OSDN Git Service

* toplev.c (debug_args, f_options, W_options): Mark
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / extend.texi
1 @c Copyright (C) 1988,1989,1992,1993,1994,1996,1998,1999,2000,2001 Free Software Foundation, Inc.
2 @c This is part of the GCC manual.
3 @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
4
5 @node C Extensions
6 @chapter Extensions to the C Language Family
7 @cindex extensions, C language
8 @cindex C language extensions
9
10 GNU C provides several language features not found in ISO 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 Some features that are in ISO C99 but not C89 or C++ are also, as
21 extensions, accepted by GCC in C89 mode and in C++.
22
23 @c The only difference between the two versions of this menu is that the
24 @c version for clear INTERNALS has an extra node, "Constraints" (which
25 @c appears in a separate chapter in the other version of the manual).
26 @ifset INTERNALS
27 @menu
28 * Statement Exprs::     Putting statements and declarations inside expressions.
29 * Local Labels::        Labels local to a statement-expression.
30 * Labels as Values::    Getting pointers to labels, and computed gotos.
31 * Nested Functions::    As in Algol and Pascal, lexical scoping of functions.
32 * Constructing Calls::  Dispatching a call to another function.
33 * Naming Types::        Giving a name to the type of some expression.
34 * Typeof::              @code{typeof}: referring to the type of an expression.
35 * Lvalues::             Using @samp{?:}, @samp{,} and casts in lvalues.
36 * Conditionals::        Omitting the middle operand of a @samp{?:} expression.
37 * Long Long::           Double-word integers---@code{long long int}.
38 * Complex::             Data types for complex numbers.
39 * Hex Floats::          Hexadecimal floating-point constants.
40 * Zero Length::         Zero-length arrays.
41 * Variable Length::     Arrays whose length is computed at run time.
42 * Variadic Macros::     Macros with a variable number of arguments.
43 * Escaped Newlines::    Slightly looser rules for escaped newlines.
44 * Multi-line Strings::  String literals with embedded newlines.
45 * Subscripting::        Any array can be subscripted, even if not an lvalue.
46 * Pointer Arith::       Arithmetic on @code{void}-pointers and function pointers.
47 * Initializers::        Non-constant initializers.
48 * Compound Literals::   Compound literals give structures, unions
49                          or arrays as values.
50 * Designated Inits::    Labeling elements of initializers.
51 * Cast to Union::       Casting to union type from any member of the union.
52 * Case Ranges::         `case 1 ... 9' and such.
53 * Mixed Declarations::  Mixing declarations and code.
54 * Function Attributes:: Declaring that functions have no side effects,
55                          or that they can never return.
56 * Attribute Syntax::    Formal syntax for attributes.
57 * Function Prototypes:: Prototype declarations and old-style definitions.
58 * C++ Comments::        C++ comments are recognized.
59 * Dollar Signs::        Dollar sign is allowed in identifiers.
60 * Character Escapes::   @samp{\e} stands for the character @key{ESC}.
61 * Variable Attributes:: Specifying attributes of variables.
62 * Type Attributes::     Specifying attributes of types.
63 * Alignment::           Inquiring about the alignment of a type or variable.
64 * Inline::              Defining inline functions (as fast as macros).
65 * Extended Asm::        Assembler instructions with C expressions as operands.
66                          (With them you can define ``built-in'' functions.)
67 * Asm Labels::          Specifying the assembler name to use for a C symbol.
68 * Explicit Reg Vars::   Defining variables residing in specified registers.
69 * Alternate Keywords::  @code{__const__}, @code{__asm__}, etc., for header files.
70 * Incomplete Enums::    @code{enum foo;}, with details to follow.
71 * Function Names::      Printable strings which are the name of the current
72                          function.
73 * Return Address::      Getting the return or frame address of a function.
74 * Other Builtins::      Other built-in functions.
75 @end menu
76 @end ifset
77 @ifclear INTERNALS
78 @menu
79 * Statement Exprs::     Putting statements and declarations inside expressions.
80 * Local Labels::        Labels local to a statement-expression.
81 * Labels as Values::    Getting pointers to labels, and computed gotos.
82 * Nested Functions::    As in Algol and Pascal, lexical scoping of functions.
83 * Constructing Calls::  Dispatching a call to another function.
84 * Naming Types::        Giving a name to the type of some expression.
85 * Typeof::              @code{typeof}: referring to the type of an expression.
86 * Lvalues::             Using @samp{?:}, @samp{,} and casts in lvalues.
87 * Conditionals::        Omitting the middle operand of a @samp{?:} expression.
88 * Long Long::           Double-word integers---@code{long long int}.
89 * Complex::             Data types for complex numbers.
90 * Hex Floats::          Hexadecimal floating-point constants.
91 * Zero Length::         Zero-length arrays.
92 * Variable Length::     Arrays whose length is computed at run time.
93 * Variadic Macros::     Macros with a variable number of arguments.
94 * Escaped Newlines::    Slightly looser rules for escaped newlines.
95 * Multi-line Strings::  String literals with embedded newlines.
96 * Subscripting::        Any array can be subscripted, even if not an lvalue.
97 * Pointer Arith::       Arithmetic on @code{void}-pointers and function pointers.
98 * Initializers::        Non-constant initializers.
99 * Compound Literals::   Compound literals give structures, unions
100                          or arrays as values.
101 * Designated Inits::    Labeling elements of initializers.
102 * Cast to Union::       Casting to union type from any member of the union.
103 * Case Ranges::         `case 1 ... 9' and such.
104 * Mixed Declarations::  Mixing declarations and code.
105 * Function Attributes:: Declaring that functions have no side effects,
106                          or that they can never return.
107 * Attribute Syntax::    Formal syntax for attributes.
108 * Function Prototypes:: Prototype declarations and old-style definitions.
109 * C++ Comments::        C++ comments are recognized.
110 * Dollar Signs::        Dollar sign is allowed in identifiers.
111 * Character Escapes::   @samp{\e} stands for the character @key{ESC}.
112 * Variable Attributes:: Specifying attributes of variables.
113 * Type Attributes::     Specifying attributes of types.
114 * Alignment::           Inquiring about the alignment of a type or variable.
115 * Inline::              Defining inline functions (as fast as macros).
116 * Extended Asm::        Assembler instructions with C expressions as operands.
117                          (With them you can define ``built-in'' functions.)
118 * Constraints::         Constraints for asm operands
119 * Asm Labels::          Specifying the assembler name to use for a C symbol.
120 * Explicit Reg Vars::   Defining variables residing in specified registers.
121 * Alternate Keywords::  @code{__const__}, @code{__asm__}, etc., for header files.
122 * Incomplete Enums::    @code{enum foo;}, with details to follow.
123 * Function Names::      Printable strings which are the name of the current
124                          function.
125 * Return Address::      Getting the return or frame address of a function.
126 * Other Builtins::      Other built-in functions.
127 @end menu
128 @end ifclear
129
130 @node Statement Exprs
131 @section Statements and Declarations in Expressions
132 @cindex statements inside expressions
133 @cindex declarations inside expressions
134 @cindex expressions containing statements
135 @cindex macros, statements in expressions
136
137 @c the above section title wrapped and causes an underfull hbox.. i
138 @c changed it from "within" to "in". --mew 4feb93
139
140 A compound statement enclosed in parentheses may appear as an expression
141 in GNU C.  This allows you to use loops, switches, and local variables
142 within an expression.
143
144 Recall that a compound statement is a sequence of statements surrounded
145 by braces; in this construct, parentheses go around the braces.  For
146 example:
147
148 @example
149 (@{ int y = foo (); int z;
150    if (y > 0) z = y;
151    else z = - y;
152    z; @})
153 @end example
154
155 @noindent
156 is a valid (though slightly more complex than necessary) expression
157 for the absolute value of @code{foo ()}.
158
159 The last thing in the compound statement should be an expression
160 followed by a semicolon; the value of this subexpression serves as the
161 value of the entire construct.  (If you use some other kind of statement
162 last within the braces, the construct has type @code{void}, and thus
163 effectively no value.)
164
165 This feature is especially useful in making macro definitions ``safe'' (so
166 that they evaluate each operand exactly once).  For example, the
167 ``maximum'' function is commonly defined as a macro in standard C as
168 follows:
169
170 @example
171 #define max(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
172 @end example
173
174 @noindent
175 @cindex side effects, macro argument
176 But this definition computes either @var{a} or @var{b} twice, with bad
177 results if the operand has side effects.  In GNU C, if you know the
178 type of the operands (here let's assume @code{int}), you can define
179 the macro safely as follows:
180
181 @example
182 #define maxint(a,b) \
183   (@{int _a = (a), _b = (b); _a > _b ? _a : _b; @})
184 @end example
185
186 Embedded statements are not allowed in constant expressions, such as
187 the value of an enumeration constant, the width of a bit field, or
188 the initial value of a static variable.
189
190 If you don't know the type of the operand, you can still do this, but you
191 must use @code{typeof} (@pxref{Typeof}) or type naming (@pxref{Naming
192 Types}).
193
194 Statement expressions are not supported fully in G++, and their fate
195 there is unclear.  (It is possible that they will become fully supported
196 at some point, or that they will be deprecated, or that the bugs that
197 are present will continue to exist indefinitely.)  Presently, statement
198 expressions do not work well as default arguments.
199
200 In addition, there are semantic issues with statement-expressions in
201 C++.  If you try to use statement-expressions instead of inline
202 functions in C++, you may be surprised at the way object destruction is
203 handled.  For example:
204
205 @example
206 #define foo(a)  (@{int b = (a); b + 3; @})
207 @end example
208
209 @noindent
210 does not work the same way as:
211
212 @example
213 inline int foo(int a) @{ int b = a; return b + 3; @}
214 @end example
215
216 @noindent
217 In particular, if the expression passed into @code{foo} involves the
218 creation of temporaries, the destructors for those temporaries will be
219 run earlier in the case of the macro than in the case of the function.
220
221 These considerations mean that it is probably a bad idea to use
222 statement-expressions of this form in header files that are designed to
223 work with C++.  (Note that some versions of the GNU C Library contained
224 header files using statement-expression that lead to precisely this
225 bug.)
226
227 @node Local Labels
228 @section Locally Declared Labels
229 @cindex local labels
230 @cindex macros, local labels
231
232 Each statement expression is a scope in which @dfn{local labels} can be
233 declared.  A local label is simply an identifier; you can jump to it
234 with an ordinary @code{goto} statement, but only from within the
235 statement expression it belongs to.
236
237 A local label declaration looks like this:
238
239 @example
240 __label__ @var{label};
241 @end example
242
243 @noindent
244 or
245
246 @example
247 __label__ @var{label1}, @var{label2}, @dots{};
248 @end example
249
250 Local label declarations must come at the beginning of the statement
251 expression, right after the @samp{(@{}, before any ordinary
252 declarations.
253
254 The label declaration defines the label @emph{name}, but does not define
255 the label itself.  You must do this in the usual way, with
256 @code{@var{label}:}, within the statements of the statement expression.
257
258 The local label feature is useful because statement expressions are
259 often used in macros.  If the macro contains nested loops, a @code{goto}
260 can be useful for breaking out of them.  However, an ordinary label
261 whose scope is the whole function cannot be used: if the macro can be
262 expanded several times in one function, the label will be multiply
263 defined in that function.  A local label avoids this problem.  For
264 example:
265
266 @example
267 #define SEARCH(array, target)                     \
268 (@{                                               \
269   __label__ found;                                \
270   typeof (target) _SEARCH_target = (target);      \
271   typeof (*(array)) *_SEARCH_array = (array);     \
272   int i, j;                                       \
273   int value;                                      \
274   for (i = 0; i < max; i++)                       \
275     for (j = 0; j < max; j++)                     \
276       if (_SEARCH_array[i][j] == _SEARCH_target)  \
277         @{ value = i; goto found; @}              \
278   value = -1;                                     \
279  found:                                           \
280   value;                                          \
281 @})
282 @end example
283
284 @node Labels as Values
285 @section Labels as Values
286 @cindex labels as values
287 @cindex computed gotos
288 @cindex goto with computed label
289 @cindex address of a label
290
291 You can get the address of a label defined in the current function
292 (or a containing function) with the unary operator @samp{&&}.  The
293 value has type @code{void *}.  This value is a constant and can be used
294 wherever a constant of that type is valid.  For example:
295
296 @example
297 void *ptr;
298 @dots{}
299 ptr = &&foo;
300 @end example
301
302 To use these values, you need to be able to jump to one.  This is done
303 with the computed goto statement@footnote{The analogous feature in
304 Fortran is called an assigned goto, but that name seems inappropriate in
305 C, where one can do more than simply store label addresses in label
306 variables.}, @code{goto *@var{exp};}.  For example,
307
308 @example
309 goto *ptr;
310 @end example
311
312 @noindent
313 Any expression of type @code{void *} is allowed.
314
315 One way of using these constants is in initializing a static array that
316 will serve as a jump table:
317
318 @example
319 static void *array[] = @{ &&foo, &&bar, &&hack @};
320 @end example
321
322 Then you can select a label with indexing, like this:
323
324 @example
325 goto *array[i];
326 @end example
327
328 @noindent
329 Note that this does not check whether the subscript is in bounds---array
330 indexing in C never does that.
331
332 Such an array of label values serves a purpose much like that of the
333 @code{switch} statement.  The @code{switch} statement is cleaner, so
334 use that rather than an array unless the problem does not fit a
335 @code{switch} statement very well.
336
337 Another use of label values is in an interpreter for threaded code.
338 The labels within the interpreter function can be stored in the
339 threaded code for super-fast dispatching.
340
341 You may not use this mechanism to jump to code in a different function.
342 If you do that, totally unpredictable things will happen.  The best way to
343 avoid this is to store the label address only in automatic variables and
344 never pass it as an argument.
345
346 An alternate way to write the above example is
347
348 @example
349 static const int array[] = @{ &&foo - &&foo, &&bar - &&foo, &&hack - &&foo @};
350 goto *(&&foo + array[i]);
351 @end example
352
353 @noindent
354 This is more friendly to code living in shared libraries, as it reduces
355 the number of dynamic relocations that are needed, and by consequence,
356 allows the data to be read-only.
357
358 @node Nested Functions
359 @section Nested Functions
360 @cindex nested functions
361 @cindex downward funargs
362 @cindex thunks
363
364 A @dfn{nested function} is a function defined inside another function.
365 (Nested functions are not supported for GNU C++.)  The nested function's
366 name is local to the block where it is defined.  For example, here we
367 define a nested function named @code{square}, and call it twice:
368
369 @example
370 @group
371 foo (double a, double b)
372 @{
373   double square (double z) @{ return z * z; @}
374
375   return square (a) + square (b);
376 @}
377 @end group
378 @end example
379
380 The nested function can access all the variables of the containing
381 function that are visible at the point of its definition.  This is
382 called @dfn{lexical scoping}.  For example, here we show a nested
383 function which uses an inherited variable named @code{offset}:
384
385 @example
386 bar (int *array, int offset, int size)
387 @{
388   int access (int *array, int index)
389     @{ return array[index + offset]; @}
390   int i;
391   @dots{}
392   for (i = 0; i < size; i++)
393     @dots{} access (array, i) @dots{}
394 @}
395 @end example
396
397 Nested function definitions are permitted within functions in the places
398 where variable definitions are allowed; that is, in any block, before
399 the first statement in the block.
400
401 It is possible to call the nested function from outside the scope of its
402 name by storing its address or passing the address to another function:
403
404 @example
405 hack (int *array, int size)
406 @{
407   void store (int index, int value)
408     @{ array[index] = value; @}
409
410   intermediate (store, size);
411 @}
412 @end example
413
414 Here, the function @code{intermediate} receives the address of
415 @code{store} as an argument.  If @code{intermediate} calls @code{store},
416 the arguments given to @code{store} are used to store into @code{array}.
417 But this technique works only so long as the containing function
418 (@code{hack}, in this example) does not exit.
419
420 If you try to call the nested function through its address after the
421 containing function has exited, all hell will break loose.  If you try
422 to call it after a containing scope level has exited, and if it refers
423 to some of the variables that are no longer in scope, you may be lucky,
424 but it's not wise to take the risk.  If, however, the nested function
425 does not refer to anything that has gone out of scope, you should be
426 safe.
427
428 GNU CC implements taking the address of a nested function using a
429 technique called @dfn{trampolines}.   A paper describing them is
430 available as @uref{http://people.debian.org/~karlheg/Usenix88-lexic.pdf}.
431
432 A nested function can jump to a label inherited from a containing
433 function, provided the label was explicitly declared in the containing
434 function (@pxref{Local Labels}).  Such a jump returns instantly to the
435 containing function, exiting the nested function which did the
436 @code{goto} and any intermediate functions as well.  Here is an example:
437
438 @example
439 @group
440 bar (int *array, int offset, int size)
441 @{
442   __label__ failure;
443   int access (int *array, int index)
444     @{
445       if (index > size)
446         goto failure;
447       return array[index + offset];
448     @}
449   int i;
450   @dots{}
451   for (i = 0; i < size; i++)
452     @dots{} access (array, i) @dots{}
453   @dots{}
454   return 0;
455
456  /* @r{Control comes here from @code{access}
457     if it detects an error.}  */
458  failure:
459   return -1;
460 @}
461 @end group
462 @end example
463
464 A nested function always has internal linkage.  Declaring one with
465 @code{extern} is erroneous.  If you need to declare the nested function
466 before its definition, use @code{auto} (which is otherwise meaningless
467 for function declarations).
468
469 @example
470 bar (int *array, int offset, int size)
471 @{
472   __label__ failure;
473   auto int access (int *, int);
474   @dots{}
475   int access (int *array, int index)
476     @{
477       if (index > size)
478         goto failure;
479       return array[index + offset];
480     @}
481   @dots{}
482 @}
483 @end example
484
485 @node Constructing Calls
486 @section Constructing Function Calls
487 @cindex constructing calls
488 @cindex forwarding calls
489
490 Using the built-in functions described below, you can record
491 the arguments a function received, and call another function
492 with the same arguments, without knowing the number or types
493 of the arguments.
494
495 You can also record the return value of that function call,
496 and later return that value, without knowing what data type
497 the function tried to return (as long as your caller expects
498 that data type).
499
500 @table @code
501 @findex __builtin_apply_args
502 @item __builtin_apply_args ()
503 This built-in function returns a pointer of type @code{void *} to data
504 describing how to perform a call with the same arguments as were passed
505 to the current function.
506
507 The function saves the arg pointer register, structure value address,
508 and all registers that might be used to pass arguments to a function
509 into a block of memory allocated on the stack.  Then it returns the
510 address of that block.
511
512 @findex __builtin_apply
513 @item __builtin_apply (@var{function}, @var{arguments}, @var{size})
514 This built-in function invokes @var{function} (type @code{void (*)()})
515 with a copy of the parameters described by @var{arguments} (type
516 @code{void *}) and @var{size} (type @code{int}).
517
518 The value of @var{arguments} should be the value returned by
519 @code{__builtin_apply_args}.  The argument @var{size} specifies the size
520 of the stack argument data, in bytes.
521
522 This function returns a pointer of type @code{void *} to data describing
523 how to return whatever value was returned by @var{function}.  The data
524 is saved in a block of memory allocated on the stack.
525
526 It is not always simple to compute the proper value for @var{size}.  The
527 value is used by @code{__builtin_apply} to compute the amount of data
528 that should be pushed on the stack and copied from the incoming argument
529 area.
530
531 @findex __builtin_return
532 @item __builtin_return (@var{result})
533 This built-in function returns the value described by @var{result} from
534 the containing function.  You should specify, for @var{result}, a value
535 returned by @code{__builtin_apply}.
536 @end table
537
538 @node Naming Types
539 @section Naming an Expression's Type
540 @cindex naming types
541
542 You can give a name to the type of an expression using a @code{typedef}
543 declaration with an initializer.  Here is how to define @var{name} as a
544 type name for the type of @var{exp}:
545
546 @example
547 typedef @var{name} = @var{exp};
548 @end example
549
550 This is useful in conjunction with the statements-within-expressions
551 feature.  Here is how the two together can be used to define a safe
552 ``maximum'' macro that operates on any arithmetic type:
553
554 @example
555 #define max(a,b) \
556   (@{typedef _ta = (a), _tb = (b);  \
557     _ta _a = (a); _tb _b = (b);     \
558     _a > _b ? _a : _b; @})
559 @end example
560
561 @cindex underscores in variables in macros
562 @cindex @samp{_} in variables in macros
563 @cindex local variables in macros
564 @cindex variables, local, in macros
565 @cindex macros, local variables in
566
567 The reason for using names that start with underscores for the local
568 variables is to avoid conflicts with variable names that occur within the
569 expressions that are substituted for @code{a} and @code{b}.  Eventually we
570 hope to design a new form of declaration syntax that allows you to declare
571 variables whose scopes start only after their initializers; this will be a
572 more reliable way to prevent such conflicts.
573
574 @node Typeof
575 @section Referring to a Type with @code{typeof}
576 @findex typeof
577 @findex sizeof
578 @cindex macros, types of arguments
579
580 Another way to refer to the type of an expression is with @code{typeof}.
581 The syntax of using of this keyword looks like @code{sizeof}, but the
582 construct acts semantically like a type name defined with @code{typedef}.
583
584 There are two ways of writing the argument to @code{typeof}: with an
585 expression or with a type.  Here is an example with an expression:
586
587 @example
588 typeof (x[0](1))
589 @end example
590
591 @noindent
592 This assumes that @code{x} is an array of pointers to functions;
593 the type described is that of the values of the functions.
594
595 Here is an example with a typename as the argument:
596
597 @example
598 typeof (int *)
599 @end example
600
601 @noindent
602 Here the type described is that of pointers to @code{int}.
603
604 If you are writing a header file that must work when included in ISO C
605 programs, write @code{__typeof__} instead of @code{typeof}.
606 @xref{Alternate Keywords}.
607
608 A @code{typeof}-construct can be used anywhere a typedef name could be
609 used.  For example, you can use it in a declaration, in a cast, or inside
610 of @code{sizeof} or @code{typeof}.
611
612 @itemize @bullet
613 @item
614 This declares @code{y} with the type of what @code{x} points to.
615
616 @example
617 typeof (*x) y;
618 @end example
619
620 @item
621 This declares @code{y} as an array of such values.
622
623 @example
624 typeof (*x) y[4];
625 @end example
626
627 @item
628 This declares @code{y} as an array of pointers to characters:
629
630 @example
631 typeof (typeof (char *)[4]) y;
632 @end example
633
634 @noindent
635 It is equivalent to the following traditional C declaration:
636
637 @example
638 char *y[4];
639 @end example
640
641 To see the meaning of the declaration using @code{typeof}, and why it
642 might be a useful way to write, let's rewrite it with these macros:
643
644 @example
645 #define pointer(T)  typeof(T *)
646 #define array(T, N) typeof(T [N])
647 @end example
648
649 @noindent
650 Now the declaration can be rewritten this way:
651
652 @example
653 array (pointer (char), 4) y;
654 @end example
655
656 @noindent
657 Thus, @code{array (pointer (char), 4)} is the type of arrays of 4
658 pointers to @code{char}.
659 @end itemize
660
661 @node Lvalues
662 @section Generalized Lvalues
663 @cindex compound expressions as lvalues
664 @cindex expressions, compound, as lvalues
665 @cindex conditional expressions as lvalues
666 @cindex expressions, conditional, as lvalues
667 @cindex casts as lvalues
668 @cindex generalized lvalues
669 @cindex lvalues, generalized
670 @cindex extensions, @code{?:}
671 @cindex @code{?:} extensions
672 Compound expressions, conditional expressions and casts are allowed as
673 lvalues provided their operands are lvalues.  This means that you can take
674 their addresses or store values into them.
675
676 Standard C++ allows compound expressions and conditional expressions as
677 lvalues, and permits casts to reference type, so use of this extension
678 is deprecated for C++ code.
679
680 For example, a compound expression can be assigned, provided the last
681 expression in the sequence is an lvalue.  These two expressions are
682 equivalent:
683
684 @example
685 (a, b) += 5
686 a, (b += 5)
687 @end example
688
689 Similarly, the address of the compound expression can be taken.  These two
690 expressions are equivalent:
691
692 @example
693 &(a, b)
694 a, &b
695 @end example
696
697 A conditional expression is a valid lvalue if its type is not void and the
698 true and false branches are both valid lvalues.  For example, these two
699 expressions are equivalent:
700
701 @example
702 (a ? b : c) = 5
703 (a ? b = 5 : (c = 5))
704 @end example
705
706 A cast is a valid lvalue if its operand is an lvalue.  A simple
707 assignment whose left-hand side is a cast works by converting the
708 right-hand side first to the specified type, then to the type of the
709 inner left-hand side expression.  After this is stored, the value is
710 converted back to the specified type to become the value of the
711 assignment.  Thus, if @code{a} has type @code{char *}, the following two
712 expressions are equivalent:
713
714 @example
715 (int)a = 5
716 (int)(a = (char *)(int)5)
717 @end example
718
719 An assignment-with-arithmetic operation such as @samp{+=} applied to a cast
720 performs the arithmetic using the type resulting from the cast, and then
721 continues as in the previous case.  Therefore, these two expressions are
722 equivalent:
723
724 @example
725 (int)a += 5
726 (int)(a = (char *)(int) ((int)a + 5))
727 @end example
728
729 You cannot take the address of an lvalue cast, because the use of its
730 address would not work out coherently.  Suppose that @code{&(int)f} were
731 permitted, where @code{f} has type @code{float}.  Then the following
732 statement would try to store an integer bit-pattern where a floating
733 point number belongs:
734
735 @example
736 *&(int)f = 1;
737 @end example
738
739 This is quite different from what @code{(int)f = 1} would do---that
740 would convert 1 to floating point and store it.  Rather than cause this
741 inconsistency, we think it is better to prohibit use of @samp{&} on a cast.
742
743 If you really do want an @code{int *} pointer with the address of
744 @code{f}, you can simply write @code{(int *)&f}.
745
746 @node Conditionals
747 @section Conditionals with Omitted Operands
748 @cindex conditional expressions, extensions
749 @cindex omitted middle-operands
750 @cindex middle-operands, omitted
751 @cindex extensions, @code{?:}
752 @cindex @code{?:} extensions
753
754 The middle operand in a conditional expression may be omitted.  Then
755 if the first operand is nonzero, its value is the value of the conditional
756 expression.
757
758 Therefore, the expression
759
760 @example
761 x ? : y
762 @end example
763
764 @noindent
765 has the value of @code{x} if that is nonzero; otherwise, the value of
766 @code{y}.
767
768 This example is perfectly equivalent to
769
770 @example
771 x ? x : y
772 @end example
773
774 @cindex side effect in ?:
775 @cindex ?: side effect
776 @noindent
777 In this simple case, the ability to omit the middle operand is not
778 especially useful.  When it becomes useful is when the first operand does,
779 or may (if it is a macro argument), contain a side effect.  Then repeating
780 the operand in the middle would perform the side effect twice.  Omitting
781 the middle operand uses the value already computed without the undesirable
782 effects of recomputing it.
783
784 @node Long Long
785 @section Double-Word Integers
786 @cindex @code{long long} data types
787 @cindex double-word arithmetic
788 @cindex multiprecision arithmetic
789 @cindex @code{LL} integer suffix
790 @cindex @code{ULL} integer suffix
791
792 ISO C99 supports data types for integers that are at least 64 bits wide,
793 and as an extension GCC supports them in C89 mode and in C++.
794 Simply write @code{long long int} for a signed integer, or
795 @code{unsigned long long int} for an unsigned integer.  To make an
796 integer constant of type @code{long long int}, add the suffix @code{LL}
797 to the integer.  To make an integer constant of type @code{unsigned long
798 long int}, add the suffix @code{ULL} to the integer.
799
800 You can use these types in arithmetic like any other integer types.
801 Addition, subtraction, and bitwise boolean operations on these types
802 are open-coded on all types of machines.  Multiplication is open-coded
803 if the machine supports fullword-to-doubleword a widening multiply
804 instruction.  Division and shifts are open-coded only on machines that
805 provide special support.  The operations that are not open-coded use
806 special library routines that come with GNU CC.
807
808 There may be pitfalls when you use @code{long long} types for function
809 arguments, unless you declare function prototypes.  If a function
810 expects type @code{int} for its argument, and you pass a value of type
811 @code{long long int}, confusion will result because the caller and the
812 subroutine will disagree about the number of bytes for the argument.
813 Likewise, if the function expects @code{long long int} and you pass
814 @code{int}.  The best way to avoid such problems is to use prototypes.
815
816 @node Complex
817 @section Complex Numbers
818 @cindex complex numbers
819 @cindex @code{_Complex} keyword
820 @cindex @code{__complex__} keyword
821
822 ISO C99 supports complex floating data types, and as an extension GCC
823 supports them in C89 mode and in C++, and supports complex integer data
824 types which are not part of ISO C99.  You can declare complex types
825 using the keyword @code{_Complex}.  As an extension, the older GNU
826 keyword @code{__complex__} is also supported.
827
828 For example, @samp{_Complex double x;} declares @code{x} as a
829 variable whose real part and imaginary part are both of type
830 @code{double}.  @samp{_Complex short int y;} declares @code{y} to
831 have real and imaginary parts of type @code{short int}; this is not
832 likely to be useful, but it shows that the set of complex types is
833 complete.
834
835 To write a constant with a complex data type, use the suffix @samp{i} or
836 @samp{j} (either one; they are equivalent).  For example, @code{2.5fi}
837 has type @code{_Complex float} and @code{3i} has type
838 @code{_Complex int}.  Such a constant always has a pure imaginary
839 value, but you can form any complex value you like by adding one to a
840 real constant.  This is a GNU extension; if you have an ISO C99
841 conforming C library (such as GNU libc), and want to construct complex
842 constants of floating type, you should include @code{<complex.h>} and
843 use the macros @code{I} or @code{_Complex_I} instead.
844
845 @cindex @code{__real__} keyword
846 @cindex @code{__imag__} keyword
847 To extract the real part of a complex-valued expression @var{exp}, write
848 @code{__real__ @var{exp}}.  Likewise, use @code{__imag__} to
849 extract the imaginary part.  This is a GNU extension; for values of
850 floating type, you should use the ISO C99 functions @code{crealf},
851 @code{creal}, @code{creall}, @code{cimagf}, @code{cimag} and
852 @code{cimagl}, declared in @code{<complex.h>} and also provided as
853 builtin functions by GCC.
854
855 @cindex complex conjugation
856 The operator @samp{~} performs complex conjugation when used on a value
857 with a complex type.  This is a GNU extension; for values of
858 floating type, you should use the ISO C99 functions @code{conjf},
859 @code{conj} and @code{conjl}, declared in @code{<complex.h>} and also
860 provided as builtin functions by GCC.
861
862 GNU CC can allocate complex automatic variables in a noncontiguous
863 fashion; it's even possible for the real part to be in a register while
864 the imaginary part is on the stack (or vice-versa).  None of the
865 supported debugging info formats has a way to represent noncontiguous
866 allocation like this, so GNU CC describes a noncontiguous complex
867 variable as if it were two separate variables of noncomplex type.
868 If the variable's actual name is @code{foo}, the two fictitious
869 variables are named @code{foo$real} and @code{foo$imag}.  You can
870 examine and set these two fictitious variables with your debugger.
871
872 A future version of GDB will know how to recognize such pairs and treat
873 them as a single variable with a complex type.
874
875 @node Hex Floats
876 @section Hex Floats
877 @cindex hex floats
878
879 ISO C99 supports floating-point numbers written not only in the usual
880 decimal notation, such as @code{1.55e1}, but also numbers such as
881 @code{0x1.fp3} written in hexadecimal format.  As a GNU extension, GCC
882 supports this in C89 mode (except in some cases when strictly
883 conforming) and in C++.  In that format the
884 @code{0x} hex introducer and the @code{p} or @code{P} exponent field are
885 mandatory.  The exponent is a decimal number that indicates the power of
886 2 by which the significant part will be multiplied.  Thus @code{0x1.f} is
887 1 15/16, @code{p3} multiplies it by 8, and the value of @code{0x1.fp3}
888 is the same as @code{1.55e1}.
889
890 Unlike for floating-point numbers in the decimal notation the exponent
891 is always required in the hexadecimal notation.  Otherwise the compiler
892 would not be able to resolve the ambiguity of, e.g., @code{0x1.f}.  This
893 could mean @code{1.0f} or @code{1.9375} since @code{f} is also the
894 extension for floating-point constants of type @code{float}.
895
896 @node Zero Length
897 @section Arrays of Length Zero
898 @cindex arrays of length zero
899 @cindex zero-length arrays
900 @cindex length-zero arrays
901 @cindex flexible array members
902
903 Zero-length arrays are allowed in GNU C.  They are very useful as the
904 last element of a structure which is really a header for a variable-length
905 object:
906
907 @example
908 struct line @{
909   int length;
910   char contents[0];
911 @};
912
913 struct line *thisline = (struct line *)
914   malloc (sizeof (struct line) + this_length);
915 thisline->length = this_length;
916 @end example
917
918 In ISO C89, you would have to give @code{contents} a length of 1, which
919 means either you waste space or complicate the argument to @code{malloc}.
920
921 In ISO C99, you would use a @dfn{flexible array member}, which is
922 slightly different in syntax and semantics:
923
924 @itemize @bullet
925 @item
926 Flexible array members are written as @code{contents[]} without
927 the @code{0}.
928
929 @item
930 Flexible array members have incomplete type, and so the @code{sizeof}
931 operator may not be applied.  As a quirk of the original implementation
932 of zero-length arrays, @code{sizeof} evaluates to zero.
933
934 @item
935 Flexible array members may only appear as the last member of a
936 @code{struct} that is otherwise non-empty.  GCC currently allows
937 zero-length arrays anywhere.  You may encounter problems, however,
938 defining structures containing only a zero-length array.  Such usage
939 is deprecated, and we recommend using zero-length arrays only in
940 places in which flexible array members would be allowed.
941 @end itemize
942
943 GCC versions before 3.0 allowed zero-length arrays to be statically
944 initialized.  In addition to those cases that were useful, it also
945 allowed initializations in situations that would corrupt later data.
946 Non-empty initialization of zero-length arrays is now deprecated.
947
948 Instead GCC allows static initialization of flexible array members.
949 This is equivalent to defining a new structure containing the original
950 structure followed by an array of sufficient size to contain the data.
951 I.e. in the following, @code{f1} is constructed as if it were declared
952 like @code{f2}.
953
954 @example
955 struct f1 @{
956   int x; int y[];
957 @} f1 = @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @};
958
959 struct f2 @{
960   struct f1 f1; int data[3];
961 @} f2 = @{ @{ 1 @}, @{ 2, 3, 4 @} @};
962 @end example
963
964 @noindent
965 The convenience of this extension is that @code{f1} has the desired
966 type, eliminating the need to consistently refer to @code{f2.f1}.
967
968 This has symmetry with normal static arrays, in that an array of
969 unknown size is also written with @code{[]}.
970
971 Of course, this extension only makes sense if the extra data comes at
972 the end of a top-level object, as otherwise we would be overwriting
973 data at subsequent offsets.  To avoid undue complication and confusion
974 with initialization of deeply nested arrays, we simply disallow any
975 non-empty initialization except when the structure is the top-level
976 object.  For example:
977
978 @example
979 struct foo @{ int x; int y[]; @};
980 struct bar @{ struct foo z; @};
981
982 struct foo a = @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @};        // Legal.
983 struct bar b = @{ @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @} @};    // Illegal.
984 struct bar c = @{ @{ 1, @{ @} @} @};            // Legal.
985 struct foo d[1] = @{ @{ 1 @{ 2, 3, 4 @} @} @};  // Illegal.
986 @end example
987
988 @node Variable Length
989 @section Arrays of Variable Length
990 @cindex variable-length arrays
991 @cindex arrays of variable length
992 @cindex VLAs
993
994 Variable-length automatic arrays are allowed in ISO C99, and as an
995 extension GCC accepts them in C89 mode and in C++.  (However, GCC's
996 implementation of variable-length arrays does not yet conform in detail
997 to the ISO C99 standard.)  These arrays are
998 declared like any other automatic arrays, but with a length that is not
999 a constant expression.  The storage is allocated at the point of
1000 declaration and deallocated when the brace-level is exited.  For
1001 example:
1002
1003 @example
1004 FILE *
1005 concat_fopen (char *s1, char *s2, char *mode)
1006 @{
1007   char str[strlen (s1) + strlen (s2) + 1];
1008   strcpy (str, s1);
1009   strcat (str, s2);
1010   return fopen (str, mode);
1011 @}
1012 @end example
1013
1014 @cindex scope of a variable length array
1015 @cindex variable-length array scope
1016 @cindex deallocating variable length arrays
1017 Jumping or breaking out of the scope of the array name deallocates the
1018 storage.  Jumping into the scope is not allowed; you get an error
1019 message for it.
1020
1021 @cindex @code{alloca} vs variable-length arrays
1022 You can use the function @code{alloca} to get an effect much like
1023 variable-length arrays.  The function @code{alloca} is available in
1024 many other C implementations (but not in all).  On the other hand,
1025 variable-length arrays are more elegant.
1026
1027 There are other differences between these two methods.  Space allocated
1028 with @code{alloca} exists until the containing @emph{function} returns.
1029 The space for a variable-length array is deallocated as soon as the array
1030 name's scope ends.  (If you use both variable-length arrays and
1031 @code{alloca} in the same function, deallocation of a variable-length array
1032 will also deallocate anything more recently allocated with @code{alloca}.)
1033
1034 You can also use variable-length arrays as arguments to functions:
1035
1036 @example
1037 struct entry
1038 tester (int len, char data[len][len])
1039 @{
1040   @dots{}
1041 @}
1042 @end example
1043
1044 The length of an array is computed once when the storage is allocated
1045 and is remembered for the scope of the array in case you access it with
1046 @code{sizeof}.
1047
1048 If you want to pass the array first and the length afterward, you can
1049 use a forward declaration in the parameter list---another GNU extension.
1050
1051 @example
1052 struct entry
1053 tester (int len; char data[len][len], int len)
1054 @{
1055   @dots{}
1056 @}
1057 @end example
1058
1059 @cindex parameter forward declaration
1060 The @samp{int len} before the semicolon is a @dfn{parameter forward
1061 declaration}, and it serves the purpose of making the name @code{len}
1062 known when the declaration of @code{data} is parsed.
1063
1064 You can write any number of such parameter forward declarations in the
1065 parameter list.  They can be separated by commas or semicolons, but the
1066 last one must end with a semicolon, which is followed by the ``real''
1067 parameter declarations.  Each forward declaration must match a ``real''
1068 declaration in parameter name and data type.  ISO C99 does not support
1069 parameter forward declarations.
1070
1071 @node Variadic Macros
1072 @section Macros with a Variable Number of Arguments.
1073 @cindex variable number of arguments
1074 @cindex macro with variable arguments
1075 @cindex rest argument (in macro)
1076 @cindex variadic macros
1077
1078 In the ISO C standard of 1999, a macro can be declared to accept a
1079 variable number of arguments much as a function can.  The syntax for
1080 defining the macro is similar to that of a function.  Here is an
1081 example:
1082
1083 @example
1084 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
1085 @end example
1086
1087 Here @samp{@dots{}} is a @dfn{variable argument}.  In the invocation of
1088 such a macro, it represents the zero or more tokens until the closing
1089 parenthesis that ends the invocation, including any commas.  This set of
1090 tokens replaces the identifier @code{__VA_ARGS__} in the macro body
1091 wherever it appears.  See the CPP manual for more information.
1092
1093 GCC has long supported variadic macros, and used a different syntax that
1094 allowed you to give a name to the variable arguments just like any other
1095 argument.  Here is an example:
1096
1097 @example
1098 #define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)
1099 @end example
1100
1101 This is in all ways equivalent to the ISO C example above, but arguably
1102 more readable and descriptive.
1103
1104 GNU CPP has two further variadic macro extensions, and permits them to
1105 be used with either of the above forms of macro definition.
1106
1107 In standard C, you are not allowed to leave the variable argument out
1108 entirely; but you are allowed to pass an empty argument.  For example,
1109 this invocation is invalid in ISO C, because there is no comma after
1110 the string:
1111
1112 @example
1113 debug ("A message")
1114 @end example
1115
1116 GNU CPP permits you to completely omit the variable arguments in this
1117 way.  In the above examples, the compiler would complain, though since
1118 the expansion of the macro still has the extra comma after the format
1119 string.
1120
1121 To help solve this problem, CPP behaves specially for variable arguments
1122 used with the token paste operator, @samp{##}.  If instead you write
1123
1124 @example
1125 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, ## __VA_ARGS__)
1126 @end example
1127
1128 and if the variable arguments are omitted or empty, the @samp{##}
1129 operator causes the preprocessor to remove the comma before it.  If you
1130 do provide some variable arguments in your macro invocation, GNU CPP
1131 does not complain about the paste operation and instead places the
1132 variable arguments after the comma.  Just like any other pasted macro
1133 argument, these arguments are not macro expanded.
1134
1135 @node Escaped Newlines
1136 @section Slightly Looser Rules for Escaped Newlines
1137 @cindex escaped newlines
1138 @cindex newlines (escaped)
1139
1140 Recently, the non-traditional preprocessor has relaxed its treatment of
1141 escaped newlines.  Previously, the newline had to immediately follow a
1142 backslash.  The current implementation allows whitespace in the form of
1143 spaces, horizontal and vertical tabs, and form feeds between the
1144 backslash and the subsequent newline.  The preprocessor issues a
1145 warning, but treats it as a valid escaped newline and combines the two
1146 lines to form a single logical line.  This works within comments and
1147 tokens, including multi-line strings, as well as between tokens.
1148 Comments are @emph{not} treated as whitespace for the purposes of this
1149 relaxation, since they have not yet been replaced with spaces.
1150
1151 @node Multi-line Strings
1152 @section String Literals with Embedded Newlines
1153 @cindex multi-line string literals
1154
1155 As an extension, GNU CPP permits string literals to cross multiple lines
1156 without escaping the embedded newlines.  Each embedded newline is
1157 replaced with a single @samp{\n} character in the resulting string
1158 literal, regardless of what form the newline took originally.
1159
1160 CPP currently allows such strings in directives as well (other than the
1161 @samp{#include} family).  This is deprecated and will eventually be
1162 removed.
1163
1164 @node Subscripting
1165 @section Non-Lvalue Arrays May Have Subscripts
1166 @cindex subscripting
1167 @cindex arrays, non-lvalue
1168
1169 @cindex subscripting and function values
1170 Subscripting is allowed on arrays that are not lvalues, even though the
1171 unary @samp{&} operator is not.  (In ISO C99, both are allowed (though
1172 the array may not be used after the next sequence point), but this ISO
1173 C99 feature is not yet fully supported in GCC.)  For example,
1174 this is valid in GNU C though not valid in C89:
1175
1176 @example
1177 @group
1178 struct foo @{int a[4];@};
1179
1180 struct foo f();
1181
1182 bar (int index)
1183 @{
1184   return f().a[index];
1185 @}
1186 @end group
1187 @end example
1188
1189 @node Pointer Arith
1190 @section Arithmetic on @code{void}- and Function-Pointers
1191 @cindex void pointers, arithmetic
1192 @cindex void, size of pointer to
1193 @cindex function pointers, arithmetic
1194 @cindex function, size of pointer to
1195
1196 In GNU C, addition and subtraction operations are supported on pointers to
1197 @code{void} and on pointers to functions.  This is done by treating the
1198 size of a @code{void} or of a function as 1.
1199
1200 A consequence of this is that @code{sizeof} is also allowed on @code{void}
1201 and on function types, and returns 1.
1202
1203 The option @samp{-Wpointer-arith} requests a warning if these extensions
1204 are used.
1205
1206 @node Initializers
1207 @section Non-Constant Initializers
1208 @cindex initializers, non-constant
1209 @cindex non-constant initializers
1210
1211 As in standard C++ and ISO C99, the elements of an aggregate initializer for an
1212 automatic variable are not required to be constant expressions in GNU C.
1213 Here is an example of an initializer with run-time varying elements:
1214
1215 @example
1216 foo (float f, float g)
1217 @{
1218   float beat_freqs[2] = @{ f-g, f+g @};
1219   @dots{}
1220 @}
1221 @end example
1222
1223 @node Compound Literals
1224 @section Compound Literals
1225 @cindex constructor expressions
1226 @cindex initializations in expressions
1227 @cindex structures, constructor expression
1228 @cindex expressions, constructor
1229 @cindex compound literals
1230 @c The GNU C name for what C99 calls compound literals was "constructor expressions".
1231
1232 ISO C99 supports compound literals.  A compound literal looks like
1233 a cast containing an initializer.  Its value is an object of the
1234 type specified in the cast, containing the elements specified in
1235 the initializer.  (GCC does not yet implement the full ISO C99 semantics
1236 for compound literals.)  As an extension, GCC supports compound literals
1237 in C89 mode and in C++.
1238
1239 Usually, the specified type is a structure.  Assume that
1240 @code{struct foo} and @code{structure} are declared as shown:
1241
1242 @example
1243 struct foo @{int a; char b[2];@} structure;
1244 @end example
1245
1246 @noindent
1247 Here is an example of constructing a @code{struct foo} with a compound literal:
1248
1249 @example
1250 structure = ((struct foo) @{x + y, 'a', 0@});
1251 @end example
1252
1253 @noindent
1254 This is equivalent to writing the following:
1255
1256 @example
1257 @{
1258   struct foo temp = @{x + y, 'a', 0@};
1259   structure = temp;
1260 @}
1261 @end example
1262
1263 You can also construct an array.  If all the elements of the compound literal
1264 are (made up of) simple constant expressions, suitable for use in
1265 initializers, then the compound literal is an lvalue and can be coerced to a
1266 pointer to its first element, as shown here:
1267
1268 @example
1269 char **foo = (char *[]) @{ "x", "y", "z" @};
1270 @end example
1271
1272 Array compound literals whose elements are not simple constants are
1273 not very useful, because the compound literal is not an lvalue; ISO C99
1274 specifies that it is, being a temporary object with automatic storage
1275 duration associated with the enclosing block, but GCC does not yet
1276 implement this.  There are currently only two valid ways to use it with
1277 GCC: to subscript it, or initialize
1278 an array variable with it.  The former is probably slower than a
1279 @code{switch} statement, while the latter does the same thing an
1280 ordinary C initializer would do.  Here is an example of
1281 subscripting an array compound literal:
1282
1283 @example
1284 output = ((int[]) @{ 2, x, 28 @}) [input];
1285 @end example
1286
1287 Compound literals for scalar types and union types are is
1288 also allowed, but then the compound literal is equivalent
1289 to a cast.
1290
1291 @node Designated Inits
1292 @section Designated Initializers
1293 @cindex initializers with labeled elements
1294 @cindex labeled elements in initializers
1295 @cindex case labels in initializers
1296 @cindex designated initializers
1297
1298 Standard C89 requires the elements of an initializer to appear in a fixed
1299 order, the same as the order of the elements in the array or structure
1300 being initialized.
1301
1302 In ISO C99 you can give the elements in any order, specifying the array
1303 indices or structure field names they apply to, and GNU C allows this as
1304 an extension in C89 mode as well.  This extension is not
1305 implemented in GNU C++.
1306
1307 To specify an array index, write
1308 @samp{[@var{index}] =} before the element value.  For example,
1309
1310 @example
1311 int a[6] = @{ [4] = 29, [2] = 15 @};
1312 @end example
1313
1314 @noindent
1315 is equivalent to
1316
1317 @example
1318 int a[6] = @{ 0, 0, 15, 0, 29, 0 @};
1319 @end example
1320
1321 @noindent
1322 The index values must be constant expressions, even if the array being
1323 initialized is automatic.
1324
1325 An alternative syntax for this which has been obsolete since GCC 2.5 but
1326 GCC still accepts is to write @samp{[@var{index}]} before the element
1327 value, with no @samp{=}.
1328
1329 To initialize a range of elements to the same value, write
1330 @samp{[@var{first} ... @var{last}] = @var{value}}.  This is a GNU
1331 extension.  For example,
1332
1333 @example
1334 int widths[] = @{ [0 ... 9] = 1, [10 ... 99] = 2, [100] = 3 @};
1335 @end example
1336
1337 @noindent
1338 If the value in it has side-effects, the side-effects will happen only once,
1339 not for each initialized field by the range initializer.
1340
1341 @noindent
1342 Note that the length of the array is the highest value specified
1343 plus one.
1344
1345 In a structure initializer, specify the name of a field to initialize
1346 with @samp{.@var{fieldname} =} before the element value.  For example,
1347 given the following structure,
1348
1349 @example
1350 struct point @{ int x, y; @};
1351 @end example
1352
1353 @noindent
1354 the following initialization
1355
1356 @example
1357 struct point p = @{ .y = yvalue, .x = xvalue @};
1358 @end example
1359
1360 @noindent
1361 is equivalent to
1362
1363 @example
1364 struct point p = @{ xvalue, yvalue @};
1365 @end example
1366
1367 Another syntax which has the same meaning, obsolete since GCC 2.5, is
1368 @samp{@var{fieldname}:}, as shown here:
1369
1370 @example
1371 struct point p = @{ y: yvalue, x: xvalue @};
1372 @end example
1373
1374 @cindex designators
1375 The @samp{[@var{index}]} or @samp{.@var{fieldname}} is known as a
1376 @dfn{designator}.  You can also use a designator (or the obsolete colon
1377 syntax) when initializing a union, to specify which element of the union
1378 should be used.  For example,
1379
1380 @example
1381 union foo @{ int i; double d; @};
1382
1383 union foo f = @{ .d = 4 @};
1384 @end example
1385
1386 @noindent
1387 will convert 4 to a @code{double} to store it in the union using
1388 the second element.  By contrast, casting 4 to type @code{union foo}
1389 would store it into the union as the integer @code{i}, since it is
1390 an integer.  (@xref{Cast to Union}.)
1391
1392 You can combine this technique of naming elements with ordinary C
1393 initialization of successive elements.  Each initializer element that
1394 does not have a designator applies to the next consecutive element of the
1395 array or structure.  For example,
1396
1397 @example
1398 int a[6] = @{ [1] = v1, v2, [4] = v4 @};
1399 @end example
1400
1401 @noindent
1402 is equivalent to
1403
1404 @example
1405 int a[6] = @{ 0, v1, v2, 0, v4, 0 @};
1406 @end example
1407
1408 Labeling the elements of an array initializer is especially useful
1409 when the indices are characters or belong to an @code{enum} type.
1410 For example:
1411
1412 @example
1413 int whitespace[256]
1414   = @{ [' '] = 1, ['\t'] = 1, ['\h'] = 1,
1415       ['\f'] = 1, ['\n'] = 1, ['\r'] = 1 @};
1416 @end example
1417
1418 @cindex designator lists
1419 You can also write a series of @samp{.@var{fieldname}} and
1420 @samp{[@var{index}]} designators before an @samp{=} to specify a
1421 nested subobject to initialize; the list is taken relative to the
1422 subobject corresponding to the closest surrounding brace pair.  For
1423 example, with the @samp{struct point} declaration above:
1424
1425 @example
1426 struct point ptarray[10] = @{ [2].y = yv2, [2].x = xv2, [0].x = xv0 @};
1427 @end example
1428
1429 @noindent
1430 If the same field is initialized multiple times, it will have value from
1431 the last initialization.  If any such overridden initialization has
1432 side-effect, it is unspecified whether the side-effect happens or not.
1433 Currently, gcc will discard them and issue a warning.
1434
1435 @node Case Ranges
1436 @section Case Ranges
1437 @cindex case ranges
1438 @cindex ranges in case statements
1439
1440 You can specify a range of consecutive values in a single @code{case} label,
1441 like this:
1442
1443 @example
1444 case @var{low} ... @var{high}:
1445 @end example
1446
1447 @noindent
1448 This has the same effect as the proper number of individual @code{case}
1449 labels, one for each integer value from @var{low} to @var{high}, inclusive.
1450
1451 This feature is especially useful for ranges of ASCII character codes:
1452
1453 @example
1454 case 'A' ... 'Z':
1455 @end example
1456
1457 @strong{Be careful:} Write spaces around the @code{...}, for otherwise
1458 it may be parsed wrong when you use it with integer values.  For example,
1459 write this:
1460
1461 @example
1462 case 1 ... 5:
1463 @end example
1464
1465 @noindent
1466 rather than this:
1467
1468 @example
1469 case 1...5:
1470 @end example
1471
1472 @node Cast to Union
1473 @section Cast to a Union Type
1474 @cindex cast to a union
1475 @cindex union, casting to a
1476
1477 A cast to union type is similar to other casts, except that the type
1478 specified is a union type.  You can specify the type either with
1479 @code{union @var{tag}} or with a typedef name.  A cast to union is actually
1480 a constructor though, not a cast, and hence does not yield an lvalue like
1481 normal casts.  (@xref{Compound Literals}.)
1482
1483 The types that may be cast to the union type are those of the members
1484 of the union.  Thus, given the following union and variables:
1485
1486 @example
1487 union foo @{ int i; double d; @};
1488 int x;
1489 double y;
1490 @end example
1491
1492 @noindent
1493 both @code{x} and @code{y} can be cast to type @code{union} foo.
1494
1495 Using the cast as the right-hand side of an assignment to a variable of
1496 union type is equivalent to storing in a member of the union:
1497
1498 @example
1499 union foo u;
1500 @dots{}
1501 u = (union foo) x  @equiv{}  u.i = x
1502 u = (union foo) y  @equiv{}  u.d = y
1503 @end example
1504
1505 You can also use the union cast as a function argument:
1506
1507 @example
1508 void hack (union foo);
1509 @dots{}
1510 hack ((union foo) x);
1511 @end example
1512
1513 @node Mixed Declarations
1514 @section Mixed Declarations and Code
1515 @cindex mixed declarations and code
1516 @cindex declarations, mixed with code
1517 @cindex code, mixed with declarations
1518
1519 ISO C99 and ISO C++ allow declarations and code to be freely mixed
1520 within compound statements.  As an extension, GCC also allows this in
1521 C89 mode.  For example, you could do:
1522
1523 @example
1524 int i;
1525 @dots{}
1526 i++;
1527 int j = i + 2;
1528 @end example
1529
1530 Each identifier is visible from where it is declared until the end of
1531 the enclosing block.
1532
1533 @node Function Attributes
1534 @section Declaring Attributes of Functions
1535 @cindex function attributes
1536 @cindex declaring attributes of functions
1537 @cindex functions that never return
1538 @cindex functions that have no side effects
1539 @cindex functions in arbitrary sections
1540 @cindex functions that behave like malloc
1541 @cindex @code{volatile} applied to function
1542 @cindex @code{const} applied to function
1543 @cindex functions with @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style arguments
1544 @cindex functions that are passed arguments in registers on the 386
1545 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
1546 @cindex functions that do not pop the argument stack on the 386
1547
1548 In GNU C, you declare certain things about functions called in your program
1549 which help the compiler optimize function calls and check your code more
1550 carefully.
1551
1552 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
1553 attributes when making a declaration.  This keyword is followed by an
1554 attribute specification inside double parentheses.  Fourteen attributes,
1555 @code{noreturn}, @code{pure}, @code{const}, @code{format},
1556 @code{format_arg}, @code{no_instrument_function}, @code{section},
1557 @code{constructor}, @code{destructor}, @code{unused}, @code{weak},
1558 @code{malloc}, @code{alias} and @code{no_check_memory_usage} are
1559 currently defined for functions.  Several other attributes are defined
1560 for functions on particular target systems.  Other attributes, including
1561 @code{section} are supported for variables declarations (@pxref{Variable
1562 Attributes}) and for types (@pxref{Type Attributes}).
1563
1564 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
1565 each keyword.  This allows you to use them in header files without
1566 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
1567 you may use @code{__noreturn__} instead of @code{noreturn}.
1568
1569 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
1570 attributes.
1571
1572 @table @code
1573 @cindex @code{noreturn} function attribute
1574 @item noreturn
1575 A few standard library functions, such as @code{abort} and @code{exit},
1576 cannot return.  GNU CC knows this automatically.  Some programs define
1577 their own functions that never return.  You can declare them
1578 @code{noreturn} to tell the compiler this fact.  For example,
1579
1580 @smallexample
1581 void fatal () __attribute__ ((noreturn));
1582
1583 void
1584 fatal (@dots{})
1585 @{
1586   @dots{} /* @r{Print error message.} */ @dots{}
1587   exit (1);
1588 @}
1589 @end smallexample
1590
1591 The @code{noreturn} keyword tells the compiler to assume that
1592 @code{fatal} cannot return.  It can then optimize without regard to what
1593 would happen if @code{fatal} ever did return.  This makes slightly
1594 better code.  More importantly, it helps avoid spurious warnings of
1595 uninitialized variables.
1596
1597 Do not assume that registers saved by the calling function are
1598 restored before calling the @code{noreturn} function.
1599
1600 It does not make sense for a @code{noreturn} function to have a return
1601 type other than @code{void}.
1602
1603 The attribute @code{noreturn} is not implemented in GNU C versions
1604 earlier than 2.5.  An alternative way to declare that a function does
1605 not return, which works in the current version and in some older
1606 versions, is as follows:
1607
1608 @smallexample
1609 typedef void voidfn ();
1610
1611 volatile voidfn fatal;
1612 @end smallexample
1613
1614 @cindex @code{pure} function attribute
1615 @item pure
1616 Many functions have no effects except the return value and their
1617 return value depends only on the parameters and/or global variables.
1618 Such a function can be subject
1619 to common subexpression elimination and loop optimization just as an
1620 arithmetic operator would be.  These functions should be declared
1621 with the attribute @code{pure}.  For example,
1622
1623 @smallexample
1624 int square (int) __attribute__ ((pure));
1625 @end smallexample
1626
1627 @noindent
1628 says that the hypothetical function @code{square} is safe to call
1629 fewer times than the program says.
1630
1631 Some of common examples of pure functions are @code{strlen} or @code{memcmp}.
1632 Interesting non-pure functions are functions with infinite loops or those
1633 depending on volatile memory or other system resource, that may change between
1634 two consecutive calls (such as @code{feof} in a multithreading environment).
1635
1636 The attribute @code{pure} is not implemented in GNU C versions earlier
1637 than 2.96.
1638 @cindex @code{const} function attribute
1639 @item const
1640 Many functions do not examine any values except their arguments, and
1641 have no effects except the return value.  Basically this is just slightly
1642 more strict class than the "pure" attribute above, since function is not
1643 allowed to read global memory.
1644
1645 @cindex pointer arguments
1646 Note that a function that has pointer arguments and examines the data
1647 pointed to must @emph{not} be declared @code{const}.  Likewise, a
1648 function that calls a non-@code{const} function usually must not be
1649 @code{const}.  It does not make sense for a @code{const} function to
1650 return @code{void}.
1651
1652 The attribute @code{const} is not implemented in GNU C versions earlier
1653 than 2.5.  An alternative way to declare that a function has no side
1654 effects, which works in the current version and in some older versions,
1655 is as follows:
1656
1657 @smallexample
1658 typedef int intfn ();
1659
1660 extern const intfn square;
1661 @end smallexample
1662
1663 This approach does not work in GNU C++ from 2.6.0 on, since the language
1664 specifies that the @samp{const} must be attached to the return value.
1665
1666
1667 @item format (@var{archetype}, @var{string-index}, @var{first-to-check})
1668 @cindex @code{format} function attribute
1669 The @code{format} attribute specifies that a function takes @code{printf},
1670 @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style arguments which
1671 should be type-checked against a format string.  For example, the
1672 declaration:
1673
1674 @smallexample
1675 extern int
1676 my_printf (void *my_object, const char *my_format, ...)
1677       __attribute__ ((format (printf, 2, 3)));
1678 @end smallexample
1679
1680 @noindent
1681 causes the compiler to check the arguments in calls to @code{my_printf}
1682 for consistency with the @code{printf} style format string argument
1683 @code{my_format}.
1684
1685 The parameter @var{archetype} determines how the format string is
1686 interpreted, and should be @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime}
1687 or @code{strfmon}.  (You can also use @code{__printf__},
1688 @code{__scanf__}, @code{__strftime__} or @code{__strfmon__}.)  The
1689 parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
1690 string argument (starting from 1), while @var{first-to-check} is the
1691 number of the first argument to check against the format string.  For
1692 functions where the arguments are not available to be checked (such as
1693 @code{vprintf}), specify the third parameter as zero.  In this case the
1694 compiler only checks the format string for consistency.  For
1695 @code{strftime} formats, the third parameter is required to be zero.
1696
1697 In the example above, the format string (@code{my_format}) is the second
1698 argument of the function @code{my_print}, and the arguments to check
1699 start with the third argument, so the correct parameters for the format
1700 attribute are 2 and 3.
1701
1702 The @code{format} attribute allows you to identify your own functions
1703 which take format strings as arguments, so that GNU CC can check the
1704 calls to these functions for errors.  The compiler always (unless
1705 @samp{-ffreestanding} is used) checks formats
1706 for the standard library functions @code{printf}, @code{fprintf},
1707 @code{sprintf}, @code{scanf}, @code{fscanf}, @code{sscanf}, @code{strftime},
1708 @code{vprintf}, @code{vfprintf} and @code{vsprintf} whenever such
1709 warnings are requested (using @samp{-Wformat}), so there is no need to
1710 modify the header file @file{stdio.h}.  In C99 mode, the functions
1711 @code{snprintf}, @code{vsnprintf}, @code{vscanf}, @code{vfscanf} and
1712 @code{vsscanf} are also checked.  Except in strictly conforming C
1713 standard modes, the X/Open function @code{strfmon} is also checked.
1714 @xref{C Dialect Options,,Options Controlling C Dialect}.
1715
1716 @item format_arg (@var{string-index})
1717 @cindex @code{format_arg} function attribute
1718 The @code{format_arg} attribute specifies that a function takes a format
1719 string for a @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or
1720 @code{strfmon} style function and modifies it (for example, to translate
1721 it into another language), so the result can be passed to a
1722 @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style
1723 function (with the remaining arguments to the format function the same
1724 as they would have been for the unmodified string).  For example, the
1725 declaration:
1726
1727 @smallexample
1728 extern char *
1729 my_dgettext (char *my_domain, const char *my_format)
1730       __attribute__ ((format_arg (2)));
1731 @end smallexample
1732
1733 @noindent
1734 causes the compiler to check the arguments in calls to a @code{printf},
1735 @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} type function, whose
1736 format string argument is a call to the @code{my_dgettext} function, for
1737 consistency with the format string argument @code{my_format}.  If the
1738 @code{format_arg} attribute had not been specified, all the compiler
1739 could tell in such calls to format functions would be that the format
1740 string argument is not constant; this would generate a warning when
1741 @code{-Wformat-nonliteral} is used, but the calls could not be checked
1742 without the attribute.
1743
1744 The parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
1745 string argument (starting from 1).
1746
1747 The @code{format-arg} attribute allows you to identify your own
1748 functions which modify format strings, so that GNU CC can check the
1749 calls to @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon}
1750 type function whose operands are a call to one of your own function.
1751 The compiler always treats @code{gettext}, @code{dgettext}, and
1752 @code{dcgettext} in this manner except when strict ISO C support is
1753 requested by @samp{-ansi} or an appropriate @samp{-std} option, or
1754 @samp{-ffreestanding} is used.  @xref{C Dialect Options,,Options
1755 Controlling C Dialect}.
1756
1757 @item no_instrument_function
1758 @cindex @code{no_instrument_function} function attribute
1759 If @samp{-finstrument-functions} is given, profiling function calls will
1760 be generated at entry and exit of most user-compiled functions.
1761 Functions with this attribute will not be so instrumented.
1762
1763 @item section ("section-name")
1764 @cindex @code{section} function attribute
1765 Normally, the compiler places the code it generates in the @code{text} section.
1766 Sometimes, however, you need additional sections, or you need certain
1767 particular functions to appear in special sections.  The @code{section}
1768 attribute specifies that a function lives in a particular section.
1769 For example, the declaration:
1770
1771 @smallexample
1772 extern void foobar (void) __attribute__ ((section ("bar")));
1773 @end smallexample
1774
1775 @noindent
1776 puts the function @code{foobar} in the @code{bar} section.
1777
1778 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
1779 attribute is not available on all platforms.
1780 If you need to map the entire contents of a module to a particular
1781 section, consider using the facilities of the linker instead.
1782
1783 @item constructor
1784 @itemx destructor
1785 @cindex @code{constructor} function attribute
1786 @cindex @code{destructor} function attribute
1787 The @code{constructor} attribute causes the function to be called
1788 automatically before execution enters @code{main ()}.  Similarly, the
1789 @code{destructor} attribute causes the function to be called
1790 automatically after @code{main ()} has completed or @code{exit ()} has
1791 been called.  Functions with these attributes are useful for
1792 initializing data that will be used implicitly during the execution of
1793 the program.
1794
1795 These attributes are not currently implemented for Objective C.
1796
1797 @item unused
1798 This attribute, attached to a function, means that the function is meant
1799 to be possibly unused.  GNU CC will not produce a warning for this
1800 function.  GNU C++ does not currently support this attribute as
1801 definitions without parameters are valid in C++.
1802
1803 @item weak
1804 @cindex @code{weak} attribute
1805 The @code{weak} attribute causes the declaration to be emitted as a weak
1806 symbol rather than a global.  This is primarily useful in defining
1807 library functions which can be overridden in user code, though it can
1808 also be used with non-function declarations.  Weak symbols are supported
1809 for ELF targets, and also for a.out targets when using the GNU assembler
1810 and linker.
1811
1812 @item malloc
1813 @cindex @code{malloc} attribute
1814 The @code{malloc} attribute is used to tell the compiler that a function
1815 may be treated as if it were the malloc function.  The compiler assumes
1816 that calls to malloc result in a pointers that cannot alias anything.
1817 This will often improve optimization.
1818
1819 @item alias ("target")
1820 @cindex @code{alias} attribute
1821 The @code{alias} attribute causes the declaration to be emitted as an
1822 alias for another symbol, which must be specified.  For instance,
1823
1824 @smallexample
1825 void __f () @{ /* do something */; @}
1826 void f () __attribute__ ((weak, alias ("__f")));
1827 @end smallexample
1828
1829 declares @samp{f} to be a weak alias for @samp{__f}.  In C++, the
1830 mangled name for the target must be used.
1831
1832 Not all target machines support this attribute.
1833
1834 @item no_check_memory_usage
1835 @cindex @code{no_check_memory_usage} function attribute
1836 The @code{no_check_memory_usage} attribute causes GNU CC to omit checks
1837 of memory references when it generates code for that function.  Normally
1838 if you specify @samp{-fcheck-memory-usage} (see @pxref{Code Gen
1839 Options}), GNU CC generates calls to support routines before most memory
1840 accesses to permit support code to record usage and detect uses of
1841 uninitialized or unallocated storage.  Since GNU CC cannot handle
1842 @code{asm} statements properly they are not allowed in such functions.
1843 If you declare a function with this attribute, GNU CC will not generate
1844 memory checking code for that function, permitting the use of @code{asm}
1845 statements without having to compile that function with different
1846 options.  This also allows you to write support routines of your own if
1847 you wish, without getting infinite recursion if they get compiled with
1848 @code{-fcheck-memory-usage}.
1849
1850 @item regparm (@var{number})
1851 @cindex functions that are passed arguments in registers on the 386
1852 On the Intel 386, the @code{regparm} attribute causes the compiler to
1853 pass up to @var{number} integer arguments in registers @var{EAX},
1854 @var{EDX}, and @var{ECX} instead of on the stack.  Functions that take a
1855 variable number of arguments will continue to be passed all of their
1856 arguments on the stack.
1857
1858 @item stdcall
1859 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
1860 On the Intel 386, the @code{stdcall} attribute causes the compiler to
1861 assume that the called function will pop off the stack space used to
1862 pass arguments, unless it takes a variable number of arguments.
1863
1864 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{stdcall}
1865 attribute.
1866
1867 @item cdecl
1868 @cindex functions that do pop the argument stack on the 386
1869 On the Intel 386, the @code{cdecl} attribute causes the compiler to
1870 assume that the calling function will pop off the stack space used to
1871 pass arguments.  This is
1872 useful to override the effects of the @samp{-mrtd} switch.
1873
1874 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{cdecl}
1875 attribute.
1876
1877 @item longcall
1878 @cindex functions called via pointer on the RS/6000 and PowerPC
1879 On the RS/6000 and PowerPC, the @code{longcall} attribute causes the
1880 compiler to always call the function via a pointer, so that functions
1881 which reside further than 64 megabytes (67,108,864 bytes) from the
1882 current location can be called.
1883
1884 @item long_call/short_call
1885 @cindex indirect calls on ARM
1886 This attribute allows to specify how to call a particular function on
1887 ARM.  Both attributes override the @code{-mlong-calls} (@pxref{ARM Options})
1888 command line switch and @code{#pragma long_calls} settings.  The
1889 @code{long_call} attribute causes the compiler to always call the
1890 function by first loading its address into a register and then using the
1891 contents of that register.   The @code{short_call} attribute always places
1892 the offset to the function from the call site into the @samp{BL}
1893 instruction directly.
1894
1895 @item dllimport
1896 @cindex functions which are imported from a dll on PowerPC Windows NT
1897 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllimport} attribute causes
1898 the compiler to call the function via a global pointer to the function
1899 pointer that is set up by the Windows NT dll library.  The pointer name
1900 is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
1901
1902 @item dllexport
1903 @cindex functions which are exported from a dll on PowerPC Windows NT
1904 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllexport} attribute causes
1905 the compiler to provide a global pointer to the function pointer, so
1906 that it can be called with the @code{dllimport} attribute.  The pointer
1907 name is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
1908
1909 @item exception (@var{except-func} [, @var{except-arg}])
1910 @cindex functions which specify exception handling on PowerPC Windows NT
1911 On the PowerPC running Windows NT, the @code{exception} attribute causes
1912 the compiler to modify the structured exception table entry it emits for
1913 the declared function.  The string or identifier @var{except-func} is
1914 placed in the third entry of the structured exception table.  It
1915 represents a function, which is called by the exception handling
1916 mechanism if an exception occurs.  If it was specified, the string or
1917 identifier @var{except-arg} is placed in the fourth entry of the
1918 structured exception table.
1919
1920 @item function_vector
1921 @cindex calling functions through the function vector on the H8/300 processors
1922 Use this option on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
1923 function should be called through the function vector.  Calling a
1924 function through the function vector will reduce code size, however;
1925 the function vector has a limited size (maximum 128 entries on the H8/300
1926 and 64 entries on the H8/300H) and shares space with the interrupt vector.
1927
1928 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
1929 this option to work correctly.
1930
1931 @item interrupt_handler
1932 @cindex interrupt handler functions on the H8/300 processors
1933 Use this option on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
1934 function is an interrupt handler.  The compiler will generate function
1935 entry and exit sequences suitable for use in an interrupt handler when this
1936 attribute is present.
1937
1938 @item interrupt
1939 @cindex interrupt handler functions
1940 Use this option on the ARM, AVR and M32R/D ports to indicate that the
1941 specified function is an interrupt handler.  The compiler will generate
1942 function entry and exit sequences suitable for use in an interrupt
1943 handler when this attribute is present.
1944
1945 Note, interrupt handlers for the H8/300 and H8/300H processors can be
1946 specified via the @code{interrupt_handler} attribute.
1947
1948 Note, on the AVR interrupts will be enabled inside the function.
1949
1950 Note, for the ARM you can specify the kind of interrupt to be handled by
1951 adding an optional parameter to the interrupt attribute like this:
1952
1953 @smallexample
1954 void f () __attribute__ ((interrupt ("IRQ")));
1955 @end smallexample
1956
1957 Permissible values for this parameter are: IRQ, FIQ, SWI, ABORT and UNDEF.
1958
1959 @item eightbit_data
1960 @cindex eight bit data on the H8/300 and H8/300H
1961 Use this option on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
1962 variable should be placed into the eight bit data section.
1963 The compiler will generate more efficient code for certain operations
1964 on data in the eight bit data area.  Note the eight bit data area is limited to
1965 256 bytes of data.
1966
1967 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
1968 this option to work correctly.
1969
1970 @item tiny_data
1971 @cindex tiny data section on the H8/300H
1972 Use this option on the H8/300H to indicate that the specified
1973 variable should be placed into the tiny data section.
1974 The compiler will generate more efficient code for loads and stores
1975 on data in the tiny data section.  Note the tiny data area is limited to
1976 slightly under 32kbytes of data.
1977
1978 @item signal
1979 @cindex signal handler functions on the AVR processors
1980 Use this option on the AVR to indicate that the specified
1981 function is an signal handler.  The compiler will generate function
1982 entry and exit sequences suitable for use in an signal handler when this
1983 attribute is present. Interrupts will be disabled inside function.
1984
1985 @item naked
1986 @cindex function without a prologue/epilogue code
1987 Use this option on the ARM or AVR ports to indicate that the specified
1988 function do not need prologue/epilogue sequences generated by the
1989 compiler.  It is up to the programmer to provide these sequences.
1990
1991 @item model (@var{model-name})
1992 @cindex function addressability on the M32R/D
1993 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object,
1994 and the code generated for a function.
1995 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
1996 or @code{large}, representing each of the code models.
1997
1998 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
1999 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction), and are
2000 callable with the @code{bl} instruction.
2001
2002 Medium model objects may live anywhere in the 32-bit address space (the
2003 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
2004 and are callable with the @code{bl} instruction.
2005
2006 Large model objects may live anywhere in the 32-bit address space (the
2007 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
2008 and may not be reachable with the @code{bl} instruction (the compiler will
2009 generate the much slower @code{seth/add3/jl} instruction sequence).
2010
2011 @end table
2012
2013 You can specify multiple attributes in a declaration by separating them
2014 by commas within the double parentheses or by immediately following an
2015 attribute declaration with another attribute declaration.
2016
2017 @cindex @code{#pragma}, reason for not using
2018 @cindex pragma, reason for not using
2019 Some people object to the @code{__attribute__} feature, suggesting that
2020 ISO C's @code{#pragma} should be used instead.  At the time
2021 @code{__attribute__} was designed, there were two reasons for not doing
2022 this.
2023
2024 @enumerate
2025 @item
2026 It is impossible to generate @code{#pragma} commands from a macro.
2027
2028 @item
2029 There is no telling what the same @code{#pragma} might mean in another
2030 compiler.
2031 @end enumerate
2032
2033 These two reasons applied to almost any application that might have been
2034 proposed for @code{#pragma}.  It was basically a mistake to use
2035 @code{#pragma} for @emph{anything}.
2036
2037 The ISO C99 standard includes @code{_Pragma}, which now allows pragmas
2038 to be generated from macros.  In addition, a @code{#pragma GCC}
2039 namespace is now in use for GCC-specific pragmas.  However, it has been
2040 found convenient to use @code{__attribute__} to achieve a natural
2041 attachment of attributes to their corresponding declarations, whereas
2042 @code{#pragma GCC} is of use for constructs that do not naturally form
2043 part of the grammar.  @xref{Other Directives,,Miscellaneous
2044 Preprocessing Directives, cpp, The C Preprocessor}.
2045
2046 @node Attribute Syntax
2047 @section Attribute Syntax
2048 @cindex attribute syntax
2049
2050 This section describes the syntax with which @code{__attribute__} may be
2051 used, and the constructs to which attribute specifiers bind, for the C
2052 language.  Some details may vary for C++ and Objective C.  Because of
2053 infelicities in the grammar for attributes, some forms described here
2054 may not be successfully parsed in all cases.
2055
2056 @xref{Function Attributes}, for details of the semantics of attributes
2057 applying to functions.  @xref{Variable Attributes}, for details of the
2058 semantics of attributes applying to variables.  @xref{Type Attributes},
2059 for details of the semantics of attributes applying to structure, union
2060 and enumerated types.
2061
2062 An @dfn{attribute specifier} is of the form
2063 @code{__attribute__ ((@var{attribute-list}))}.  An @dfn{attribute list}
2064 is a possibly empty comma-separated sequence of @dfn{attributes}, where
2065 each attribute is one of the following:
2066
2067 @itemize @bullet
2068 @item
2069 Empty.  Empty attributes are ignored.
2070
2071 @item
2072 A word (which may be an identifier such as @code{unused}, or a reserved
2073 word such as @code{const}).
2074
2075 @item
2076 A word, followed by, in parentheses, parameters for the attribute.
2077 These parameters take one of the following forms:
2078
2079 @itemize @bullet
2080 @item
2081 An identifier.  For example, @code{mode} attributes use this form.
2082
2083 @item
2084 An identifier followed by a comma and a non-empty comma-separated list
2085 of expressions.  For example, @code{format} attributes use this form.
2086
2087 @item
2088 A possibly empty comma-separated list of expressions.  For example,
2089 @code{format_arg} attributes use this form with the list being a single
2090 integer constant expression, and @code{alias} attributes use this form
2091 with the list being a single string constant.
2092 @end itemize
2093 @end itemize
2094
2095 An @dfn{attribute specifier list} is a sequence of one or more attribute
2096 specifiers, not separated by any other tokens.
2097
2098 An attribute specifier list may appear after the colon following a
2099 label, other than a @code{case} or @code{default} label.  The only
2100 attribute it makes sense to use after a label is @code{unused}.  This
2101 feature is intended for code generated by programs which contains labels
2102 that may be unused but which is compiled with @option{-Wall}.  It would
2103 not normally be appropriate to use in it human-written code, though it
2104 could be useful in cases where the code that jumps to the label is
2105 contained within an @code{#ifdef} conditional.
2106
2107 An attribute specifier list may appear as part of a @code{struct},
2108 @code{union} or @code{enum} specifier.  It may go either immediately
2109 after the @code{struct}, @code{union} or @code{enum} keyword, or after
2110 the closing brace.  It is ignored if the content of the structure, union
2111 or enumerated type is not defined in the specifier in which the
2112 attribute specifier list is used---that is, in usages such as
2113 @code{struct __attribute__((foo)) bar} with no following opening brace.
2114 Where attribute specifiers follow the closing brace, they are considered
2115 to relate to the structure, union or enumerated type defined, not to any
2116 enclosing declaration the type specifier appears in, and the type
2117 defined is not complete until after the attribute specifiers.
2118 @c Otherwise, there would be the following problems: a shift/reduce
2119 @c conflict between attributes binding the the struct/union/enum and
2120 @c binding to the list of specifiers/qualifiers; and "aligned"
2121 @c attributes could use sizeof for the structure, but the size could be
2122 @c changed later by "packed" attributes.
2123
2124 Otherwise, an attribute specifier appears as part of a declaration,
2125 counting declarations of unnamed parameters and type names, and relates
2126 to that declaration (which may be nested in another declaration, for
2127 example in the case of a parameter declaration).  In future, attribute
2128 specifiers in some places may however apply to a particular declarator
2129 within a declaration instead; these cases are noted below.  Where an
2130 attribute specifier is applied to a parameter declared as a function or
2131 an array, it should apply to the function or array rather than the
2132 pointer to which the parameter is implicitly converted, but this is not
2133 yet correctly implemented.
2134
2135 Any list of specifiers and qualifiers at the start of a declaration may
2136 contain attribute specifiers, whether or not such a list may in that
2137 context contain storage class specifiers.  (Some attributes, however,
2138 are essentially in the nature of storage class specifiers, and only make
2139 sense where storage class specifiers may be used; for example,
2140 @code{section}.)  There is one necessary limitation to this syntax: the
2141 first old-style parameter declaration in a function definition cannot
2142 begin with an attribute specifier, because such an attribute applies to
2143 the function instead by syntax described below (which, however, is not
2144 yet implemented in this case).  In some other cases, attribute
2145 specifiers are permitted by this grammar but not yet supported by the
2146 compiler.  All attribute specifiers in this place relate to the
2147 declaration as a whole.  In the obsolencent usage where a type of
2148 @code{int} is implied by the absence of type specifiers, such a list of
2149 specifiers and qualifiers may be an attribute specifier list with no
2150 other specifiers or qualifiers.
2151
2152 An attribute specifier list may appear immediately before a declarator
2153 (other than the first) in a comma-separated list of declarators in a
2154 declaration of more than one identifier using a single list of
2155 specifiers and qualifiers.  At present, such attribute specifiers apply
2156 not only to the identifier before whose declarator they appear, but to
2157 all subsequent identifiers declared in that declaration, but in future
2158 they may apply only to that single identifier.  For example, in
2159 @code{__attribute__((noreturn)) void d0 (void),
2160 __attribute__((format(printf, 1, 2))) d1 (const char *, ...), d2
2161 (void)}, the @code{noreturn} attribute applies to all the functions
2162 declared; the @code{format} attribute should only apply to @code{d1},
2163 but at present applies to @code{d2} as well (and so causes an error).
2164
2165 An attribute specifier list may appear immediately before the comma,
2166 @code{=} or semicolon terminating the declaration of an identifier other
2167 than a function definition.  At present, such attribute specifiers apply
2168 to the declared object or function, but in future they may attach to the
2169 outermost adjacent declarator.  In simple cases there is no difference,
2170 but, for example, in @code{void (****f)(void)
2171 __attribute__((noreturn));}, at present the @code{noreturn} attribute
2172 applies to @code{f}, which causes a warning since @code{f} is not a
2173 function, but in future it may apply to the function @code{****f}.  The
2174 precise semantics of what attributes in such cases will apply to are not
2175 yet specified.  Where an assembler name for an object or function is
2176 specified (@pxref{Asm Labels}), at present the attribute must follow the
2177 @code{asm} specification; in future, attributes before the @code{asm}
2178 specification may apply to the adjacent declarator, and those after it
2179 to the declared object or function.
2180
2181 An attribute specifier list may, in future, be permitted to appear after
2182 the declarator in a function definition (before any old-style parameter
2183 declarations or the function body).
2184
2185 Attribute specifiers may be mixed with type qualifiers appearing inside
2186 the @code{[]} of a parameter array declarator, in the C99 construct by
2187 which such qualifiers are applied to the pointer to which the array is
2188 implicitly converted.  Such attribute specifiers apply to the pointer,
2189 not to the array, but at present this is not implemented and they are
2190 ignored.
2191
2192 An attribute specifier list may appear at the start of a nested
2193 declarator.  At present, there are some limitations in this usage: the
2194 attributes apply to the identifer declared, and to all subsequent
2195 identifiers declared in that declaration (if it includes a
2196 comma-separated list of declarators), rather than to a specific
2197 declarator.  When attribute specifiers follow the @code{*} of a pointer
2198 declarator, they must presently follow any type qualifiers present, and
2199 cannot be mixed with them.  The following describes intended future
2200 semantics which make this syntax more useful only.  It will make the
2201 most sense if you are familiar with the formal specification of
2202 declarators in the ISO C standard.
2203
2204 Consider (as in C99 subclause 6.7.5 paragraph 4) a declaration @code{T
2205 D1}, where @code{T} contains declaration specifiers that specify a type
2206 @var{Type} (such as @code{int}) and @code{D1} is a declarator that
2207 contains an identifier @var{ident}.  The type specified for @var{ident}
2208 for derived declarators whose type does not include an attribute
2209 specifier is as in the ISO C standard.
2210
2211 If @code{D1} has the form @code{( @var{attribute-specifier-list} D )},
2212 and the declaration @code{T D} specifies the type
2213 ``@var{derived-declarator-type-list} @var{Type}'' for @var{ident}, then
2214 @code{T D1} specifies the type ``@var{derived-declarator-type-list}
2215 @var{attribute-specifier-list} @var{Type}'' for @var{ident}.
2216
2217 If @code{D1} has the form @code{*
2218 @var{type-qualifier-and-attribute-specifier-list} D}, and the
2219 declaration @code{T D} specifies the type
2220 ``@var{derived-declarator-type-list} @var{Type}'' for @var{ident}, then
2221 @code{T D1} specifies the type ``@var{derived-declarator-type-list}
2222 @var{type-qualifier-and-attribute-specifier-list} @var{Type}'' for
2223 @var{ident}.
2224
2225 For example, @code{void (__attribute__((noreturn)) ****f)();} specifies
2226 the type ``pointer to pointer to pointer to pointer to non-returning
2227 function returning @code{void}''.  As another example, @code{char
2228 *__attribute__((aligned(8))) *f;} specifies the type ``pointer to
2229 8-byte-aligned pointer to @code{char}''.  Note again that this describes
2230 intended future semantics, not current implementation.
2231
2232 @node Function Prototypes
2233 @section Prototypes and Old-Style Function Definitions
2234 @cindex function prototype declarations
2235 @cindex old-style function definitions
2236 @cindex promotion of formal parameters
2237
2238 GNU C extends ISO C to allow a function prototype to override a later
2239 old-style non-prototype definition.  Consider the following example:
2240
2241 @example
2242 /* @r{Use prototypes unless the compiler is old-fashioned.}  */
2243 #ifdef __STDC__
2244 #define P(x) x
2245 #else
2246 #define P(x) ()
2247 #endif
2248
2249 /* @r{Prototype function declaration.}  */
2250 int isroot P((uid_t));
2251
2252 /* @r{Old-style function definition.}  */
2253 int
2254 isroot (x)   /* ??? lossage here ??? */
2255      uid_t x;
2256 @{
2257   return x == 0;
2258 @}
2259 @end example
2260
2261 Suppose the type @code{uid_t} happens to be @code{short}.  ISO C does
2262 not allow this example, because subword arguments in old-style
2263 non-prototype definitions are promoted.  Therefore in this example the
2264 function definition's argument is really an @code{int}, which does not
2265 match the prototype argument type of @code{short}.
2266
2267 This restriction of ISO C makes it hard to write code that is portable
2268 to traditional C compilers, because the programmer does not know
2269 whether the @code{uid_t} type is @code{short}, @code{int}, or
2270 @code{long}.  Therefore, in cases like these GNU C allows a prototype
2271 to override a later old-style definition.  More precisely, in GNU C, a
2272 function prototype argument type overrides the argument type specified
2273 by a later old-style definition if the former type is the same as the
2274 latter type before promotion.  Thus in GNU C the above example is
2275 equivalent to the following:
2276
2277 @example
2278 int isroot (uid_t);
2279
2280 int
2281 isroot (uid_t x)
2282 @{
2283   return x == 0;
2284 @}
2285 @end example
2286
2287 GNU C++ does not support old-style function definitions, so this
2288 extension is irrelevant.
2289
2290 @node C++ Comments
2291 @section C++ Style Comments
2292 @cindex //
2293 @cindex C++ comments
2294 @cindex comments, C++ style
2295
2296 In GNU C, you may use C++ style comments, which start with @samp{//} and
2297 continue until the end of the line.  Many other C implementations allow
2298 such comments, and they are likely to be in a future C standard.
2299 However, C++ style comments are not recognized if you specify
2300 @w{@samp{-ansi}}, a @option{-std} option specifying a version of ISO C
2301 before C99, or @w{@samp{-traditional}}, since they are incompatible
2302 with traditional constructs like @code{dividend//*comment*/divisor}.
2303
2304 @node Dollar Signs
2305 @section Dollar Signs in Identifier Names
2306 @cindex $
2307 @cindex dollar signs in identifier names
2308 @cindex identifier names, dollar signs in
2309
2310 In GNU C, you may normally use dollar signs in identifier names.
2311 This is because many traditional C implementations allow such identifiers.
2312 However, dollar signs in identifiers are not supported on a few target
2313 machines, typically because the target assembler does not allow them.
2314
2315 @node Character Escapes
2316 @section The Character @key{ESC} in Constants
2317
2318 You can use the sequence @samp{\e} in a string or character constant to
2319 stand for the ASCII character @key{ESC}.
2320
2321 @node Alignment
2322 @section Inquiring on Alignment of Types or Variables
2323 @cindex alignment
2324 @cindex type alignment
2325 @cindex variable alignment
2326
2327 The keyword @code{__alignof__} allows you to inquire about how an object
2328 is aligned, or the minimum alignment usually required by a type.  Its
2329 syntax is just like @code{sizeof}.
2330
2331 For example, if the target machine requires a @code{double} value to be
2332 aligned on an 8-byte boundary, then @code{__alignof__ (double)} is 8.
2333 This is true on many RISC machines.  On more traditional machine
2334 designs, @code{__alignof__ (double)} is 4 or even 2.
2335
2336 Some machines never actually require alignment; they allow reference to any
2337 data type even at an odd addresses.  For these machines, @code{__alignof__}
2338 reports the @emph{recommended} alignment of a type.
2339
2340 When the operand of @code{__alignof__} is an lvalue rather than a type, the
2341 value is the largest alignment that the lvalue is known to have.  It may
2342 have this alignment as a result of its data type, or because it is part of
2343 a structure and inherits alignment from that structure.  For example, after
2344 this declaration:
2345
2346 @example
2347 struct foo @{ int x; char y; @} foo1;
2348 @end example
2349
2350 @noindent
2351 the value of @code{__alignof__ (foo1.y)} is probably 2 or 4, the same as
2352 @code{__alignof__ (int)}, even though the data type of @code{foo1.y}
2353 does not itself demand any alignment.@refill
2354
2355 It is an error to ask for the alignment of an incomplete type.
2356
2357 A related feature which lets you specify the alignment of an object is
2358 @code{__attribute__ ((aligned (@var{alignment})))}; see the following
2359 section.
2360
2361 @node Variable Attributes
2362 @section Specifying Attributes of Variables
2363 @cindex attribute of variables
2364 @cindex variable attributes
2365
2366 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
2367 attributes of variables or structure fields.  This keyword is followed
2368 by an attribute specification inside double parentheses.  Eight
2369 attributes are currently defined for variables: @code{aligned},
2370 @code{mode}, @code{nocommon}, @code{packed}, @code{section},
2371 @code{transparent_union}, @code{unused}, and @code{weak}.  Some other
2372 attributes are defined for variables on particular target systems.  Other
2373 attributes are available for functions (@pxref{Function Attributes}) and
2374 for types (@pxref{Type Attributes}).  Other front-ends might define more
2375 attributes (@pxref{C++ Extensions,,Extensions to the C++ Language}).
2376
2377 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
2378 each keyword.  This allows you to use them in header files without
2379 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
2380 you may use @code{__aligned__} instead of @code{aligned}.
2381
2382 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
2383 attributes.
2384
2385 @table @code
2386 @cindex @code{aligned} attribute
2387 @item aligned (@var{alignment})
2388 This attribute specifies a minimum alignment for the variable or
2389 structure field, measured in bytes.  For example, the declaration:
2390
2391 @smallexample
2392 int x __attribute__ ((aligned (16))) = 0;
2393 @end smallexample
2394
2395 @noindent
2396 causes the compiler to allocate the global variable @code{x} on a
2397 16-byte boundary.  On a 68040, this could be used in conjunction with
2398 an @code{asm} expression to access the @code{move16} instruction which
2399 requires 16-byte aligned operands.
2400
2401 You can also specify the alignment of structure fields.  For example, to
2402 create a double-word aligned @code{int} pair, you could write:
2403
2404 @smallexample
2405 struct foo @{ int x[2] __attribute__ ((aligned (8))); @};
2406 @end smallexample
2407
2408 @noindent
2409 This is an alternative to creating a union with a @code{double} member
2410 that forces the union to be double-word aligned.
2411
2412 It is not possible to specify the alignment of functions; the alignment
2413 of functions is determined by the machine's requirements and cannot be
2414 changed.  You cannot specify alignment for a typedef name because such a
2415 name is just an alias, not a distinct type.
2416
2417 As in the preceding examples, you can explicitly specify the alignment
2418 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given variable or
2419 structure field.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
2420 and just ask the compiler to align a variable or field to the maximum
2421 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
2422 example, you could write:
2423
2424 @smallexample
2425 short array[3] __attribute__ ((aligned));
2426 @end smallexample
2427
2428 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned} attribute
2429 specification, the compiler automatically sets the alignment for the declared
2430 variable or field to the largest alignment which is ever used for any data
2431 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often make
2432 copy operations more efficient, because the compiler can use whatever
2433 instructions copy the biggest chunks of memory when performing copies to
2434 or from the variables or fields that you have aligned this way.
2435
2436 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
2437 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
2438
2439 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
2440 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
2441 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
2442 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
2443 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
2444 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
2445 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
2446 alignment.  See your linker documentation for further information.
2447
2448 @item mode (@var{mode})
2449 @cindex @code{mode} attribute
2450 This attribute specifies the data type for the declaration---whichever
2451 type corresponds to the mode @var{mode}.  This in effect lets you
2452 request an integer or floating point type according to its width.
2453
2454 You may also specify a mode of @samp{byte} or @samp{__byte__} to
2455 indicate the mode corresponding to a one-byte integer, @samp{word} or
2456 @samp{__word__} for the mode of a one-word integer, and @samp{pointer}
2457 or @samp{__pointer__} for the mode used to represent pointers.
2458
2459 @item nocommon
2460 @cindex @code{nocommon} attribute
2461 This attribute specifies requests GNU CC not to place a variable
2462 ``common'' but instead to allocate space for it directly.  If you
2463 specify the @samp{-fno-common} flag, GNU CC will do this for all
2464 variables.
2465
2466 Specifying the @code{nocommon} attribute for a variable provides an
2467 initialization of zeros.  A variable may only be initialized in one
2468 source file.
2469
2470 @item packed
2471 @cindex @code{packed} attribute
2472 The @code{packed} attribute specifies that a variable or structure field
2473 should have the smallest possible alignment---one byte for a variable,
2474 and one bit for a field, unless you specify a larger value with the
2475 @code{aligned} attribute.
2476
2477 Here is a structure in which the field @code{x} is packed, so that it
2478 immediately follows @code{a}:
2479
2480 @example
2481 struct foo
2482 @{
2483   char a;
2484   int x[2] __attribute__ ((packed));
2485 @};
2486 @end example
2487
2488 @item section ("section-name")
2489 @cindex @code{section} variable attribute
2490 Normally, the compiler places the objects it generates in sections like
2491 @code{data} and @code{bss}.  Sometimes, however, you need additional sections,
2492 or you need certain particular variables to appear in special sections,
2493 for example to map to special hardware.  The @code{section}
2494 attribute specifies that a variable (or function) lives in a particular
2495 section.  For example, this small program uses several specific section names:
2496
2497 @smallexample
2498 struct duart a __attribute__ ((section ("DUART_A"))) = @{ 0 @};
2499 struct duart b __attribute__ ((section ("DUART_B"))) = @{ 0 @};
2500 char stack[10000] __attribute__ ((section ("STACK"))) = @{ 0 @};
2501 int init_data __attribute__ ((section ("INITDATA"))) = 0;
2502
2503 main()
2504 @{
2505   /* Initialize stack pointer */
2506   init_sp (stack + sizeof (stack));
2507
2508   /* Initialize initialized data */
2509   memcpy (&init_data, &data, &edata - &data);
2510
2511   /* Turn on the serial ports */
2512   init_duart (&a);
2513   init_duart (&b);
2514 @}
2515 @end smallexample
2516
2517 @noindent
2518 Use the @code{section} attribute with an @emph{initialized} definition
2519 of a @emph{global} variable, as shown in the example.  GNU CC issues
2520 a warning and otherwise ignores the @code{section} attribute in
2521 uninitialized variable declarations.
2522
2523 You may only use the @code{section} attribute with a fully initialized
2524 global definition because of the way linkers work.  The linker requires
2525 each object be defined once, with the exception that uninitialized
2526 variables tentatively go in the @code{common} (or @code{bss}) section
2527 and can be multiply "defined".  You can force a variable to be
2528 initialized with the @samp{-fno-common} flag or the @code{nocommon}
2529 attribute.
2530
2531 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
2532 attribute is not available on all platforms.
2533 If you need to map the entire contents of a module to a particular
2534 section, consider using the facilities of the linker instead.
2535
2536 @item shared
2537 @cindex @code{shared} variable attribute
2538 On Windows NT, in addition to putting variable definitions in a named
2539 section, the section can also be shared among all running copies of an
2540 executable or DLL. For example, this small program defines shared data
2541 by putting it in a named section "shared" and marking the section
2542 shareable:
2543
2544 @smallexample
2545 int foo __attribute__((section ("shared"), shared)) = 0;
2546
2547 int
2548 main()
2549 @{
2550   /* Read and write foo. All running copies see the same value. */
2551   return 0;
2552 @}
2553 @end smallexample
2554
2555 @noindent
2556 You may only use the @code{shared} attribute along with @code{section}
2557 attribute with a fully initialized global definition because of the way
2558 linkers work.  See @code{section} attribute for more information.
2559
2560 The @code{shared} attribute is only available on Windows NT.
2561
2562 @item transparent_union
2563 This attribute, attached to a function parameter which is a union, means
2564 that the corresponding argument may have the type of any union member,
2565 but the argument is passed as if its type were that of the first union
2566 member.  For more details see @xref{Type Attributes}.  You can also use
2567 this attribute on a @code{typedef} for a union data type; then it
2568 applies to all function parameters with that type.
2569
2570 @item unused
2571 This attribute, attached to a variable, means that the variable is meant
2572 to be possibly unused.  GNU CC will not produce a warning for this
2573 variable.
2574
2575 @item weak
2576 The @code{weak} attribute is described in @xref{Function Attributes}.
2577
2578 @item model (@var{model-name})
2579 @cindex variable addressability on the M32R/D
2580 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object.
2581 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
2582 or @code{large}, representing each of the code models.
2583
2584 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
2585 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction).
2586
2587 Medium and large model objects may live anywhere in the 32-bit address space
2588 (the compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their
2589 addresses).
2590
2591 @end table
2592
2593 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
2594 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
2595 packed))}.
2596
2597 @node Type Attributes
2598 @section Specifying Attributes of Types
2599 @cindex attribute of types
2600 @cindex type attributes
2601
2602 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
2603 attributes of @code{struct} and @code{union} types when you define such
2604 types.  This keyword is followed by an attribute specification inside
2605 double parentheses.  Four attributes are currently defined for types:
2606 @code{aligned}, @code{packed}, @code{transparent_union}, and @code{unused}.
2607 Other attributes are defined for functions (@pxref{Function Attributes}) and
2608 for variables (@pxref{Variable Attributes}).
2609
2610 You may also specify any one of these attributes with @samp{__}
2611 preceding and following its keyword.  This allows you to use these
2612 attributes in header files without being concerned about a possible
2613 macro of the same name.  For example, you may use @code{__aligned__}
2614 instead of @code{aligned}.
2615
2616 You may specify the @code{aligned} and @code{transparent_union}
2617 attributes either in a @code{typedef} declaration or just past the
2618 closing curly brace of a complete enum, struct or union type
2619 @emph{definition} and the @code{packed} attribute only past the closing
2620 brace of a definition.
2621
2622 You may also specify attributes between the enum, struct or union
2623 tag and the name of the type rather than after the closing brace.
2624
2625 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
2626 attributes.
2627
2628 @table @code
2629 @cindex @code{aligned} attribute
2630 @item aligned (@var{alignment})
2631 This attribute specifies a minimum alignment (in bytes) for variables
2632 of the specified type.  For example, the declarations:
2633
2634 @smallexample
2635 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned (8)));
2636 typedef int more_aligned_int __attribute__ ((aligned (8)));
2637 @end smallexample
2638
2639 @noindent
2640 force the compiler to insure (as far as it can) that each variable whose
2641 type is @code{struct S} or @code{more_aligned_int} will be allocated and
2642 aligned @emph{at least} on a 8-byte boundary.  On a Sparc, having all
2643 variables of type @code{struct S} aligned to 8-byte boundaries allows
2644 the compiler to use the @code{ldd} and @code{std} (doubleword load and
2645 store) instructions when copying one variable of type @code{struct S} to
2646 another, thus improving run-time efficiency.
2647
2648 Note that the alignment of any given @code{struct} or @code{union} type
2649 is required by the ISO C standard to be at least a perfect multiple of
2650 the lowest common multiple of the alignments of all of the members of
2651 the @code{struct} or @code{union} in question.  This means that you @emph{can}
2652 effectively adjust the alignment of a @code{struct} or @code{union}
2653 type by attaching an @code{aligned} attribute to any one of the members
2654 of such a type, but the notation illustrated in the example above is a
2655 more obvious, intuitive, and readable way to request the compiler to
2656 adjust the alignment of an entire @code{struct} or @code{union} type.
2657
2658 As in the preceding example, you can explicitly specify the alignment
2659 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given @code{struct}
2660 or @code{union} type.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
2661 and just ask the compiler to align a type to the maximum
2662 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
2663 example, you could write:
2664
2665 @smallexample
2666 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned));
2667 @end smallexample
2668
2669 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned}
2670 attribute specification, the compiler automatically sets the alignment
2671 for the type to the largest alignment which is ever used for any data
2672 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often
2673 make copy operations more efficient, because the compiler can use
2674 whatever instructions copy the biggest chunks of memory when performing
2675 copies to or from the variables which have types that you have aligned
2676 this way.
2677
2678 In the example above, if the size of each @code{short} is 2 bytes, then
2679 the size of the entire @code{struct S} type is 6 bytes.  The smallest
2680 power of two which is greater than or equal to that is 8, so the
2681 compiler sets the alignment for the entire @code{struct S} type to 8
2682 bytes.
2683
2684 Note that although you can ask the compiler to select a time-efficient
2685 alignment for a given type and then declare only individual stand-alone
2686 objects of that type, the compiler's ability to select a time-efficient
2687 alignment is primarily useful only when you plan to create arrays of
2688 variables having the relevant (efficiently aligned) type.  If you
2689 declare or use arrays of variables of an efficiently-aligned type, then
2690 it is likely that your program will also be doing pointer arithmetic (or
2691 subscripting, which amounts to the same thing) on pointers to the
2692 relevant type, and the code that the compiler generates for these
2693 pointer arithmetic operations will often be more efficient for
2694 efficiently-aligned types than for other types.
2695
2696 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
2697 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
2698
2699 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
2700 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
2701 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
2702 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
2703 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
2704 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
2705 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
2706 alignment.  See your linker documentation for further information.
2707
2708 @item packed
2709 This attribute, attached to an @code{enum}, @code{struct}, or
2710 @code{union} type definition, specified that the minimum required memory
2711 be used to represent the type.
2712
2713 Specifying this attribute for @code{struct} and @code{union} types is
2714 equivalent to specifying the @code{packed} attribute on each of the
2715 structure or union members.  Specifying the @samp{-fshort-enums}
2716 flag on the line is equivalent to specifying the @code{packed}
2717 attribute on all @code{enum} definitions.
2718
2719 You may only specify this attribute after a closing curly brace on an
2720 @code{enum} definition, not in a @code{typedef} declaration, unless that
2721 declaration also contains the definition of the @code{enum}.
2722
2723 @item transparent_union
2724 This attribute, attached to a @code{union} type definition, indicates
2725 that any function parameter having that union type causes calls to that
2726 function to be treated in a special way.
2727
2728 First, the argument corresponding to a transparent union type can be of
2729 any type in the union; no cast is required.  Also, if the union contains
2730 a pointer type, the corresponding argument can be a null pointer
2731 constant or a void pointer expression; and if the union contains a void
2732 pointer type, the corresponding argument can be any pointer expression.
2733 If the union member type is a pointer, qualifiers like @code{const} on
2734 the referenced type must be respected, just as with normal pointer
2735 conversions.
2736
2737 Second, the argument is passed to the function using the calling
2738 conventions of first member of the transparent union, not the calling
2739 conventions of the union itself.  All members of the union must have the
2740 same machine representation; this is necessary for this argument passing
2741 to work properly.
2742
2743 Transparent unions are designed for library functions that have multiple
2744 interfaces for compatibility reasons.  For example, suppose the
2745 @code{wait} function must accept either a value of type @code{int *} to
2746 comply with Posix, or a value of type @code{union wait *} to comply with
2747 the 4.1BSD interface.  If @code{wait}'s parameter were @code{void *},
2748 @code{wait} would accept both kinds of arguments, but it would also
2749 accept any other pointer type and this would make argument type checking
2750 less useful.  Instead, @code{<sys/wait.h>} might define the interface
2751 as follows:
2752
2753 @smallexample
2754 typedef union
2755   @{
2756     int *__ip;
2757     union wait *__up;
2758   @} wait_status_ptr_t __attribute__ ((__transparent_union__));
2759
2760 pid_t wait (wait_status_ptr_t);
2761 @end smallexample
2762
2763 This interface allows either @code{int *} or @code{union wait *}
2764 arguments to be passed, using the @code{int *} calling convention.
2765 The program can call @code{wait} with arguments of either type:
2766
2767 @example
2768 int w1 () @{ int w; return wait (&w); @}
2769 int w2 () @{ union wait w; return wait (&w); @}
2770 @end example
2771
2772 With this interface, @code{wait}'s implementation might look like this:
2773
2774 @example
2775 pid_t wait (wait_status_ptr_t p)
2776 @{
2777   return waitpid (-1, p.__ip, 0);
2778 @}
2779 @end example
2780
2781 @item unused
2782 When attached to a type (including a @code{union} or a @code{struct}),
2783 this attribute means that variables of that type are meant to appear
2784 possibly unused.  GNU CC will not produce a warning for any variables of
2785 that type, even if the variable appears to do nothing.  This is often
2786 the case with lock or thread classes, which are usually defined and then
2787 not referenced, but contain constructors and destructors that have
2788 nontrivial bookkeeping functions.
2789
2790 @end table
2791
2792 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
2793 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
2794 packed))}.
2795
2796 @node Inline
2797 @section An Inline Function is As Fast As a Macro
2798 @cindex inline functions
2799 @cindex integrating function code
2800 @cindex open coding
2801 @cindex macros, inline alternative
2802
2803 By declaring a function @code{inline}, you can direct GNU CC to
2804 integrate that function's code into the code for its callers.  This
2805 makes execution faster by eliminating the function-call overhead; in
2806 addition, if any of the actual argument values are constant, their known
2807 values may permit simplifications at compile time so that not all of the
2808 inline function's code needs to be included.  The effect on code size is
2809 less predictable; object code may be larger or smaller with function
2810 inlining, depending on the particular case.  Inlining of functions is an
2811 optimization and it really ``works'' only in optimizing compilation.  If
2812 you don't use @samp{-O}, no function is really inline.
2813
2814 Inline functions are included in the ISO C99 standard, but there are
2815 currently substantial differences between what GCC implements and what
2816 the ISO C99 standard requires.
2817
2818 To declare a function inline, use the @code{inline} keyword in its
2819 declaration, like this:
2820
2821 @example
2822 inline int
2823 inc (int *a)
2824 @{
2825   (*a)++;
2826 @}
2827 @end example
2828
2829 (If you are writing a header file to be included in ISO C programs, write
2830 @code{__inline__} instead of @code{inline}.  @xref{Alternate Keywords}.)
2831 You can also make all ``simple enough'' functions inline with the option
2832 @samp{-finline-functions}.
2833
2834 Note that certain usages in a function definition can make it unsuitable
2835 for inline substitution.  Among these usages are: use of varargs, use of
2836 alloca, use of variable sized data types (@pxref{Variable Length}),
2837 use of computed goto (@pxref{Labels as Values}), use of nonlocal goto,
2838 and nested functions (@pxref{Nested Functions}).  Using @samp{-Winline}
2839 will warn when a function marked @code{inline} could not be substituted,
2840 and will give the reason for the failure.
2841
2842 Note that in C and Objective C, unlike C++, the @code{inline} keyword
2843 does not affect the linkage of the function.
2844
2845 @cindex automatic @code{inline} for C++ member fns
2846 @cindex @code{inline} automatic for C++ member fns
2847 @cindex member fns, automatically @code{inline}
2848 @cindex C++ member fns, automatically @code{inline}
2849 GNU CC automatically inlines member functions defined within the class
2850 body of C++ programs even if they are not explicitly declared
2851 @code{inline}.  (You can override this with @samp{-fno-default-inline};
2852 @pxref{C++ Dialect Options,,Options Controlling C++ Dialect}.)
2853
2854 @cindex inline functions, omission of
2855 When a function is both inline and @code{static}, if all calls to the
2856 function are integrated into the caller, and the function's address is
2857 never used, then the function's own assembler code is never referenced.
2858 In this case, GNU CC does not actually output assembler code for the
2859 function, unless you specify the option @samp{-fkeep-inline-functions}.
2860 Some calls cannot be integrated for various reasons (in particular,
2861 calls that precede the function's definition cannot be integrated, and
2862 neither can recursive calls within the definition).  If there is a
2863 nonintegrated call, then the function is compiled to assembler code as
2864 usual.  The function must also be compiled as usual if the program
2865 refers to its address, because that can't be inlined.
2866
2867 @cindex non-static inline function
2868 When an inline function is not @code{static}, then the compiler must assume
2869 that there may be calls from other source files; since a global symbol can
2870 be defined only once in any program, the function must not be defined in
2871 the other source files, so the calls therein cannot be integrated.
2872 Therefore, a non-@code{static} inline function is always compiled on its
2873 own in the usual fashion.
2874
2875 If you specify both @code{inline} and @code{extern} in the function
2876 definition, then the definition is used only for inlining.  In no case
2877 is the function compiled on its own, not even if you refer to its
2878 address explicitly.  Such an address becomes an external reference, as
2879 if you had only declared the function, and had not defined it.
2880
2881 This combination of @code{inline} and @code{extern} has almost the
2882 effect of a macro.  The way to use it is to put a function definition in
2883 a header file with these keywords, and put another copy of the
2884 definition (lacking @code{inline} and @code{extern}) in a library file.
2885 The definition in the header file will cause most calls to the function
2886 to be inlined.  If any uses of the function remain, they will refer to
2887 the single copy in the library.
2888
2889 For future compatibility with when GCC implements ISO C99 semantics for
2890 inline functions, it is best to use @code{static inline} only.  (The
2891 existing semantics will remain available when @option{-std=gnu89} is
2892 specified, but eventually the default will be @option{-std=gnu99} and
2893 that will implement the C99 semantics, though it does not do so yet.)
2894
2895 GNU C does not inline any functions when not optimizing.  It is not
2896 clear whether it is better to inline or not, in this case, but we found
2897 that a correct implementation when not optimizing was difficult.  So we
2898 did the easy thing, and turned it off.
2899
2900 @node Extended Asm
2901 @section Assembler Instructions with C Expression Operands
2902 @cindex extended @code{asm}
2903 @cindex @code{asm} expressions
2904 @cindex assembler instructions
2905 @cindex registers
2906
2907 In an assembler instruction using @code{asm}, you can specify the
2908 operands of the instruction using C expressions.  This means you need not
2909 guess which registers or memory locations will contain the data you want
2910 to use.
2911
2912 You must specify an assembler instruction template much like what
2913 appears in a machine description, plus an operand constraint string for
2914 each operand.
2915
2916 For example, here is how to use the 68881's @code{fsinx} instruction:
2917
2918 @example
2919 asm ("fsinx %1,%0" : "=f" (result) : "f" (angle));
2920 @end example
2921
2922 @noindent
2923 Here @code{angle} is the C expression for the input operand while
2924 @code{result} is that of the output operand.  Each has @samp{"f"} as its
2925 operand constraint, saying that a floating point register is required.
2926 The @samp{=} in @samp{=f} indicates that the operand is an output; all
2927 output operands' constraints must use @samp{=}.  The constraints use the
2928 same language used in the machine description (@pxref{Constraints}).
2929
2930 Each operand is described by an operand-constraint string followed by
2931 the C expression in parentheses.  A colon separates the assembler
2932 template from the first output operand and another separates the last
2933 output operand from the first input, if any.  Commas separate the
2934 operands within each group.  The total number of operands is limited to
2935 ten or to the maximum number of operands in any instruction pattern in
2936 the machine description, whichever is greater.
2937
2938 If there are no output operands but there are input operands, you must
2939 place two consecutive colons surrounding the place where the output
2940 operands would go.
2941
2942 Output operand expressions must be lvalues; the compiler can check this.
2943 The input operands need not be lvalues.  The compiler cannot check
2944 whether the operands have data types that are reasonable for the
2945 instruction being executed.  It does not parse the assembler instruction
2946 template and does not know what it means or even whether it is valid
2947 assembler input.  The extended @code{asm} feature is most often used for
2948 machine instructions the compiler itself does not know exist.  If
2949 the output expression cannot be directly addressed (for example, it is a
2950 bit field), your constraint must allow a register.  In that case, GNU CC
2951 will use the register as the output of the @code{asm}, and then store
2952 that register into the output.
2953
2954 The ordinary output operands must be write-only; GNU CC will assume that
2955 the values in these operands before the instruction are dead and need
2956 not be generated.  Extended asm supports input-output or read-write
2957 operands.  Use the constraint character @samp{+} to indicate such an
2958 operand and list it with the output operands.
2959
2960 When the constraints for the read-write operand (or the operand in which
2961 only some of the bits are to be changed) allows a register, you may, as
2962 an alternative, logically split its function into two separate operands,
2963 one input operand and one write-only output operand.  The connection
2964 between them is expressed by constraints which say they need to be in
2965 the same location when the instruction executes.  You can use the same C
2966 expression for both operands, or different expressions.  For example,
2967 here we write the (fictitious) @samp{combine} instruction with
2968 @code{bar} as its read-only source operand and @code{foo} as its
2969 read-write destination:
2970
2971 @example
2972 asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "0" (foo), "g" (bar));
2973 @end example
2974
2975 @noindent
2976 The constraint @samp{"0"} for operand 1 says that it must occupy the
2977 same location as operand 0.  A digit in constraint is allowed only in an
2978 input operand and it must refer to an output operand.
2979
2980 Only a digit in the constraint can guarantee that one operand will be in
2981 the same place as another.  The mere fact that @code{foo} is the value
2982 of both operands is not enough to guarantee that they will be in the
2983 same place in the generated assembler code.  The following would not
2984 work reliably:
2985
2986 @example
2987 asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "r" (foo), "g" (bar));
2988 @end example
2989
2990 Various optimizations or reloading could cause operands 0 and 1 to be in
2991 different registers; GNU CC knows no reason not to do so.  For example, the
2992 compiler might find a copy of the value of @code{foo} in one register and
2993 use it for operand 1, but generate the output operand 0 in a different
2994 register (copying it afterward to @code{foo}'s own address).  Of course,
2995 since the register for operand 1 is not even mentioned in the assembler
2996 code, the result will not work, but GNU CC can't tell that.
2997
2998 Some instructions clobber specific hard registers.  To describe this,
2999 write a third colon after the input operands, followed by the names of
3000 the clobbered hard registers (given as strings).  Here is a realistic
3001 example for the VAX:
3002
3003 @example
3004 asm volatile ("movc3 %0,%1,%2"
3005               : /* no outputs */
3006               : "g" (from), "g" (to), "g" (count)
3007               : "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5");
3008 @end example
3009
3010 You may not write a clobber description in a way that overlaps with an
3011 input or output operand.  For example, you may not have an operand
3012 describing a register class with one member if you mention that register
3013 in the clobber list.  There is no way for you to specify that an input
3014 operand is modified without also specifying it as an output
3015 operand.  Note that if all the output operands you specify are for this
3016 purpose (and hence unused), you will then also need to specify
3017 @code{volatile} for the @code{asm} construct, as described below, to
3018 prevent GNU CC from deleting the @code{asm} statement as unused.
3019
3020 If you refer to a particular hardware register from the assembler code,
3021 you will probably have to list the register after the third colon to
3022 tell the compiler the register's value is modified.  In some assemblers,
3023 the register names begin with @samp{%}; to produce one @samp{%} in the
3024 assembler code, you must write @samp{%%} in the input.
3025
3026 If your assembler instruction can alter the condition code register, add
3027 @samp{cc} to the list of clobbered registers.  GNU CC on some machines
3028 represents the condition codes as a specific hardware register;
3029 @samp{cc} serves to name this register.  On other machines, the
3030 condition code is handled differently, and specifying @samp{cc} has no
3031 effect.  But it is valid no matter what the machine.
3032
3033 If your assembler instruction modifies memory in an unpredictable
3034 fashion, add @samp{memory} to the list of clobbered registers.  This
3035 will cause GNU CC to not keep memory values cached in registers across
3036 the assembler instruction.  You will also want to add the
3037 @code{volatile} keyword if the memory affected is not listed in the
3038 inputs or outputs of the @code{asm}, as the @samp{memory} clobber does
3039 not count as a side-effect of the @code{asm}.
3040
3041 You can put multiple assembler instructions together in a single
3042 @code{asm} template, separated by the characters normally used in assembly
3043 code for the system.  A combination that works in most places is a newline
3044 to break the line, plus a tab character to move to the instruction field
3045 (written as @samp{\n\t}).  Sometimes semicolons can be used, if the
3046 assembler allows semicolons as a line-breaking character.  Note that some
3047 assembler dialects use semicolons to start a comment.
3048 The input operands are guaranteed not to use any of the clobbered
3049 registers, and neither will the output operands' addresses, so you can
3050 read and write the clobbered registers as many times as you like.  Here
3051 is an example of multiple instructions in a template; it assumes the
3052 subroutine @code{_foo} accepts arguments in registers 9 and 10:
3053
3054 @example
3055 asm ("movl %0,r9\n\tmovl %1,r10\n\tcall _foo"
3056      : /* no outputs */
3057      : "g" (from), "g" (to)
3058      : "r9", "r10");
3059 @end example
3060
3061 Unless an output operand has the @samp{&} constraint modifier, GNU CC
3062 may allocate it in the same register as an unrelated input operand, on
3063 the assumption the inputs are consumed before the outputs are produced.
3064 This assumption may be false if the assembler code actually consists of
3065 more than one instruction.  In such a case, use @samp{&} for each output
3066 operand that may not overlap an input.  @xref{Modifiers}.
3067
3068 If you want to test the condition code produced by an assembler
3069 instruction, you must include a branch and a label in the @code{asm}
3070 construct, as follows:
3071
3072 @example
3073 asm ("clr %0\n\tfrob %1\n\tbeq 0f\n\tmov #1,%0\n0:"
3074      : "g" (result)
3075      : "g" (input));
3076 @end example
3077
3078 @noindent
3079 This assumes your assembler supports local labels, as the GNU assembler
3080 and most Unix assemblers do.
3081
3082 Speaking of labels, jumps from one @code{asm} to another are not
3083 supported.  The compiler's optimizers do not know about these jumps, and
3084 therefore they cannot take account of them when deciding how to
3085 optimize.
3086
3087 @cindex macros containing @code{asm}
3088 Usually the most convenient way to use these @code{asm} instructions is to
3089 encapsulate them in macros that look like functions.  For example,
3090
3091 @example
3092 #define sin(x)       \
3093 (@{ double __value, __arg = (x);   \
3094    asm ("fsinx %1,%0": "=f" (__value): "f" (__arg));  \
3095    __value; @})
3096 @end example
3097
3098 @noindent
3099 Here the variable @code{__arg} is used to make sure that the instruction
3100 operates on a proper @code{double} value, and to accept only those
3101 arguments @code{x} which can convert automatically to a @code{double}.
3102
3103 Another way to make sure the instruction operates on the correct data
3104 type is to use a cast in the @code{asm}.  This is different from using a
3105 variable @code{__arg} in that it converts more different types.  For
3106 example, if the desired type were @code{int}, casting the argument to
3107 @code{int} would accept a pointer with no complaint, while assigning the
3108 argument to an @code{int} variable named @code{__arg} would warn about
3109 using a pointer unless the caller explicitly casts it.
3110
3111 If an @code{asm} has output operands, GNU CC assumes for optimization
3112 purposes the instruction has no side effects except to change the output
3113 operands.  This does not mean instructions with a side effect cannot be
3114 used, but you must be careful, because the compiler may eliminate them
3115 if the output operands aren't used, or move them out of loops, or
3116 replace two with one if they constitute a common subexpression.  Also,
3117 if your instruction does have a side effect on a variable that otherwise
3118 appears not to change, the old value of the variable may be reused later
3119 if it happens to be found in a register.
3120
3121 You can prevent an @code{asm} instruction from being deleted, moved
3122 significantly, or combined, by writing the keyword @code{volatile} after
3123 the @code{asm}.  For example:
3124
3125 @example
3126 #define get_and_set_priority(new)  \
3127 (@{ int __old; \
3128    asm volatile ("get_and_set_priority %0, %1": "=g" (__old) : "g" (new)); \
3129    __old; @})
3130 @end example
3131
3132 @noindent
3133 If you write an @code{asm} instruction with no outputs, GNU CC will know
3134 the instruction has side-effects and will not delete the instruction or
3135 move it outside of loops.
3136
3137 The @code{volatile} keyword indicates that the instruction has
3138 important side-effects.  GCC will not delete a volatile @code{asm} if
3139 it is reachable.  (The instruction can still be deleted if GCC can
3140 prove that control-flow will never reach the location of the
3141 instruction.)  In addition, GCC will not reschedule instructions
3142 across a volatile @code{asm} instruction.  For example:
3143
3144 @example
3145 *(volatile int *)addr = foo;
3146 asm volatile ("eieio" : : );
3147 @end example
3148
3149 @noindent 
3150 Assume @code{addr} contains the address of a memory mapped device
3151 register.  The PowerPC @code{eieio} instruction (Enforce In-order
3152 Execution of I/O) tells the cpu to make sure that the store to that
3153 device register happens before it issues any other I/O.
3154
3155 Note that even a volatile @code{asm} instruction can be moved in ways
3156 that appear insignificant to the compiler, such as across jump
3157 instructions.  You can't expect a sequence of volatile @code{asm}
3158 instructions to remain perfectly consecutive.  If you want consecutive
3159 output, use a single @code{asm}.  Also, GCC will perform some
3160 optimizations across a volatile @code{asm} instruction; GCC does not
3161 ``forget everything'' when it encounters a volatile @code{asm}
3162 instruction the way some other compilers do.
3163
3164 An @code{asm} instruction without any operands or clobbers (an ``old
3165 style'' @code{asm}) will be treated identically to a volatile
3166 @code{asm} instruction.
3167
3168 It is a natural idea to look for a way to give access to the condition
3169 code left by the assembler instruction.  However, when we attempted to
3170 implement this, we found no way to make it work reliably.  The problem
3171 is that output operands might need reloading, which would result in
3172 additional following ``store'' instructions.  On most machines, these
3173 instructions would alter the condition code before there was time to
3174 test it.  This problem doesn't arise for ordinary ``test'' and
3175 ``compare'' instructions because they don't have any output operands.
3176
3177 For reasons similar to those described above, it is not possible to give
3178 an assembler instruction access to the condition code left by previous
3179 instructions.
3180
3181 If you are writing a header file that should be includable in ISO C
3182 programs, write @code{__asm__} instead of @code{asm}.  @xref{Alternate
3183 Keywords}.
3184
3185 @subsection i386 floating point asm operands
3186
3187 There are several rules on the usage of stack-like regs in
3188 asm_operands insns.  These rules apply only to the operands that are
3189 stack-like regs:
3190
3191 @enumerate
3192 @item
3193 Given a set of input regs that die in an asm_operands, it is
3194 necessary to know which are implicitly popped by the asm, and
3195 which must be explicitly popped by gcc.
3196
3197 An input reg that is implicitly popped by the asm must be
3198 explicitly clobbered, unless it is constrained to match an
3199 output operand.
3200
3201 @item
3202 For any input reg that is implicitly popped by an asm, it is
3203 necessary to know how to adjust the stack to compensate for the pop.
3204 If any non-popped input is closer to the top of the reg-stack than
3205 the implicitly popped reg, it would not be possible to know what the
3206 stack looked like --- it's not clear how the rest of the stack ``slides
3207 up''.
3208
3209 All implicitly popped input regs must be closer to the top of
3210 the reg-stack than any input that is not implicitly popped.
3211
3212 It is possible that if an input dies in an insn, reload might
3213 use the input reg for an output reload.  Consider this example:
3214
3215 @example
3216 asm ("foo" : "=t" (a) : "f" (b));
3217 @end example
3218
3219 This asm says that input B is not popped by the asm, and that
3220 the asm pushes a result onto the reg-stack, ie, the stack is one
3221 deeper after the asm than it was before.  But, it is possible that
3222 reload will think that it can use the same reg for both the input and
3223 the output, if input B dies in this insn.
3224
3225 If any input operand uses the @code{f} constraint, all output reg
3226 constraints must use the @code{&} earlyclobber.
3227
3228 The asm above would be written as
3229
3230 @example
3231 asm ("foo" : "=&t" (a) : "f" (b));
3232 @end example
3233
3234 @item
3235 Some operands need to be in particular places on the stack.  All
3236 output operands fall in this category --- there is no other way to
3237 know which regs the outputs appear in unless the user indicates
3238 this in the constraints.
3239
3240 Output operands must specifically indicate which reg an output
3241 appears in after an asm.  @code{=f} is not allowed: the operand
3242 constraints must select a class with a single reg.
3243
3244 @item
3245 Output operands may not be ``inserted'' between existing stack regs.
3246 Since no 387 opcode uses a read/write operand, all output operands
3247 are dead before the asm_operands, and are pushed by the asm_operands.
3248 It makes no sense to push anywhere but the top of the reg-stack.
3249
3250 Output operands must start at the top of the reg-stack: output
3251 operands may not ``skip'' a reg.
3252
3253 @item
3254 Some asm statements may need extra stack space for internal
3255 calculations.  This can be guaranteed by clobbering stack registers
3256 unrelated to the inputs and outputs.
3257
3258 @end enumerate
3259
3260 Here are a couple of reasonable asms to want to write.  This asm
3261 takes one input, which is internally popped, and produces two outputs.
3262
3263 @example
3264 asm ("fsincos" : "=t" (cos), "=u" (sin) : "0" (inp));
3265 @end example
3266
3267 This asm takes two inputs, which are popped by the @code{fyl2xp1} opcode,
3268 and replaces them with one output.  The user must code the @code{st(1)}
3269 clobber for reg-stack.c to know that @code{fyl2xp1} pops both inputs.
3270
3271 @example
3272 asm ("fyl2xp1" : "=t" (result) : "0" (x), "u" (y) : "st(1)");
3273 @end example
3274
3275 @ifclear INTERNALS
3276 @c Show the details on constraints if they do not appear elsewhere in
3277 @c the manual
3278 @include md.texi
3279 @end ifclear
3280
3281 @node Asm Labels
3282 @section Controlling Names Used in Assembler Code
3283 @cindex assembler names for identifiers
3284 @cindex names used in assembler code
3285 @cindex identifiers, names in assembler code
3286
3287 You can specify the name to be used in the assembler code for a C
3288 function or variable by writing the @code{asm} (or @code{__asm__})
3289 keyword after the declarator as follows:
3290
3291 @example
3292 int foo asm ("myfoo") = 2;
3293 @end example
3294
3295 @noindent
3296 This specifies that the name to be used for the variable @code{foo} in
3297 the assembler code should be @samp{myfoo} rather than the usual
3298 @samp{_foo}.
3299
3300 On systems where an underscore is normally prepended to the name of a C
3301 function or variable, this feature allows you to define names for the
3302 linker that do not start with an underscore.
3303
3304 It does not make sense to use this feature with a non-static local
3305 variable since such variables do not have assembler names.  If you are
3306 trying to put the variable in a particular register, see @ref{Explicit
3307 Reg Vars}.  GCC presently accepts such code with a warning, but will
3308 probably be changed to issue an error, rather than a warning, in the
3309 future.
3310
3311 You cannot use @code{asm} in this way in a function @emph{definition}; but
3312 you can get the same effect by writing a declaration for the function
3313 before its definition and putting @code{asm} there, like this:
3314
3315 @example
3316 extern func () asm ("FUNC");
3317
3318 func (x, y)
3319      int x, y;
3320 @dots{}
3321 @end example
3322
3323 It is up to you to make sure that the assembler names you choose do not
3324 conflict with any other assembler symbols.  Also, you must not use a
3325 register name; that would produce completely invalid assembler code.  GNU
3326 CC does not as yet have the ability to store static variables in registers.
3327 Perhaps that will be added.
3328
3329 @node Explicit Reg Vars
3330 @section Variables in Specified Registers
3331 @cindex explicit register variables
3332 @cindex variables in specified registers
3333 @cindex specified registers
3334 @cindex registers, global allocation
3335
3336 GNU C allows you to put a few global variables into specified hardware
3337 registers.  You can also specify the register in which an ordinary
3338 register variable should be allocated.
3339
3340 @itemize @bullet
3341 @item
3342 Global register variables reserve registers throughout the program.
3343 This may be useful in programs such as programming language
3344 interpreters which have a couple of global variables that are accessed
3345 very often.
3346
3347 @item
3348 Local register variables in specific registers do not reserve the
3349 registers.  The compiler's data flow analysis is capable of determining
3350 where the specified registers contain live values, and where they are
3351 available for other uses.  Stores into local register variables may be deleted
3352 when they appear to be dead according to dataflow analysis.  References
3353 to local register variables may be deleted or moved or simplified.
3354
3355 These local variables are sometimes convenient for use with the extended
3356 @code{asm} feature (@pxref{Extended Asm}), if you want to write one
3357 output of the assembler instruction directly into a particular register.
3358 (This will work provided the register you specify fits the constraints
3359 specified for that operand in the @code{asm}.)
3360 @end itemize
3361
3362 @menu
3363 * Global Reg Vars::
3364 * Local Reg Vars::
3365 @end menu
3366
3367 @node Global Reg Vars
3368 @subsection Defining Global Register Variables
3369 @cindex global register variables
3370 @cindex registers, global variables in
3371
3372 You can define a global register variable in GNU C like this:
3373
3374 @example
3375 register int *foo asm ("a5");
3376 @end example
3377
3378 @noindent
3379 Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Choose a
3380 register which is normally saved and restored by function calls on your
3381 machine, so that library routines will not clobber it.
3382
3383 Naturally the register name is cpu-dependent, so you would need to
3384 conditionalize your program according to cpu type.  The register
3385 @code{a5} would be a good choice on a 68000 for a variable of pointer
3386 type.  On machines with register windows, be sure to choose a ``global''
3387 register that is not affected magically by the function call mechanism.
3388
3389 In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
3390 name the registers; then you would need additional conditionals.  For
3391 example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
3392
3393 Eventually there may be a way of asking the compiler to choose a register
3394 automatically, but first we need to figure out how it should choose and
3395 how to enable you to guide the choice.  No solution is evident.
3396
3397 Defining a global register variable in a certain register reserves that
3398 register entirely for this use, at least within the current compilation.
3399 The register will not be allocated for any other purpose in the functions
3400 in the current compilation.  The register will not be saved and restored by
3401 these functions.  Stores into this register are never deleted even if they
3402 would appear to be dead, but references may be deleted or moved or
3403 simplified.
3404
3405 It is not safe to access the global register variables from signal
3406 handlers, or from more than one thread of control, because the system
3407 library routines may temporarily use the register for other things (unless
3408 you recompile them specially for the task at hand).
3409
3410 @cindex @code{qsort}, and global register variables
3411 It is not safe for one function that uses a global register variable to
3412 call another such function @code{foo} by way of a third function
3413 @code{lose} that was compiled without knowledge of this variable (i.e. in a
3414 different source file in which the variable wasn't declared).  This is
3415 because @code{lose} might save the register and put some other value there.
3416 For example, you can't expect a global register variable to be available in
3417 the comparison-function that you pass to @code{qsort}, since @code{qsort}
3418 might have put something else in that register.  (If you are prepared to
3419 recompile @code{qsort} with the same global register variable, you can
3420 solve this problem.)
3421
3422 If you want to recompile @code{qsort} or other source files which do not
3423 actually use your global register variable, so that they will not use that
3424 register for any other purpose, then it suffices to specify the compiler
3425 option @samp{-ffixed-@var{reg}}.  You need not actually add a global
3426 register declaration to their source code.
3427
3428 A function which can alter the value of a global register variable cannot
3429 safely be called from a function compiled without this variable, because it
3430 could clobber the value the caller expects to find there on return.
3431 Therefore, the function which is the entry point into the part of the
3432 program that uses the global register variable must explicitly save and
3433 restore the value which belongs to its caller.
3434
3435 @cindex register variable after @code{longjmp}
3436 @cindex global register after @code{longjmp}
3437 @cindex value after @code{longjmp}
3438 @findex longjmp
3439 @findex setjmp
3440 On most machines, @code{longjmp} will restore to each global register
3441 variable the value it had at the time of the @code{setjmp}.  On some
3442 machines, however, @code{longjmp} will not change the value of global
3443 register variables.  To be portable, the function that called @code{setjmp}
3444 should make other arrangements to save the values of the global register
3445 variables, and to restore them in a @code{longjmp}.  This way, the same
3446 thing will happen regardless of what @code{longjmp} does.
3447
3448 All global register variable declarations must precede all function
3449 definitions.  If such a declaration could appear after function
3450 definitions, the declaration would be too late to prevent the register from
3451 being used for other purposes in the preceding functions.
3452
3453 Global register variables may not have initial values, because an
3454 executable file has no means to supply initial contents for a register.
3455
3456 On the Sparc, there are reports that g3 @dots{} g7 are suitable
3457 registers, but certain library functions, such as @code{getwd}, as well
3458 as the subroutines for division and remainder, modify g3 and g4.  g1 and
3459 g2 are local temporaries.
3460
3461 On the 68000, a2 @dots{} a5 should be suitable, as should d2 @dots{} d7.
3462 Of course, it will not do to use more than a few of those.
3463
3464 @node Local Reg Vars
3465 @subsection Specifying Registers for Local Variables
3466 @cindex local variables, specifying registers
3467 @cindex specifying registers for local variables
3468 @cindex registers for local variables
3469
3470 You can define a local register variable with a specified register
3471 like this:
3472
3473 @example
3474 register int *foo asm ("a5");
3475 @end example
3476
3477 @noindent
3478 Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Note
3479 that this is the same syntax used for defining global register
3480 variables, but for a local variable it would appear within a function.
3481
3482 Naturally the register name is cpu-dependent, but this is not a
3483 problem, since specific registers are most often useful with explicit
3484 assembler instructions (@pxref{Extended Asm}).  Both of these things
3485 generally require that you conditionalize your program according to
3486 cpu type.
3487
3488 In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
3489 name the registers; then you would need additional conditionals.  For
3490 example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
3491
3492 Defining such a register variable does not reserve the register; it
3493 remains available for other uses in places where flow control determines
3494 the variable's value is not live.  However, these registers are made
3495 unavailable for use in the reload pass; excessive use of this feature
3496 leaves the compiler too few available registers to compile certain
3497 functions.
3498
3499 This option does not guarantee that GNU CC will generate code that has
3500 this variable in the register you specify at all times.  You may not
3501 code an explicit reference to this register in an @code{asm} statement
3502 and assume it will always refer to this variable.
3503
3504 Stores into local register variables may be deleted when they appear to be dead
3505 according to dataflow analysis.  References to local register variables may
3506 be deleted or moved or simplified.
3507
3508 @node Alternate Keywords
3509 @section Alternate Keywords
3510 @cindex alternate keywords
3511 @cindex keywords, alternate
3512
3513 The option @option{-traditional} disables certain keywords;
3514 @option{-ansi} and the various @option{-std} options disable certain
3515 others.  This causes trouble when you want to use GNU C extensions, or
3516 ISO C features, in a general-purpose header file that should be usable
3517 by all programs, including ISO C programs and traditional ones.  The
3518 keywords @code{asm}, @code{typeof} and @code{inline} cannot be used
3519 since they won't work in a program compiled with @option{-ansi}
3520 (although @code{inline} can be used in a program compiled with
3521 @option{-std=c99}), while the keywords @code{const}, @code{volatile},
3522 @code{signed}, @code{typeof} and @code{inline} won't work in a program
3523 compiled with @option{-traditional}.  The ISO C99 keyword
3524 @code{restrict} is only available when @option{-std=gnu99} (which will
3525 eventually be the default) or @option{-std=c99} (or the equivalent
3526 @option{-std=iso9899:1999}) is used.@refill
3527
3528 The way to solve these problems is to put @samp{__} at the beginning and
3529 end of each problematical keyword.  For example, use @code{__asm__}
3530 instead of @code{asm}, @code{__const__} instead of @code{const}, and
3531 @code{__inline__} instead of @code{inline}.
3532
3533 Other C compilers won't accept these alternative keywords; if you want to
3534 compile with another compiler, you can define the alternate keywords as
3535 macros to replace them with the customary keywords.  It looks like this:
3536
3537 @example
3538 #ifndef __GNUC__
3539 #define __asm__ asm
3540 #endif
3541 @end example
3542
3543 @findex __extension__
3544 @samp{-pedantic} and other options cause warnings for many GNU C extensions.
3545 You can
3546 prevent such warnings within one expression by writing
3547 @code{__extension__} before the expression.  @code{__extension__} has no
3548 effect aside from this.
3549
3550 @node Incomplete Enums
3551 @section Incomplete @code{enum} Types
3552
3553 You can define an @code{enum} tag without specifying its possible values.
3554 This results in an incomplete type, much like what you get if you write
3555 @code{struct foo} without describing the elements.  A later declaration
3556 which does specify the possible values completes the type.
3557
3558 You can't allocate variables or storage using the type while it is
3559 incomplete.  However, you can work with pointers to that type.
3560
3561 This extension may not be very useful, but it makes the handling of
3562 @code{enum} more consistent with the way @code{struct} and @code{union}
3563 are handled.
3564
3565 This extension is not supported by GNU C++.
3566
3567 @node Function Names
3568 @section Function Names as Strings
3569 @cindex @code{__FUNCTION__} identifier
3570 @cindex @code{__PRETTY_FUNCTION__} identifier
3571 @cindex @code{__func__} identifier
3572
3573 GNU CC predefines two magic identifiers to hold the name of the current
3574 function. The identifier @code{__FUNCTION__} holds the name of the function
3575 as it appears in the source. The identifier @code{__PRETTY_FUNCTION__}
3576 holds the name of the function pretty printed in a language specific
3577 fashion.
3578
3579 These names are always the same in a C function, but in a C++ function
3580 they may be different.  For example, this program:
3581
3582 @smallexample
3583 extern "C" @{
3584 extern int printf (char *, ...);
3585 @}
3586
3587 class a @{
3588  public:
3589   sub (int i)
3590     @{
3591       printf ("__FUNCTION__ = %s\n", __FUNCTION__);
3592       printf ("__PRETTY_FUNCTION__ = %s\n", __PRETTY_FUNCTION__);
3593     @}
3594 @};
3595
3596 int
3597 main (void)
3598 @{
3599   a ax;
3600   ax.sub (0);
3601   return 0;
3602 @}
3603 @end smallexample
3604
3605 @noindent
3606 gives this output:
3607
3608 @smallexample
3609 __FUNCTION__ = sub
3610 __PRETTY_FUNCTION__ = int  a::sub (int)
3611 @end smallexample
3612
3613 The compiler automagically replaces the identifiers with a string
3614 literal containing the appropriate name. Thus, they are neither
3615 preprocessor macros, like @code{__FILE__} and @code{__LINE__}, nor
3616 variables. This means that they catenate with other string literals, and
3617 that they can be used to initialize char arrays. For example
3618
3619 @smallexample
3620 char here[] = "Function " __FUNCTION__ " in " __FILE__;
3621 @end smallexample
3622
3623 On the other hand, @samp{#ifdef __FUNCTION__} does not have any special
3624 meaning inside a function, since the preprocessor does not do anything
3625 special with the identifier @code{__FUNCTION__}.
3626
3627 GNU CC also supports the magic word @code{__func__}, defined by the
3628 ISO standard C99:
3629
3630 @display
3631 The identifier @code{__func__} is implicitly declared by the translator
3632 as if, immediately following the opening brace of each function
3633 definition, the declaration
3634
3635 @smallexample
3636 static const char __func__[] = "function-name";
3637 @end smallexample
3638
3639 appeared, where function-name is the name of the lexically-enclosing
3640 function. This name is the unadorned name of the function.
3641 @end display
3642
3643 By this definition, @code{__func__} is a variable, not a string literal.
3644 In particular, @code{__func__} does not catenate with other string
3645 literals.
3646
3647 In @code{C++}, @code{__FUNCTION__} and @code{__PRETTY_FUNCTION__} are
3648 variables, declared in the same way as @code{__func__}.
3649
3650 @node Return Address
3651 @section Getting the Return or Frame Address of a Function
3652
3653 These functions may be used to get information about the callers of a
3654 function.
3655
3656 @table @code
3657 @findex __builtin_return_address
3658 @item __builtin_return_address (@var{level})
3659 This function returns the return address of the current function, or of
3660 one of its callers.  The @var{level} argument is number of frames to
3661 scan up the call stack.  A value of @code{0} yields the return address
3662 of the current function, a value of @code{1} yields the return address
3663 of the caller of the current function, and so forth.
3664
3665 The @var{level} argument must be a constant integer.
3666
3667 On some machines it may be impossible to determine the return address of
3668 any function other than the current one; in such cases, or when the top
3669 of the stack has been reached, this function will return @code{0}.
3670
3671 This function should only be used with a non-zero argument for debugging
3672 purposes.
3673
3674 @findex __builtin_frame_address
3675 @item __builtin_frame_address (@var{level})
3676 This function is similar to @code{__builtin_return_address}, but it
3677 returns the address of the function frame rather than the return address
3678 of the function.  Calling @code{__builtin_frame_address} with a value of
3679 @code{0} yields the frame address of the current function, a value of
3680 @code{1} yields the frame address of the caller of the current function,
3681 and so forth.
3682
3683 The frame is the area on the stack which holds local variables and saved
3684 registers.  The frame address is normally the address of the first word
3685 pushed on to the stack by the function.  However, the exact definition
3686 depends upon the processor and the calling convention.  If the processor
3687 has a dedicated frame pointer register, and the function has a frame,
3688 then @code{__builtin_frame_address} will return the value of the frame
3689 pointer register.
3690
3691 The caveats that apply to @code{__builtin_return_address} apply to this
3692 function as well.
3693 @end table
3694
3695 @node Other Builtins
3696 @section Other built-in functions provided by GNU CC
3697 @cindex builtin functions
3698 @findex __builtin_isgreater
3699 @findex __builtin_isgreaterequal
3700 @findex __builtin_isless
3701 @findex __builtin_islessequal
3702 @findex __builtin_islessgreater
3703 @findex __builtin_isunordered
3704 @findex abort
3705 @findex abs
3706 @findex alloca
3707 @findex bcmp
3708 @findex bzero
3709 @findex cimag
3710 @findex cimagf
3711 @findex cimagl
3712 @findex conj
3713 @findex conjf
3714 @findex conjl
3715 @findex cos
3716 @findex cosf
3717 @findex cosl
3718 @findex creal
3719 @findex crealf
3720 @findex creall
3721 @findex exit
3722 @findex _exit
3723 @findex _Exit
3724 @findex fabs
3725 @findex fabsf
3726 @findex fabsl
3727 @findex ffs
3728 @findex fprintf
3729 @findex fputs
3730 @findex imaxabs
3731 @findex index
3732 @findex labs
3733 @findex llabs
3734 @findex memcmp
3735 @findex memcpy
3736 @findex memset
3737 @findex printf
3738 @findex rindex
3739 @findex sin
3740 @findex sinf
3741 @findex sinl
3742 @findex sqrt
3743 @findex sqrtf
3744 @findex sqrtl
3745 @findex strcat
3746 @findex strchr
3747 @findex strcmp
3748 @findex strcpy
3749 @findex strcspn
3750 @findex strlen
3751 @findex strncat
3752 @findex strncmp
3753 @findex strncpy
3754 @findex strpbrk
3755 @findex strrchr
3756 @findex strspn
3757 @findex strstr
3758
3759 GNU CC provides a large number of built-in functions other than the ones
3760 mentioned above.  Some of these are for internal use in the processing
3761 of exceptions or variable-length argument lists and will not be
3762 documented here because they may change from time to time; we do not
3763 recommend general use of these functions.
3764
3765 The remaining functions are provided for optimization purposes.
3766
3767 GNU CC includes builtin versions of many of the functions in the
3768 standard C library.  The versions prefixed with @code{__builtin_} will
3769 always be treated as having the same meaning as the C library function
3770 even if you specify the @samp{-fno-builtin} (@pxref{C Dialect Options})
3771 option.  Many of these functions are only optimized in certain cases; if
3772 not optimized in a particular case, a call to the library function will
3773 be emitted.
3774
3775 The functions @code{abort}, @code{exit}, @code{_Exit} and @code{_exit}
3776 are recognized and presumed not to return, but otherwise are not built
3777 in.  @code{_exit} is not recognized in strict ISO C mode (@samp{-ansi},
3778 @samp{-std=c89} or @samp{-std=c99}).  @code{_Exit} is not recognized in
3779 strict C89 mode (@samp{-ansi} or @samp{-std=c89}).
3780
3781 Outside strict ISO C mode, the functions @code{alloca}, @code{bcmp},
3782 @code{bzero}, @code{index}, @code{rindex} and @code{ffs} may be handled
3783 as builtins.  Corresponding versions @code{__builtin_alloca},
3784 @code{__builtin_bcmp}, @code{__builtin_bzero}, @code{__builtin_index},
3785 @code{__builtin_rindex} and @code{__builtin_ffs} are also recognized in
3786 strict ISO C mode.
3787
3788 The ISO C99 functions @code{conj}, @code{conjf}, @code{conjl},
3789 @code{creal}, @code{crealf}, @code{creall}, @code{cimag}, @code{cimagf},
3790 @code{cimagl}, @code{llabs} and @code{imaxabs} are handled as builtins
3791 except in strict ISO C89 mode.  There are also builtin versions of the ISO C99
3792 functions @code{cosf}, @code{cosl}, @code{fabsf}, @code{fabsl},
3793 @code{sinf}, @code{sinl}, @code{sqrtf}, and @code{sqrtl}, that are
3794 recognized in any mode since ISO C89 reserves these names for the
3795 purpose to which ISO C99 puts them.  All these functions have
3796 corresponding versions prefixed with @code{__builtin_}.
3797
3798 The following ISO C89 functions are recognized as builtins unless
3799 @samp{-fno-builtin} is specified: @code{abs}, @code{cos}, @code{fabs},
3800 @code{fprintf}, @code{fputs}, @code{labs}, @code{memcmp}, @code{memcpy},
3801 @code{memset}, @code{printf}, @code{sin}, @code{sqrt}, @code{strcat},
3802 @code{strchr}, @code{strcmp}, @code{strcpy}, @code{strcspn},
3803 @code{strlen}, @code{strncat}, @code{strncmp}, @code{strncpy},
3804 @code{strpbrk}, @code{strrchr}, @code{strspn}, and @code{strstr}.  All
3805 of these functions have corresponding versions prefixed with
3806 @code{__builtin_}, except that the version for @code{sqrt} is called
3807 @code{__builtin_fsqrt}.
3808
3809 GNU CC provides builtin versions of the ISO C99 floating point
3810 comparison macros (that avoid raising exceptions for unordered
3811 operands): @code{__builtin_isgreater}, @code{__builtin_isgreaterequal},
3812 @code{__builtin_isless}, @code{__builtin_islessequal},
3813 @code{__builtin_islessgreater}, and @code{__builtin_isunordered}.
3814
3815
3816 @table @code
3817 @findex __builtin_constant_p
3818 @item __builtin_constant_p (@var{exp})
3819 You can use the builtin function @code{__builtin_constant_p} to
3820 determine if a value is known to be constant at compile-time and hence
3821 that GNU CC can perform constant-folding on expressions involving that
3822 value.  The argument of the function is the value to test.  The function
3823 returns the integer 1 if the argument is known to be a compile-time
3824 constant and 0 if it is not known to be a compile-time constant.  A
3825 return of 0 does not indicate that the value is @emph{not} a constant,
3826 but merely that GNU CC cannot prove it is a constant with the specified
3827 value of the @samp{-O} option.
3828
3829 You would typically use this function in an embedded application where
3830 memory was a critical resource.  If you have some complex calculation,
3831 you may want it to be folded if it involves constants, but need to call
3832 a function if it does not.  For example:
3833
3834 @smallexample
3835 #define Scale_Value(X)  \
3836   (__builtin_constant_p (X) ? ((X) * SCALE + OFFSET) : Scale (X))
3837 @end smallexample
3838
3839 You may use this builtin function in either a macro or an inline
3840 function.  However, if you use it in an inlined function and pass an
3841 argument of the function as the argument to the builtin, GNU CC will
3842 never return 1 when you call the inline function with a string constant
3843 or compound literal (@pxref{Compound Literals}) and will not return 1
3844 when you pass a constant numeric value to the inline function unless you
3845 specify the @samp{-O} option.
3846
3847 @findex __builtin_expect
3848 @item __builtin_expect(@var{exp}, @var{c})
3849 You may use @code{__builtin_expect} to provide the compiler with
3850 branch prediction information.  In general, you should prefer to
3851 use actual profile feedback for this (@samp{-fprofile-arcs}), as
3852 programmers are notoriously bad at predicting how their programs
3853 actually perform.  However, there are applications in which this
3854 data is hard to collect.
3855
3856 The return value is the value of @var{exp}, which should be an
3857 integral expression.  The value of @var{c} must be a compile-time
3858 constant.  The semantics of the builtin are that it is expected
3859 that @var{exp} == @var{c}.  For example:
3860
3861 @smallexample
3862 if (__builtin_expect (x, 0))
3863   foo ();
3864 @end smallexample
3865
3866 @noindent
3867 would indicate that we do not expect to call @code{foo}, since
3868 we expect @code{x} to be zero.  Since you are limited to integral
3869 expressions for @var{exp}, you should use constructions such as
3870
3871 @smallexample
3872 if (__builtin_expect (ptr != NULL, 1))
3873   error ();
3874 @end smallexample
3875
3876 @noindent
3877 when testing pointer or floating-point values.
3878 @end table
3879
3880 @node C++ Extensions
3881 @chapter Extensions to the C++ Language
3882 @cindex extensions, C++ language
3883 @cindex C++ language extensions
3884
3885 The GNU compiler provides these extensions to the C++ language (and you
3886 can also use most of the C language extensions in your C++ programs).  If you
3887 want to write code that checks whether these features are available, you can
3888 test for the GNU compiler the same way as for C programs: check for a
3889 predefined macro @code{__GNUC__}.  You can also use @code{__GNUG__} to
3890 test specifically for GNU C++ (@pxref{Standard Predefined,,Standard
3891 Predefined Macros,cpp.info,The C Preprocessor}).
3892
3893 @menu
3894 * Min and Max::         C++ Minimum and maximum operators.
3895 * Volatiles::           What constitutes an access to a volatile object.
3896 * Restricted Pointers:: C99 restricted pointers and references.
3897 * Vague Linkage::       Where G++ puts inlines, vtables and such.
3898 * C++ Interface::       You can use a single C++ header file for both
3899                         declarations and definitions.
3900 * Template Instantiation:: Methods for ensuring that exactly one copy of
3901                         each needed template instantiation is emitted.
3902 * Bound member functions:: You can extract a function pointer to the
3903                         method denoted by a @samp{->*} or @samp{.*} expression.
3904 * C++ Attributes::      Variable, function, and type attributes for C++ only.
3905 * Java Exceptions::     Tweaking exception handling to work with Java.
3906 * Deprecated Features:: Things might disappear from g++.
3907 * Backwards Compatibility:: Compatibilities with earlier definitions of C++.
3908 @end menu
3909
3910 @node Min and Max
3911 @section Minimum and Maximum Operators in C++
3912
3913 It is very convenient to have operators which return the ``minimum'' or the
3914 ``maximum'' of two arguments.  In GNU C++ (but not in GNU C),
3915
3916 @table @code
3917 @item @var{a} <? @var{b}
3918 @findex <?
3919 @cindex minimum operator
3920 is the @dfn{minimum}, returning the smaller of the numeric values
3921 @var{a} and @var{b};
3922
3923 @item @var{a} >? @var{b}
3924 @findex >?
3925 @cindex maximum operator
3926 is the @dfn{maximum}, returning the larger of the numeric values @var{a}
3927 and @var{b}.
3928 @end table
3929
3930 These operations are not primitive in ordinary C++, since you can
3931 use a macro to return the minimum of two things in C++, as in the
3932 following example.
3933
3934 @example
3935 #define MIN(X,Y) ((X) < (Y) ? : (X) : (Y))
3936 @end example
3937
3938 @noindent
3939 You might then use @w{@samp{int min = MIN (i, j);}} to set @var{min} to
3940 the minimum value of variables @var{i} and @var{j}.
3941
3942 However, side effects in @code{X} or @code{Y} may cause unintended
3943 behavior.  For example, @code{MIN (i++, j++)} will fail, incrementing
3944 the smaller counter twice.  A GNU C extension allows you to write safe
3945 macros that avoid this kind of problem (@pxref{Naming Types,,Naming an
3946 Expression's Type}).  However, writing @code{MIN} and @code{MAX} as
3947 macros also forces you to use function-call notation for a
3948 fundamental arithmetic operation.  Using GNU C++ extensions, you can
3949 write @w{@samp{int min = i <? j;}} instead.
3950
3951 Since @code{<?} and @code{>?} are built into the compiler, they properly
3952 handle expressions with side-effects;  @w{@samp{int min = i++ <? j++;}}
3953 works correctly.
3954
3955 @node Volatiles
3956 @section When is a Volatile Object Accessed?
3957 @cindex accessing volatiles
3958 @cindex volatile read
3959 @cindex volatile write
3960 @cindex volatile access
3961
3962 Both the C and C++ standard have the concept of volatile objects. These
3963 are normally accessed by pointers and used for accessing hardware. The
3964 standards encourage compilers to refrain from optimizations
3965 concerning accesses to volatile objects that it might perform on
3966 non-volatile objects. The C standard leaves it implementation defined
3967 as to what constitutes a volatile access. The C++ standard omits to
3968 specify this, except to say that C++ should behave in a similar manner
3969 to C with respect to volatiles, where possible. The minimum either
3970 standard specifies is that at a sequence point all previous accesses to
3971 volatile objects have stabilized and no subsequent accesses have
3972 occurred. Thus an implementation is free to reorder and combine
3973 volatile accesses which occur between sequence points, but cannot do so
3974 for accesses across a sequence point. The use of volatiles does not
3975 allow you to violate the restriction on updating objects multiple times
3976 within a sequence point.
3977
3978 In most expressions, it is intuitively obvious what is a read and what is
3979 a write. For instance
3980
3981 @example
3982 volatile int *dst = <somevalue>;
3983 volatile int *src = <someothervalue>;
3984 *dst = *src;
3985 @end example
3986
3987 @noindent
3988 will cause a read of the volatile object pointed to by @var{src} and stores the
3989 value into the volatile object pointed to by @var{dst}. There is no
3990 guarantee that these reads and writes are atomic, especially for objects
3991 larger than @code{int}.
3992
3993 Less obvious expressions are where something which looks like an access
3994 is used in a void context. An example would be,
3995
3996 @example
3997 volatile int *src = <somevalue>;
3998 *src;
3999 @end example
4000
4001 With C, such expressions are rvalues, and as rvalues cause a read of
4002 the object, gcc interprets this as a read of the volatile being pointed
4003 to. The C++ standard specifies that such expressions do not undergo
4004 lvalue to rvalue conversion, and that the type of the dereferenced
4005 object may be incomplete. The C++ standard does not specify explicitly
4006 that it is this lvalue to rvalue conversion which is responsible for
4007 causing an access. However, there is reason to believe that it is,
4008 because otherwise certain simple expressions become undefined. However,
4009 because it would surprise most programmers, g++ treats dereferencing a
4010 pointer to volatile object of complete type in a void context as a read
4011 of the object. When the object has incomplete type, g++ issues a
4012 warning.
4013
4014 @example
4015 struct S;
4016 struct T @{int m;@};
4017 volatile S *ptr1 = <somevalue>;
4018 volatile T *ptr2 = <somevalue>;
4019 *ptr1;
4020 *ptr2;
4021 @end example
4022
4023 In this example, a warning is issued for @code{*ptr1}, and @code{*ptr2}
4024 causes a read of the object pointed to. If you wish to force an error on
4025 the first case, you must force a conversion to rvalue with, for instance
4026 a static cast, @code{static_cast<S>(*ptr1)}.
4027
4028 When using a reference to volatile, g++ does not treat equivalent
4029 expressions as accesses to volatiles, but instead issues a warning that
4030 no volatile is accessed. The rationale for this is that otherwise it
4031 becomes difficult to determine where volatile access occur, and not
4032 possible to ignore the return value from functions returning volatile
4033 references. Again, if you wish to force a read, cast the reference to
4034 an rvalue.
4035
4036 @node Restricted Pointers
4037 @section Restricting Pointer Aliasing
4038 @cindex restricted pointers
4039 @cindex restricted references
4040 @cindex restricted this pointer
4041
4042 As with gcc, g++ understands the C99 feature of restricted pointers,
4043 specified with the @code{__restrict__}, or @code{__restrict} type
4044 qualifier. Because you cannot compile C++ by specifying the -std=c99
4045 language flag, @code{restrict} is not a keyword in C++.
4046
4047 In addition to allowing restricted pointers, you can specify restricted
4048 references, which indicate that the reference is not aliased in the local
4049 context.
4050
4051 @example
4052 void fn (int *__restrict__ rptr, int &__restrict__ rref)
4053 @{
4054   @dots{}
4055 @}
4056 @end example
4057
4058 @noindent
4059 In the body of @code{fn}, @var{rptr} points to an unaliased integer and
4060 @var{rref} refers to a (different) unaliased integer.
4061
4062 You may also specify whether a member function's @var{this} pointer is
4063 unaliased by using @code{__restrict__} as a member function qualifier.
4064
4065 @example
4066 void T::fn () __restrict__
4067 @{
4068   @dots{}
4069 @}
4070 @end example
4071
4072 @noindent
4073 Within the body of @code{T::fn}, @var{this} will have the effective
4074 definition @code{T *__restrict__ const this}. Notice that the
4075 interpretation of a @code{__restrict__} member function qualifier is
4076 different to that of @code{const} or @code{volatile} qualifier, in that it
4077 is applied to the pointer rather than the object. This is consistent with
4078 other compilers which implement restricted pointers.
4079
4080 As with all outermost parameter qualifiers, @code{__restrict__} is
4081 ignored in function definition matching. This means you only need to
4082 specify @code{__restrict__} in a function definition, rather than
4083 in a function prototype as well.
4084
4085 @node Vague Linkage
4086 @section Vague Linkage
4087 @cindex vague linkage
4088
4089 There are several constructs in C++ which require space in the object
4090 file but are not clearly tied to a single translation unit.  We say that
4091 these constructs have ``vague linkage''.  Typically such constructs are
4092 emitted wherever they are needed, though sometimes we can be more
4093 clever.
4094
4095 @table @asis
4096 @item Inline Functions
4097 Inline functions are typically defined in a header file which can be
4098 included in many different compilations.  Hopefully they can usually be
4099 inlined, but sometimes an out-of-line copy is necessary, if the address
4100 of the function is taken or if inlining fails.  In general, we emit an
4101 out-of-line copy in all translation units where one is needed.  As an
4102 exception, we only emit inline virtual functions with the vtable, since
4103 it will always require a copy.
4104
4105 Local static variables and string constants used in an inline function
4106 are also considered to have vague linkage, since they must be shared
4107 between all inlined and out-of-line instances of the function.
4108
4109 @item VTables
4110 @cindex vtable
4111 C++ virtual functions are implemented in most compilers using a lookup
4112 table, known as a vtable.  The vtable contains pointers to the virtual
4113 functions provided by a class, and each object of the class contains a
4114 pointer to its vtable (or vtables, in some multiple-inheritance
4115 situations).  If the class declares any non-inline, non-pure virtual
4116 functions, the first one is chosen as the ``key method'' for the class,
4117 and the vtable is only emitted in the translation unit where the key
4118 method is defined.
4119
4120 @emph{Note:} If the chosen key method is later defined as inline, the
4121 vtable will still be emitted in every translation unit which defines it.
4122 Make sure that any inline virtuals are declared inline in the class
4123 body, even if they are not defined there.
4124
4125 @item type_info objects
4126 @cindex type_info
4127 @cindex RTTI
4128 C++ requires information about types to be written out in order to
4129 implement @samp{dynamic_cast}, @samp{typeid} and exception handling.
4130 For polymorphic classes (classes with virtual functions), the type_info
4131 object is written out along with the vtable so that @samp{dynamic_cast}
4132 can determine the dynamic type of a class object at runtime.  For all
4133 other types, we write out the type_info object when it is used: when
4134 applying @samp{typeid} to an expression, throwing an object, or
4135 referring to a type in a catch clause or exception specification.
4136
4137 @item Template Instantiations
4138 Most everything in this section also applies to template instantiations,
4139 but there are other options as well.
4140 @xref{Template Instantiation,,Where's the Template?}.
4141
4142 @end table
4143
4144 When used with GNU ld version 2.8 or later on an ELF system such as
4145 Linux/GNU or Solaris 2, or on Microsoft Windows, duplicate copies of
4146 these constructs will be discarded at link time.  This is known as
4147 COMDAT support.
4148
4149 On targets that don't support COMDAT, but do support weak symbols, GCC
4150 will use them.  This way one copy will override all the others, but
4151 the unused copies will still take up space in the executable.
4152
4153 For targets which do not support either COMDAT or weak symbols,
4154 most entities with vague linkage will be emitted as local symbols to
4155 avoid duplicate definition errors from the linker.  This will not happen
4156 for local statics in inlines, however, as having multiple copies will
4157 almost certainly break things.
4158
4159 @xref{C++ Interface,,Declarations and Definitions in One Header}, for
4160 another way to control placement of these constructs.
4161
4162 @node C++ Interface
4163 @section Declarations and Definitions in One Header
4164
4165 @cindex interface and implementation headers, C++
4166 @cindex C++ interface and implementation headers
4167 C++ object definitions can be quite complex.  In principle, your source
4168 code will need two kinds of things for each object that you use across
4169 more than one source file.  First, you need an @dfn{interface}
4170 specification, describing its structure with type declarations and
4171 function prototypes.  Second, you need the @dfn{implementation} itself.
4172 It can be tedious to maintain a separate interface description in a
4173 header file, in parallel to the actual implementation.  It is also
4174 dangerous, since separate interface and implementation definitions may
4175 not remain parallel.
4176
4177 @cindex pragmas, interface and implementation
4178 With GNU C++, you can use a single header file for both purposes.
4179
4180 @quotation
4181 @emph{Warning:} The mechanism to specify this is in transition.  For the
4182 nonce, you must use one of two @code{#pragma} commands; in a future
4183 release of GNU C++, an alternative mechanism will make these
4184 @code{#pragma} commands unnecessary.
4185 @end quotation
4186
4187 The header file contains the full definitions, but is marked with
4188 @samp{#pragma interface} in the source code.  This allows the compiler
4189 to use the header file only as an interface specification when ordinary
4190 source files incorporate it with @code{#include}.  In the single source
4191 file where the full implementation belongs, you can use either a naming
4192 convention or @samp{#pragma implementation} to indicate this alternate
4193 use of the header file.
4194
4195 @table @code
4196 @item #pragma interface
4197 @itemx #pragma interface "@var{subdir}/@var{objects}.h"
4198 @kindex #pragma interface
4199 Use this directive in @emph{header files} that define object classes, to save
4200 space in most of the object files that use those classes.  Normally,
4201 local copies of certain information (backup copies of inline member
4202 functions, debugging information, and the internal tables that implement
4203 virtual functions) must be kept in each object file that includes class
4204 definitions.  You can use this pragma to avoid such duplication.  When a
4205 header file containing @samp{#pragma interface} is included in a
4206 compilation, this auxiliary information will not be generated (unless
4207 the main input source file itself uses @samp{#pragma implementation}).
4208 Instead, the object files will contain references to be resolved at link
4209 time.
4210
4211 The second form of this directive is useful for the case where you have
4212 multiple headers with the same name in different directories.  If you
4213 use this form, you must specify the same string to @samp{#pragma
4214 implementation}.
4215
4216 @item #pragma implementation
4217 @itemx #pragma implementation "@var{objects}.h"
4218 @kindex #pragma implementation
4219 Use this pragma in a @emph{main input file}, when you want full output from
4220 included header files to be generated (and made globally visible).  The
4221 included header file, in turn, should use @samp{#pragma interface}.
4222 Backup copies of inline member functions, debugging information, and the
4223 internal tables used to implement virtual functions are all generated in
4224 implementation files.
4225
4226 @cindex implied @code{#pragma implementation}
4227 @cindex @code{#pragma implementation}, implied
4228 @cindex naming convention, implementation headers
4229 If you use @samp{#pragma implementation} with no argument, it applies to
4230 an include file with the same basename@footnote{A file's @dfn{basename}
4231 was the name stripped of all leading path information and of trailing
4232 suffixes, such as @samp{.h} or @samp{.C} or @samp{.cc}.} as your source
4233 file.  For example, in @file{allclass.cc}, giving just
4234 @samp{#pragma implementation}
4235 by itself is equivalent to @samp{#pragma implementation "allclass.h"}.
4236
4237 In versions of GNU C++ prior to 2.6.0 @file{allclass.h} was treated as
4238 an implementation file whenever you would include it from
4239 @file{allclass.cc} even if you never specified @samp{#pragma
4240 implementation}.  This was deemed to be more trouble than it was worth,
4241 however, and disabled.
4242
4243 If you use an explicit @samp{#pragma implementation}, it must appear in
4244 your source file @emph{before} you include the affected header files.
4245
4246 Use the string argument if you want a single implementation file to
4247 include code from multiple header files.  (You must also use
4248 @samp{#include} to include the header file; @samp{#pragma
4249 implementation} only specifies how to use the file---it doesn't actually
4250 include it.)
4251
4252 There is no way to split up the contents of a single header file into
4253 multiple implementation files.
4254 @end table
4255
4256 @cindex inlining and C++ pragmas
4257 @cindex C++ pragmas, effect on inlining
4258 @cindex pragmas in C++, effect on inlining
4259 @samp{#pragma implementation} and @samp{#pragma interface} also have an
4260 effect on function inlining.
4261
4262 If you define a class in a header file marked with @samp{#pragma
4263 interface}, the effect on a function defined in that class is similar to
4264 an explicit @code{extern} declaration---the compiler emits no code at
4265 all to define an independent version of the function.  Its definition
4266 is used only for inlining with its callers.
4267
4268 Conversely, when you include the same header file in a main source file
4269 that declares it as @samp{#pragma implementation}, the compiler emits
4270 code for the function itself; this defines a version of the function
4271 that can be found via pointers (or by callers compiled without
4272 inlining).  If all calls to the function can be inlined, you can avoid
4273 emitting the function by compiling with @samp{-fno-implement-inlines}.
4274 If any calls were not inlined, you will get linker errors.
4275
4276 @node Template Instantiation
4277 @section Where's the Template?
4278
4279 @cindex template instantiation
4280
4281 C++ templates are the first language feature to require more
4282 intelligence from the environment than one usually finds on a UNIX
4283 system.  Somehow the compiler and linker have to make sure that each
4284 template instance occurs exactly once in the executable if it is needed,
4285 and not at all otherwise.  There are two basic approaches to this
4286 problem, which I will refer to as the Borland model and the Cfront model.
4287
4288 @table @asis
4289 @item Borland model
4290 Borland C++ solved the template instantiation problem by adding the code
4291 equivalent of common blocks to their linker; the compiler emits template
4292 instances in each translation unit that uses them, and the linker
4293 collapses them together.  The advantage of this model is that the linker
4294 only has to consider the object files themselves; there is no external
4295 complexity to worry about.  This disadvantage is that compilation time
4296 is increased because the template code is being compiled repeatedly.
4297 Code written for this model tends to include definitions of all
4298 templates in the header file, since they must be seen to be
4299 instantiated.
4300
4301 @item Cfront model
4302 The AT&T C++ translator, Cfront, solved the template instantiation
4303 problem by creating the notion of a template repository, an
4304 automatically maintained place where template instances are stored.  A
4305 more modern version of the repository works as follows: As individual
4306 object files are built, the compiler places any template definitions and
4307 instantiations encountered in the repository.  At link time, the link
4308 wrapper adds in the objects in the repository and compiles any needed
4309 instances that were not previously emitted.  The advantages of this
4310 model are more optimal compilation speed and the ability to use the
4311 system linker; to implement the Borland model a compiler vendor also
4312 needs to replace the linker.  The disadvantages are vastly increased
4313 complexity, and thus potential for error; for some code this can be
4314 just as transparent, but in practice it can been very difficult to build
4315 multiple programs in one directory and one program in multiple
4316 directories.  Code written for this model tends to separate definitions
4317 of non-inline member templates into a separate file, which should be
4318 compiled separately.
4319 @end table
4320
4321 When used with GNU ld version 2.8 or later on an ELF system such as
4322 Linux/GNU or Solaris 2, or on Microsoft Windows, g++ supports the
4323 Borland model.  On other systems, g++ implements neither automatic
4324 model.
4325
4326 A future version of g++ will support a hybrid model whereby the compiler
4327 will emit any instantiations for which the template definition is
4328 included in the compile, and store template definitions and
4329 instantiation context information into the object file for the rest.
4330 The link wrapper will extract that information as necessary and invoke
4331 the compiler to produce the remaining instantiations.  The linker will
4332 then combine duplicate instantiations.
4333
4334 In the mean time, you have the following options for dealing with
4335 template instantiations:
4336
4337 @enumerate
4338 @item
4339 Compile your template-using code with @samp{-frepo}.  The compiler will
4340 generate files with the extension @samp{.rpo} listing all of the
4341 template instantiations used in the corresponding object files which
4342 could be instantiated there; the link wrapper, @samp{collect2}, will
4343 then update the @samp{.rpo} files to tell the compiler where to place
4344 those instantiations and rebuild any affected object files.  The
4345 link-time overhead is negligible after the first pass, as the compiler
4346 will continue to place the instantiations in the same files.
4347
4348 This is your best option for application code written for the Borland
4349 model, as it will just work.  Code written for the Cfront model will
4350 need to be modified so that the template definitions are available at
4351 one or more points of instantiation; usually this is as simple as adding
4352 @code{#include <tmethods.cc>} to the end of each template header.
4353
4354 For library code, if you want the library to provide all of the template
4355 instantiations it needs, just try to link all of its object files
4356 together; the link will fail, but cause the instantiations to be
4357 generated as a side effect.  Be warned, however, that this may cause
4358 conflicts if multiple libraries try to provide the same instantiations.
4359 For greater control, use explicit instantiation as described in the next
4360 option.
4361
4362 @item
4363 Compile your code with @samp{-fno-implicit-templates} to disable the
4364 implicit generation of template instances, and explicitly instantiate
4365 all the ones you use.  This approach requires more knowledge of exactly
4366 which instances you need than do the others, but it's less
4367 mysterious and allows greater control.  You can scatter the explicit
4368 instantiations throughout your program, perhaps putting them in the
4369 translation units where the instances are used or the translation units
4370 that define the templates themselves; you can put all of the explicit
4371 instantiations you need into one big file; or you can create small files
4372 like
4373
4374 @example
4375 #include "Foo.h"
4376 #include "Foo.cc"
4377
4378 template class Foo<int>;
4379 template ostream& operator <<
4380                 (ostream&, const Foo<int>&);
4381 @end example
4382
4383 for each of the instances you need, and create a template instantiation
4384 library from those.
4385
4386 If you are using Cfront-model code, you can probably get away with not
4387 using @samp{-fno-implicit-templates} when compiling files that don't
4388 @samp{#include} the member template definitions.
4389
4390 If you use one big file to do the instantiations, you may want to
4391 compile it without @samp{-fno-implicit-templates} so you get all of the
4392 instances required by your explicit instantiations (but not by any
4393 other files) without having to specify them as well.
4394
4395 g++ has extended the template instantiation syntax outlined in the
4396 Working Paper to allow forward declaration of explicit instantiations
4397 (with @code{extern}), instantiation of the compiler support data for a
4398 template class (i.e. the vtable) without instantiating any of its
4399 members (with @code{inline}), and instantiation of only the static data
4400 members of a template class, without the support data or member
4401 functions (with (@code{static}):
4402
4403 @example
4404 extern template int max (int, int);
4405 inline template class Foo<int>;
4406 static template class Foo<int>;
4407 @end example
4408
4409 @item
4410 Do nothing.  Pretend g++ does implement automatic instantiation
4411 management.  Code written for the Borland model will work fine, but
4412 each translation unit will contain instances of each of the templates it
4413 uses.  In a large program, this can lead to an unacceptable amount of code
4414 duplication.
4415
4416 @item
4417 Add @samp{#pragma interface} to all files containing template
4418 definitions.  For each of these files, add @samp{#pragma implementation
4419 "@var{filename}"} to the top of some @samp{.C} file which
4420 @samp{#include}s it.  Then compile everything with
4421 @samp{-fexternal-templates}.  The templates will then only be expanded
4422 in the translation unit which implements them (i.e. has a @samp{#pragma
4423 implementation} line for the file where they live); all other files will
4424 use external references.  If you're lucky, everything should work
4425 properly.  If you get undefined symbol errors, you need to make sure
4426 that each template instance which is used in the program is used in the
4427 file which implements that template.  If you don't have any use for a
4428 particular instance in that file, you can just instantiate it
4429 explicitly, using the syntax from the latest C++ working paper:
4430
4431 @example
4432 template class A<int>;
4433 template ostream& operator << (ostream&, const A<int>&);
4434 @end example
4435
4436 This strategy will work with code written for either model.  If you are
4437 using code written for the Cfront model, the file containing a class
4438 template and the file containing its member templates should be
4439 implemented in the same translation unit.
4440
4441 A slight variation on this approach is to instead use the flag
4442 @samp{-falt-external-templates}; this flag causes template
4443 instances to be emitted in the translation unit that implements the
4444 header where they are first instantiated, rather than the one which
4445 implements the file where the templates are defined.  This header must
4446 be the same in all translation units, or things are likely to break.
4447
4448 @xref{C++ Interface,,Declarations and Definitions in One Header}, for
4449 more discussion of these pragmas.
4450 @end enumerate
4451
4452 @node Bound member functions
4453 @section Extracting the function pointer from a bound pointer to member function
4454
4455 @cindex pmf
4456 @cindex pointer to member function
4457 @cindex bound pointer to member function
4458
4459 In C++, pointer to member functions (PMFs) are implemented using a wide
4460 pointer of sorts to handle all the possible call mechanisms; the PMF
4461 needs to store information about how to adjust the @samp{this} pointer,
4462 and if the function pointed to is virtual, where to find the vtable, and
4463 where in the vtable to look for the member function.  If you are using
4464 PMFs in an inner loop, you should really reconsider that decision.  If
4465 that is not an option, you can extract the pointer to the function that
4466 would be called for a given object/PMF pair and call it directly inside
4467 the inner loop, to save a bit of time.
4468
4469 Note that you will still be paying the penalty for the call through a
4470 function pointer; on most modern architectures, such a call defeats the
4471 branch prediction features of the CPU.  This is also true of normal
4472 virtual function calls.
4473
4474 The syntax for this extension is
4475
4476 @example
4477 extern A a;
4478 extern int (A::*fp)();
4479 typedef int (*fptr)(A *);
4480
4481 fptr p = (fptr)(a.*fp);
4482 @end example
4483
4484 For PMF constants (i.e. expressions of the form @samp{&Klasse::Member}),
4485 no object is needed to obtain the address of the function. They can be
4486 converted to function pointers directly:
4487
4488 @example
4489 fptr p1 = (fptr)(&A::foo);
4490 @end example
4491
4492 You must specify @samp{-Wno-pmf-conversions} to use this extension.
4493
4494 @node C++ Attributes
4495 @section C++-Specific Variable, Function, and Type Attributes
4496
4497 Some attributes only make sense for C++ programs.
4498
4499 @table @code
4500 @item init_priority (@var{priority})
4501 @cindex init_priority attribute
4502
4503
4504 In Standard C++, objects defined at namespace scope are guaranteed to be
4505 initialized in an order in strict accordance with that of their definitions
4506 @emph{in a given translation unit}.  No guarantee is made for initializations
4507 across translation units.  However, GNU C++ allows users to control the
4508 order of initialization of objects defined at namespace scope with the
4509 @code{init_priority} attribute by specifying a relative @var{priority},
4510 a constant integral expression currently bounded between 101 and 65535
4511 inclusive.  Lower numbers indicate a higher priority.
4512
4513 In the following example, @code{A} would normally be created before
4514 @code{B}, but the @code{init_priority} attribute has reversed that order:
4515
4516 @example
4517 Some_Class  A  __attribute__ ((init_priority (2000)));
4518 Some_Class  B  __attribute__ ((init_priority (543)));
4519 @end example
4520
4521 @noindent
4522 Note that the particular values of @var{priority} do not matter; only their
4523 relative ordering.
4524
4525 @item java_interface
4526 @cindex java_interface attribute
4527
4528 This type attribute informs C++ that the class is a Java interface.  It may
4529 only be applied to classes declared within an @code{extern "Java"} block.
4530 Calls to methods declared in this interface will be dispatched using GCJ's
4531 interface table mechanism, instead of regular virtual table dispatch.
4532
4533 @end table
4534
4535 @node Java Exceptions
4536 @section Java Exceptions
4537
4538 The Java language uses a slightly different exception handling model
4539 from C++.  Normally, GNU C++ will automatically detect when you are
4540 writing C++ code that uses Java exceptions, and handle them
4541 appropriately.  However, if C++ code only needs to execute destructors
4542 when Java exceptions are thrown through it, GCC will guess incorrectly.
4543 Sample problematic code:
4544
4545 @example
4546   struct S @{ ~S(); @};
4547   extern void bar();    // is implemented in Java and may throw exceptions
4548   void foo()
4549   @{
4550     S s;
4551     bar();
4552   @}
4553 @end example
4554
4555 @noindent
4556 The usual effect of an incorrect guess is a link failure, complaining of
4557 a missing routine called @samp{__gxx_personality_v0}.
4558
4559 You can inform the compiler that Java exceptions are to be used in a
4560 translation unit, irrespective of what it might think, by writing
4561 @samp{@w{#pragma GCC java_exceptions}} at the head of the file.  This
4562 @samp{#pragma} must appear before any functions that throw or catch
4563 exceptions, or run destructors when exceptions are thrown through them.
4564
4565 You cannot mix Java and C++ exceptions in the same translation unit.  It
4566 is believed to be safe to throw a C++ exception from one file through
4567 another file compiled for the for the Java exception model, or vice
4568 versa, but there may be bugs in this area.
4569
4570 @node Deprecated Features
4571 @section Deprecated Features
4572
4573 In the past, the GNU C++ compiler was extended to experiment with new
4574 features, at a time when the C++ language was still evolving. Now that
4575 the C++ standard is complete, some of those features are superseded by
4576 superior alternatives. Using the old features might cause a warning in
4577 some cases that the feature will be dropped in the future. In other
4578 cases, the feature might be gone already.
4579
4580 While the list below is not exhaustive, it documents some of the options
4581 that are now deprecated:
4582
4583 @table @code
4584 @item -fexternal-templates
4585 @itemx -falt-external-templates
4586 These are two of the many ways for g++ to implement template
4587 instantiation. @xref{Template Instantiation}. The C++ standard clearly
4588 defines how template definitions have to be organized across
4589 implementation units. g++ has an implicit instantiation mechanism that
4590 should work just fine for standard-conforming code.
4591
4592 @item -fstrict-prototype
4593 @itemx -fno-strict-prototype
4594 Previously it was possible to use an empty prototype parameter list to
4595 indicate an unspecified number of parameters (like C), rather than no
4596 parameters, as C++ demands. This feature has been removed, except where
4597 it is required for backwards compatibility @xref{Backwards Compatibility}.
4598 @end table
4599
4600 The named return value extension has been deprecated, and will be
4601 removed from g++ at some point.
4602
4603 The use of initializer lists with new expressions has been deprecated,
4604 and will be removed from g++ at some point.
4605
4606 @node Backwards Compatibility
4607 @section Backwards Compatibility
4608 @cindex Backwards Compatibility
4609 @cindex ARM [Annotated C++ Reference Manual]
4610
4611 Now that there is a definitive ISO standard C++, g++ has a specification
4612 to adhere to. The C++ language evolved over time, and features that
4613 used to be acceptable in previous drafts of the standard, such as the ARM
4614 [Annotated C++ Reference Manual], are no longer accepted. In order to allow
4615 compilation of C++ written to such drafts, g++ contains some backwards
4616 compatibilities. @emph{All such backwards compatibility features are
4617 liable to disappear in future versions of g++.} They should be considered
4618 deprecated @xref{Deprecated Features}.
4619
4620 @table @code
4621 @item For scope
4622 If a variable is declared at for scope, it used to remain in scope until
4623 the end of the scope which contained the for statement (rather than just
4624 within the for scope). g++ retains this, but issues a warning, if such a
4625 variable is accessed outside the for scope.
4626
4627 @item implicit C language
4628 Old C system header files did not contain an @code{extern "C" @{...@}}
4629 scope to set the language. On such systems, all header files are
4630 implicitly scoped inside a C language scope. Also, an empty prototype
4631 @code{()} will be treated as an unspecified number of arguments, rather
4632 than no arguments, as C++ demands.
4633 @end table