pxref{Standard Predefined,,Standard
3256 Predefined Macros,cpp.info,The C Preprocessor}).
3257
3258 @menu
3259 * Naming Results::      Giving a name to C++ function return values.
3260 * Min and Max::         C++ Minimum and maximum operators.
3261 * Volatiles::           What constitutes an access to a volatile object.
3262 * Restricted Pointers:: C9X restricted pointers and references.
3263 * C++ Interface::       You can use a single C++ header file for both
3264                          declarations and definitions.
3265 * Template Instantiation:: Methods for ensuring that exactly one copy of
3266                          each needed template instantiation is emitted.
3267 * Bound member functions:: You can extract a function pointer to the
3268                         method denoted by a @samp{->*} or @samp{.*} expression.
3269 @end menu
3270
3271 @node Naming Results
3272 @section Named Return Values in C++
3273
3274 @cindex @code{return}, in C++ function header
3275 @cindex return value, named, in C++
3276 @cindex named return value in C++
3277 @cindex C++ named return value
3278 GNU C++ extends the function-definition syntax to allow you to specify a
3279 name for the result of a function outside the body of the definition, in
3280 C++ programs:
3281
3282 @example
3283 @group
3284 @var{type}
3285 @var{functionname} (@var{args}) return @var{resultname};
3286 @{
3287   @dots{}
3288   @var{body}
3289   @dots{}
3290 @}
3291 @end group
3292 @end example
3293
3294 You can use this feature to avoid an extra constructor call when
3295 a function result has a class type.  For example, consider a function
3296 @code{m}, declared as @w{@samp{X v = m ();}}, whose result is of class
3297 @code{X}:
3298
3299 @example
3300 X
3301 m ()
3302 @{
3303   X b;
3304   b.a = 23;
3305   return b;
3306 @}
3307 @end example
3308
3309 @cindex implicit argument: return value
3310 Although @code{m} appears to have no arguments, in fact it has one implicit
3311 argument: the address of the return value.  At invocation, the address
3312 of enough space to hold @code{v} is sent in as the implicit argument.
3313 Then @code{b} is constructed and its @code{a} field is set to the value
3314 23.  Finally, a copy constructor (a constructor of the form @samp{X(X&)})
3315 is applied to @code{b}, with the (implicit) return value location as the
3316 target, so that @code{v} is now bound to the return value.
3317
3318 But this is wasteful.  The local @code{b} is declared just to hold
3319 something that will be copied right out.  While a compiler that
3320 combined an ``elision'' algorithm with interprocedural data flow
3321 analysis could conceivably eliminate all of this, it is much more
3322 practical to allow you to assist the compiler in generating
3323 efficient code by manipulating the return value explicitly,
3324 thus avoiding the local variable and copy constructor altogether.
3325
3326 Using the extended GNU C++ function-definition syntax, you can avoid the
3327 temporary allocation and copying by naming @code{r} as your return value
3328 at the outset, and assigning to its @code{a} field directly:
3329
3330 @example
3331 X
3332 m () return r;
3333 @{
3334   r.a = 23;
3335 @}
3336 @end example
3337
3338 @noindent
3339 The declaration of @code{r} is a standard, proper declaration, whose effects
3340 are executed @strong{before} any of the body of @code{m}.
3341
3342 Functions of this type impose no additional restrictions; in particular,
3343 you can execute @code{return} statements, or return implicitly by
3344 reaching the end of the function body (``falling off the edge'').
3345 Cases like
3346
3347 @example
3348 X
3349 m () return r (23);
3350 @{
3351   return;
3352 @}
3353 @end example
3354
3355 @noindent
3356 (or even @w{@samp{X m () return r (23); @{ @}}}) are unambiguous, since
3357 the return value @code{r} has been initialized in either case.  The
3358 following code may be hard to read, but also works predictably:
3359
3360 @example
3361 X
3362 m () return r;
3363 @{
3364   X b;
3365   return b;
3366 @}
3367 @end example
3368
3369 The return value slot denoted by @code{r} is initialized at the outset,
3370 but the statement @samp{return b;} overrides this value.  The compiler
3371 deals with this by destroying @code{r} (calling the destructor if there
3372 is one, or doing nothing if there is not), and then reinitializing
3373 @code{r} with @code{b}.
3374
3375 This extension is provided primarily to help people who use overloaded
3376 operators, where there is a great need to control not just the
3377 arguments, but the return values of functions.  For classes where the
3378 copy constructor incurs a heavy performance penalty (especially in the
3379 common case where there is a quick default constructor), this is a major
3380 savings.  The disadvantage of this extension is that you do not control
3381 when the default constructor for the return value is called: it is
3382 always called at the beginning.
3383
3384 @node Min and Max
3385 @section Minimum and Maximum Operators in C++
3386
3387 It is very convenient to have operators which return the ``minimum'' or the
3388 ``maximum'' of two arguments.  In GNU C++ (but not in GNU C),
3389
3390 @table @code
3391 @item @var{a} <? @var{b}
3392 @findex <?
3393 @cindex minimum operator
3394 is the @dfn{minimum}, returning the smaller of the numeric values
3395 @var{a} and @var{b};
3396
3397 @item @var{a} >? @var{b}
3398 @findex >?
3399 @cindex maximum operator
3400 is the @dfn{maximum}, returning the larger of the numeric values @var{a}
3401 and @var{b}.
3402 @end table
3403
3404 These operations are not primitive in ordinary C++, since you can
3405 use a macro to return the minimum of two things in C++, as in the
3406 following example.
3407
3408 @example
3409 #define MIN(X,Y) ((X) < (Y) ? : (X) : (Y))
3410 @end example
3411
3412 @noindent
3413 You might then use @w{@samp{int min = MIN (i, j);}} to set @var{min} to
3414 the minimum value of variables @var{i} and @var{j}.
3415
3416 However, side effects in @code{X} or @code{Y} may cause unintended
3417 behavior.  For example, @code{MIN (i++, j++)} will fail, incrementing
3418 the smaller counter twice.  A GNU C extension allows you to write safe
3419 macros that avoid this kind of problem (@pxref{Naming Types,,Naming an
3420 Expression's Type}).  However, writing @code{MIN} and @code{MAX} as
3421 macros also forces you to use function-call notation for a
3422 fundamental arithmetic operation.  Using GNU C++ extensions, you can
3423 write @w{@samp{int min = i <? j;}} instead.
3424
3425 Since @code{<?} and @code{>?} are built into the compiler, they properly
3426 handle expressions with side-effects;  @w{@samp{int min = i++ <? j++;}}
3427 works correctly.
3428
3429 @node Volatiles
3430 @section When is a Volatile Object Accessed?
3431 @cindex accessing volatiles
3432 @cindex volatile read
3433 @cindex volatile write
3434 @cindex volatile access
3435
3436 Both the C and C++ standard have the concept of volatile objects. These
3437 are normally accessed by pointers and used for accessing hardware. The
3438 standards encourage compilers to refrain from optimizations on
3439 concerning accesses to volatile objects that it might perform on
3440 non-volatile objects. The C standard leaves it implementation defined
3441 as to what constitutes a volatile access. The C++ standard omits to
3442 specify this, except to say that C++ should behave in a similar manner
3443 to C with respect to volatiles, where possible. The minimum either
3444 standard specifies is that at a sequence point all previous access to
3445 volatile objects have stabilized and no subsequent accesses have
3446 occurred. Thus an implementation is free to reorder and combine
3447 volatile accesses which occur between sequence points, but cannot do so
3448 for accesses across a sequence point. The use of volatiles does not
3449 allow you to violate the restriction on updating objects multiple times
3450 within a sequence point.
3451
3452 In most expressions, it is intuitively obvious what is a read and what is
3453 a write. For instance
3454
3455 @example
3456 volatile int *dst = <somevalue>;
3457 volatile int *src = <someothervalue>;
3458 *dst = *src;
3459 @end example
3460
3461 @noindent
3462 will cause a read of the volatile object pointed to by @var{src} and stores the
3463 value into the volatile object pointed to by @var{dst}. There is no
3464 guarantee that these reads and writes are atomic, especially for objects
3465 larger than @code{int}.
3466
3467 Less obvious expressions are where something which looks like an access
3468 is used in a void context. An example would be,
3469
3470 @example
3471 volatile int *src = <somevalue>;
3472 *src;
3473 @end example
3474
3475 With C, such expressions are rvalues, and as rvalues cause a read of
3476 the object, gcc interprets this as a read of the volatile being pointed
3477 to. The C++ standard specifies that such expressions do not undergo
3478 lvalue to rvalue conversion, and that the type of the dereferenced
3479 object may be incomplete. The C++ standard does not specify explicitly
3480 that it is this lvalue to rvalue conversion which is responsible for
3481 causing an access. However, there is reason to believe that it is,
3482 because otherwise certain simple expressions become undefined. However,
3483 because it would surprise most programmers, g++ treats dereferencing a
3484 pointer to volatile object of complete type in a void context as a read
3485 of the object. When the object has incomplete type, g++ issues a
3486 warning.
3487
3488 @example
3489 struct S;
3490 struct T @{int m;@};
3491 volatile S *ptr1 = <somevalue>;
3492 volatile T *ptr2 = <somevalue>;
3493 *ptr1;
3494 *ptr2;
3495 @end example
3496
3497 In this example, a warning is issued for @code{*ptr1}, and @code{*ptr2}
3498 causes a read of the object pointed to. If you wish to force an error on
3499 the first case, you must force a conversion to rvalue with, for instance
3500 a static cast, @code{static_cast<S>(*ptr1)}.
3501
3502 When using a reference to volatile, g++ does not treat equivalent
3503 expressions as accesses to volatiles, but instead issues a warning that
3504 no volatile is accessed. The rationale for this is that otherwise it
3505 becomes difficult to determine where volatile access occur, and not
3506 possible to ignore the return value from functions returning volatile
3507 references. Again, if you wish to force a read, cast the reference to
3508 an rvalue.
3509
3510 @node Restricted Pointers
3511 @section Restricting Pointer Aliasing
3512 @cindex restricted pointers
3513 @cindex restricted references
3514 @cindex restricted this pointer
3515
3516 As with gcc, g++ understands the C9X proposal of restricted pointers,
3517 specified with the @code{__restrict__}, or @code{__restrict} type
3518 qualifier. Because you cannot compile C++ by specifying the -flang-isoc9x
3519 language flag, @code{restrict} is not a keyword in C++.
3520
3521 In addition to allowing restricted pointers, you can specify restricted
3522 references, which indicate that the reference is not aliased in the local
3523 context.
3524
3525 @example
3526 void fn (int *__restrict__ rptr, int &__restrict__ rref)
3527 @{
3528   @dots{}
3529 @}
3530 @end example
3531
3532 @noindent
3533 In the body of @code{fn}, @var{rptr} points to an unaliased integer and
3534 @var{rref} refers to a (different) unaliased integer.
3535
3536 You may also specify whether a member function's @var{this} pointer is
3537 unaliased by using @code{__restrict__} as a member function qualifier.
3538
3539 @example
3540 void T::fn () __restrict__
3541 @{
3542   @dots{}
3543 @}
3544 @end example
3545
3546 @noindent
3547 Within the body of @code{T::fn}, @var{this} will have the effective
3548 definition @code{T *__restrict__ const this}. Notice that the
3549 interpretation of a @code{__restrict__} member function qualifier is
3550 different to that of @code{const} or @code{volatile} qualifier, in that it
3551 is applied to the pointer rather than the object. This is consistent with
3552 other compilers which implement restricted pointers.
3553
3554 As with all outermost parameter qualifiers, @code{__restrict__} is
3555 ignored in function definition matching. This means you only need to
3556 specify @code{__restrict__} in a function definition, rather than
3557 in a function prototype as well.
3558
3559 @node C++ Interface
3560 @section Declarations and Definitions in One Header
3561
3562 @cindex interface and implementation headers, C++
3563 @cindex C++ interface and implementation headers
3564 C++ object definitions can be quite complex.  In principle, your source
3565 code will need two kinds of things for each object that you use across
3566 more than one source file.  First, you need an @dfn{interface}
3567 specification, describing its structure with type declarations and
3568 function prototypes.  Second, you need the @dfn{implementation} itself.
3569 It can be tedious to maintain a separate interface description in a
3570 header file, in parallel to the actual implementation.  It is also
3571 dangerous, since separate interface and implementation definitions may
3572 not remain parallel.
3573
3574 @cindex pragmas, interface and implementation
3575 With GNU C++, you can use a single header file for both purposes.
3576
3577 @quotation
3578 @emph{Warning:} The mechanism to specify this is in transition.  For the
3579 nonce, you must use one of two @code{#pragma} commands; in a future
3580 release of GNU C++, an alternative mechanism will make these
3581 @code{#pragma} commands unnecessary.
3582 @end quotation
3583
3584 The header file contains the full definitions, but is marked with
3585 @samp{#pragma interface} in the source code.  This allows the compiler
3586 to use the header file only as an interface specification when ordinary
3587 source files incorporate it with @code{#include}.  In the single source
3588 file where the full implementation belongs, you can use either a naming
3589 convention or @samp{#pragma implementation} to indicate this alternate
3590 use of the header file.
3591
3592 @table @code
3593 @item #pragma interface
3594 @itemx #pragma interface "@var{subdir}/@var{objects}.h"
3595 @kindex #pragma interface
3596 Use this directive in @emph{header files} that define object classes, to save
3597 space in most of the object files that use those classes.  Normally,
3598 local copies of certain information (backup copies of inline member
3599 functions, debugging information, and the internal tables that implement
3600 virtual functions) must be kept in each object file that includes class
3601 definitions.  You can use this pragma to avoid such duplication.  When a
3602 header file containing @samp{#pragma interface} is included in a
3603 compilation, this auxiliary information will not be generated (unless
3604 the main input source file itself uses @samp{#pragma implementation}).
3605 Instead, the object files will contain references to be resolved at link
3606 time.
3607
3608 The second form of this directive is useful for the case where you have
3609 multiple headers with the same name in different directories.  If you
3610 use this form, you must specify the same string to @samp{#pragma
3611 implementation}.
3612
3613 @item #pragma implementation
3614 @itemx #pragma implementation "@var{objects}.h"
3615 @kindex #pragma implementation
3616 Use this pragma in a @emph{main input file}, when you want full output from
3617 included header files to be generated (and made globally visible).  The
3618 included header file, in turn, should use @samp{#pragma interface}.
3619 Backup copies of inline member functions, debugging information, and the
3620 internal tables used to implement virtual functions are all generated in
3621 implementation files.
3622
3623 @cindex implied @code{#pragma implementation}
3624 @cindex @code{#pragma implementation}, implied
3625 @cindex naming convention, implementation headers
3626 If you use @samp{#pragma implementation} with no argument, it applies to
3627 an include file with the same basename@footnote{A file's @dfn{basename}
3628 was the name stripped of all leading path information and of trailing
3629 suffixes, such as @samp{.h} or @samp{.C} or @samp{.cc}.} as your source
3630 file.  For example, in @file{allclass.cc}, giving just
3631 @samp{#pragma implementation}
3632 by itself is equivalent to @samp{#pragma implementation "allclass.h"}.
3633
3634 In versions of GNU C++ prior to 2.6.0 @file{allclass.h} was treated as
3635 an implementation file whenever you would include it from
3636 @file{allclass.cc} even if you never specified @samp{#pragma
3637 implementation}.  This was deemed to be more trouble than it was worth,
3638 however, and disabled.
3639
3640 If you use an explicit @samp{#pragma implementation}, it must appear in
3641 your source file @emph{before} you include the affected header files.
3642
3643 Use the string argument if you want a single implementation file to
3644 include code from multiple header files.  (You must also use
3645 @samp{#include} to include the header file; @samp{#pragma
3646 implementation} only specifies how to use the file---it doesn't actually
3647 include it.)
3648
3649 There is no way to split up the contents of a single header file into
3650 multiple implementation files.
3651 @end table
3652
3653 @cindex inlining and C++ pragmas
3654 @cindex C++ pragmas, effect on inlining
3655 @cindex pragmas in C++, effect on inlining
3656 @samp{#pragma implementation} and @samp{#pragma interface} also have an
3657 effect on function inlining.
3658
3659 If you define a class in a header file marked with @samp{#pragma
3660 interface}, the effect on a function defined in that class is similar to
3661 an explicit @code{extern} declaration---the compiler emits no code at
3662 all to define an independent version of the function.  Its definition
3663 is used only for inlining with its callers.
3664
3665 Conversely, when you include the same header file in a main source file
3666 that declares it as @samp{#pragma implementation}, the compiler emits
3667 code for the function itself; this defines a version of the function
3668 that can be found via pointers (or by callers compiled without
3669 inlining).  If all calls to the function can be inlined, you can avoid
3670 emitting the function by compiling with @samp{-fno-implement-inlines}.
3671 If any calls were not inlined, you will get linker errors.
3672
3673 @node Template Instantiation
3674 @section Where's the Template?
3675
3676 @cindex template instantiation
3677
3678 C++ templates are the first language feature to require more
3679 intelligence from the environment than one usually finds on a UNIX
3680 system.  Somehow the compiler and linker have to make sure that each
3681 template instance occurs exactly once in the executable if it is needed,
3682 and not at all otherwise.  There are two basic approaches to this
3683 problem, which I will refer to as the Borland model and the Cfront model.
3684
3685 @table @asis
3686 @item Borland model
3687 Borland C++ solved the template instantiation problem by adding the code
3688 equivalent of common blocks to their linker; the compiler emits template
3689 instances in each translation unit that uses them, and the linker
3690 collapses them together.  The advantage of this model is that the linker
3691 only has to consider the object files themselves; there is no external
3692 complexity to worry about.  This disadvantage is that compilation time
3693 is increased because the template code is being compiled repeatedly.
3694 Code written for this model tends to include definitions of all
3695 templates in the header file, since they must be seen to be
3696 instantiated.
3697
3698 @item Cfront model
3699 The AT&T C++ translator, Cfront, solved the template instantiation
3700 problem by creating the notion of a template repository, an
3701 automatically maintained place where template instances are stored.  A
3702 more modern version of the repository works as follows: As individual
3703 object files are built, the compiler places any template definitions and
3704 instantiations encountered in the repository.  At link time, the link
3705 wrapper adds in the objects in the repository and compiles any needed
3706 instances that were not previously emitted.  The advantages of this
3707 model are more optimal compilation speed and the ability to use the
3708 system linker; to implement the Borland model a compiler vendor also
3709 needs to replace the linker.  The disadvantages are vastly increased
3710 complexity, and thus potential for error; for some code this can be
3711 just as transparent, but in practice it can been very difficult to build
3712 multiple programs in one directory and one program in multiple
3713 directories.  Code written for this model tends to separate definitions
3714 of non-inline member templates into a separate file, which should be
3715 compiled separately.
3716 @end table
3717
3718 When used with GNU ld version 2.8 or later on an ELF system such as
3719 Linux/GNU or Solaris 2, or on Microsoft Windows, g++ supports the
3720 Borland model.  On other systems, g++ implements neither automatic
3721 model.
3722
3723 A future version of g++ will support a hybrid model whereby the compiler
3724 will emit any instantiations for which the template definition is
3725 included in the compile, and store template definitions and
3726 instantiation context information into the object file for the rest.
3727 The link wrapper will extract that information as necessary and invoke
3728 the compiler to produce the remaining instantiations.  The linker will
3729 then combine duplicate instantiations.
3730
3731 In the mean time, you have the following options for dealing with
3732 template instantiations:
3733
3734 @enumerate
3735 @item
3736 Compile your template-using code with @samp{-frepo}.  The compiler will
3737 generate files with the extension @samp{.rpo} listing all of the
3738 template instantiations used in the corresponding object files which
3739 could be instantiated there; the link wrapper, @samp{collect2}, will
3740 then update the @samp{.rpo} files to tell the compiler where to place
3741 those instantiations and rebuild any affected object files.  The
3742 link-time overhead is negligible after the first pass, as the compiler
3743 will continue to place the instantiations in the same files.
3744
3745 This is your best option for application code written for the Borland
3746 model, as it will just work.  Code written for the Cfront model will
3747 need to be modified so that the template definitions are available at
3748 one or more points of instantiation; usually this is as simple as adding
3749 @code{#include <tmethods.cc>} to the end of each template header.
3750
3751 For library code, if you want the library to provide all of the template
3752 instantiations it needs, just try to link all of its object files
3753 together; the link will fail, but cause the instantiations to be
3754 generated as a side effect.  Be warned, however, that this may cause
3755 conflicts if multiple libraries try to provide the same instantiations.
3756 For greater control, use explicit instantiation as described in the next
3757 option.
3758
3759 @item
3760 Compile your code with @samp{-fno-implicit-templates} to disable the
3761 implicit generation of template instances, and explicitly instantiate
3762 all the ones you use.  This approach requires more knowledge of exactly
3763 which instances you need than do the others, but it's less
3764 mysterious and allows greater control.  You can scatter the explicit
3765 instantiations throughout your program, perhaps putting them in the
3766 translation units where the instances are used or the translation units
3767 that define the templates themselves; you can put all of the explicit
3768 instantiations you need into one big file; or you can create small files
3769 like
3770
3771 @example
3772 #include "Foo.h"
3773 #include "Foo.cc"
3774
3775 template class Foo<int>;
3776 template ostream& operator <<
3777                 (ostream&, const Foo<int>&);
3778 @end example
3779
3780 for each of the instances you need, and create a template instantiation
3781 library from those.
3782
3783 If you are using Cfront-model code, you can probably get away with not
3784 using @samp{-fno-implicit-templates} when compiling files that don't
3785 @samp{#include} the member template definitions.
3786
3787 If you use one big file to do the instantiations, you may want to
3788 compile it without @samp{-fno-implicit-templates} so you get all of the
3789 instances required by your explicit instantiations (but not by any
3790 other files) without having to specify them as well.
3791
3792 g++ has extended the template instantiation syntax outlined in the
3793 Working Paper to allow forward declaration of explicit instantiations
3794 and instantiation of the compiler support data for a template class
3795 (i.e. the vtable) without instantiating any of its members:
3796
3797 @example
3798 extern template int max (int, int);
3799 inline template class Foo<int>;
3800 @end example
3801
3802 @item
3803 Do nothing.  Pretend g++ does implement automatic instantiation
3804 management.  Code written for the Borland model will work fine, but
3805 each translation unit will contain instances of each of the templates it
3806 uses.  In a large program, this can lead to an unacceptable amount of code
3807 duplication.
3808
3809 @item
3810 Add @samp{#pragma interface} to all files containing template
3811 definitions.  For each of these files, add @samp{#pragma implementation
3812 "@var{filename}"} to the top of some @samp{.C} file which
3813 @samp{#include}s it.  Then compile everything with
3814 @samp{-fexternal-templates}.  The templates will then only be expanded
3815 in the translation unit which implements them (i.e. has a @samp{#pragma
3816 implementation} line for the file where they live); all other files will
3817 use external references.  If you're lucky, everything should work
3818 properly.  If you get undefined symbol errors, you need to make sure
3819 that each template instance which is used in the program is used in the
3820 file which implements that template.  If you don't have any use for a
3821 particular instance in that file, you can just instantiate it
3822 explicitly, using the syntax from the latest C++ working paper:
3823
3824 @example
3825 template class A<int>;
3826 template ostream& operator << (ostream&, const A<int>&);
3827 @end example
3828
3829 This strategy will work with code written for either model.  If you are
3830 using code written for the Cfront model, the file containing a class
3831 template and the file containing its member templates should be
3832 implemented in the same translation unit.
3833
3834 A slight variation on this approach is to instead use the flag
3835 @samp{-falt-external-templates}; this flag causes template
3836 instances to be emitted in the translation unit that implements the
3837 header where they are first instantiated, rather than the one which
3838 implements the file where the templates are defined.  This header must
3839 be the same in all translation units, or things are likely to break.
3840
3841 @xref{C++ Interface,,Declarations and Definitions in One Header}, for
3842 more discussion of these pragmas.
3843 @end enumerate
3844
3845 @node Bound member functions
3846 @section Extracting the function pointer from a bound pointer to member function
3847
3848 @cindex pmf
3849 @cindex pointer to member function
3850 @cindex bound pointer to member function
3851
3852 In C++, pointer to member functions (PMFs) are implemented using a wide
3853 pointer of sorts to handle all the possible call mechanisms; the PMF
3854 needs to store information about how to adjust the @samp{this} pointer,
3855 and if the function pointed to is virtual, where to find the vtable, and
3856 where in the vtable to look for the member function.  If you are using
3857 PMFs in an inner loop, you should really reconsider that decision.  If
3858 that is not an option, you can extract the pointer to the function that
3859 would be called for a given object/PMF pair and call it directly inside
3860 the inner loop, to save a bit of time.
3861
3862 Note that you will still be paying the penalty for the call through a
3863 function pointer; on most modern architectures, such a call defeats the
3864 branch prediction features of the CPU.  This is also true of normal
3865 virtual function calls.
3866
3867 The syntax for this extension is
3868
3869 @example
3870 extern A a;
3871 extern int (A::*fp)();
3872 typedef int (*fptr)(A *);
3873
3874 fptr p = (fptr)(a.*fp);
3875 @end example
3876
3877 For PMF constants (i.e. expressions of the form @samp{&Klasse::Member}),
3878 no object is needed to obtain the address of the function. They can be
3879 converted to function pointers directly:
3880
3881 @example
3882 fptr p1 = (fptr)(&A::foo);
3883 @end example
3884
3885 You must specify @samp{-Wno-pmf-conversions} to use this extension.
3886